各種壓縮機(jī)知識

　　氣體壓縮機(jī)是許多工業(yè)部門必不可少的重要設(shè)備。在石油化工生產(chǎn)中占有更重要的地位。今天小七跟大家介紹一下各種壓縮機(jī)的工作原理和特點。

　　主要用途：

　?、眲恿τ脡嚎s機(jī):

　　⑴壓縮氣體驅(qū)動各種風(fēng)動機(jī)械，如：氣動扳手、風(fēng)鎬。

　?、瓶刂苾x表和自動化裝置。

　?、墙煌ǚ矫妫浩囬T的開啟。

　?、仁称泛歪t(yī)藥工業(yè)中用高壓氣體攪拌漿液。

　?、杉徔棙I(yè)中，如噴氣織機(jī)。

　?、矚怏w輸送用壓縮機(jī)

　?、殴艿垒斔?-為了克服氣體在管道中流動過程中，管道對氣體產(chǎn)生的阻力。

　?、破垦b輸送--縮小氣體的體積，使有限的容積輸送較多的氣體。

　?、持评浜蜌怏w分離用壓縮機(jī)如氟里昂制冷、空氣分離。

　　⒋石油、化工用壓縮機(jī)：

　?、庞糜跉怏w的合成和聚合，如：氨的合成。

　?、茲櫥偷募託渚?。

　?、虐醋饔迷矸郑喝莘e式和速度式（透平式）

　?、瓢磯核偷慕橘|(zhì)分類：空氣壓縮機(jī)、氮氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等

　?、前磁艢鈮毫Ψ诸悾旱蛪海?.3-1.0MPa）中壓（1.0-10MPa）  高壓（10-100MPa）超高壓（＞100MPa）

　?、劝唇Y(jié)構(gòu)型式分類：壓縮機(jī)----容積式、速度式。容積式----回轉(zhuǎn)式（包括螺桿式、滑片式、羅茨式）、往復(fù)式（包括活塞式、隔膜式）。速度式----離心式、軸流式、噴射式、混流式。

　　離心壓縮機(jī)是產(chǎn)生壓力的機(jī)械，是透平壓縮機(jī)的一種。透平是英譯音“TURBINE”，即旋轉(zhuǎn)的葉輪。在全低壓空分裝置中，離心壓縮機(jī)得到廣泛應(yīng)用，逐漸出現(xiàn)了離心壓縮機(jī)取代活塞壓縮機(jī)的趨勢。

　　是具有葉片的工作輪在壓縮機(jī)的軸上旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入工作輪的氣體被葉片帶著旋轉(zhuǎn),增加了動能(速度)和靜壓頭(壓力),然后出工作輪進(jìn)入擴(kuò)壓器內(nèi),在擴(kuò)壓器中氣體的速度轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?進(jìn)一步提高壓力,經(jīng)過壓縮的氣體再經(jīng)彎道和回流器進(jìn)入下一級葉輪進(jìn)一步壓縮至所需的壓力。打個比方說：一般是由一臺原動機(jī)（電機(jī)）帶動一根軸，軸上裝有有4個葉輪，就好象一根軸帶了4個電扇，一個電扇的風(fēng)傳給了第二個電扇，又傳給了另一個電扇，最后你感覺到風(fēng)的力量很大一樣。離心壓縮機(jī)就是這樣通過葉輪把氣體的壓力提高的。

　　氣體在葉輪中提高壓力的原因有兩個:一是氣體在葉輪葉片的作用下,跟著葉輪作高速的旋轉(zhuǎn),而氣體由于受旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用使氣體的壓力升高,其次是葉輪是從里到外逐漸擴(kuò)大的,氣體在葉輪里擴(kuò)壓流動,使氣體通過葉輪后壓力得到提高。

　　離心壓縮機(jī)是一種速度式壓縮機(jī)，與其它壓縮機(jī)相比較：

　　優(yōu)點：

　　⑴排氣量大，排氣均勻，氣流無脈沖。⑵轉(zhuǎn)速高。⑶機(jī)內(nèi)不需要潤滑。 ⑷密封效果好，泄露現(xiàn)象少。⑸有平坦的性能曲線，操作范圍較廣。⑹易于實現(xiàn)自動化和大型化。⑺易損件少、維修量少、運轉(zhuǎn)周期長。

　　缺點：

　?、挪僮鞯倪m應(yīng)性差，氣體的性質(zhì)對操作性能有較大影響。在機(jī)組開車、停車、運行中，負(fù)荷變化大。

　?、茪饬魉俣却?，流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失。

　?、怯写瘳F(xiàn)象，對機(jī)器的危害極大。

　　適用范圍：大中流量、中低壓力的場合。

　　當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，活塞便做往復(fù)運動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化?；钊綁嚎s機(jī)的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運動時，上述過程重復(fù)出現(xiàn)?？傊?，活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。

　　1、活塞壓縮機(jī)的適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達(dá)到所需壓力；

　　2、活塞壓縮機(jī)的熱效率高，單位耗電量少；

　　3、適應(yīng)性強(qiáng)，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；

　　4、活塞壓縮機(jī)對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉；

　　5、活塞壓縮機(jī)技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗；

　　6 、活塞壓縮機(jī)的裝置系統(tǒng)比較簡單。

　　1、轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重；

　　2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修量大；

　　3、排氣不連續(xù)，造成氣流脈動；

　　4、運轉(zhuǎn)時有較大的震動。

　　活塞式壓縮機(jī)在各種場合，特別是在中小制冷范圍內(nèi)，成為制冷機(jī)中應(yīng)用最廣、生產(chǎn)批量最大的一種機(jī)型

　　螺桿式壓縮機(jī)汽缸內(nèi)裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子都有幾個凹形齒，兩者互相反向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子之間和機(jī)殼與轉(zhuǎn)子之間的間隙僅為5～10絲，主轉(zhuǎn)子（又稱陽轉(zhuǎn)子或凸轉(zhuǎn)子），通過由發(fā)動機(jī)或電動機(jī)驅(qū)動(多數(shù)為電動機(jī)驅(qū)動)，另一轉(zhuǎn)子（又稱陰轉(zhuǎn)子或凹轉(zhuǎn)子）是由主轉(zhuǎn)子通過噴油形成的油膜進(jìn)行驅(qū)動，或由主轉(zhuǎn)子端和凹轉(zhuǎn)子端的同步齒輪驅(qū)動。所以驅(qū)動中沒有金屬接觸（理論上）。

　　轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機(jī)排氣量（流量）和排氣壓力，轉(zhuǎn)子越長，壓力越高；轉(zhuǎn)子直徑越大，流量越大。

　　螺旋轉(zhuǎn)子凹槽經(jīng)過吸氣口時充滿氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子凹槽被機(jī)殼壁封閉，形成壓縮腔室，當(dāng)轉(zhuǎn)子凹槽封閉后，潤滑油被噴入壓縮腔室，起密封。冷卻和潤滑作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮潤滑劑+氣體（簡稱油氣混合物）時，壓縮腔室容積減小，向排氣口壓縮油氣混合物。當(dāng)壓縮腔室經(jīng)過排氣口時，油氣混合物從壓縮機(jī)排出，完成一個吸氣——壓縮——排氣過程。螺桿機(jī)的每個轉(zhuǎn)子由減摩軸承所支承，軸承由靠近轉(zhuǎn)軸端部的端蓋固定。進(jìn)氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉(zhuǎn)子定位，也就是止推軸承，抵抗軸向推力，承受徑向載荷，并提供必須的軸向運行最小間隙。

　　工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。

　　1，螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同，都屬于容積式壓縮機(jī)。就使用效果來看螺桿空壓機(jī)有如下優(yōu)點。

　　2，可靠性高。螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長，大修間隔期可達(dá)4-8萬小時。

　　3，操作維護(hù)方便。螺桿壓縮機(jī)自動化程度高，操作人員不必經(jīng)過長時間的專業(yè)培訓(xùn)，可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)。

　　4，動力平衡好。螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)，特別適合作移動式壓縮機(jī)，體積小、重量輕、占地面積少。

　　5，適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的范圍內(nèi)能保持較高效率，在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下，適用于多種工況。

　　噪聲較大，以及需要設(shè)置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備，造成機(jī)組體積過大。

　　滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)如今廣泛應(yīng)用于家電冰箱和空調(diào)器中，其中大中型滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)也運用于冷庫。

　　(1)．零部件少，結(jié)構(gòu)簡單。

　　(2)．易損零件少，運行可靠。

　　(3)．沒有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高。

　　(4)．在相同制冷量情況下，壓縮機(jī)體積小，重量輕，運轉(zhuǎn)平衡。

　　(5)．加工精度要求較高。

　　(6)．密封線較長，密封性能較差，泄露損失較大。

　　(7)．滑片與汽缸壁面之間的泄露、摩擦和磨損較大，限制了它的工作壽命和效率的提高。

　　渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)80年代才發(fā)展起來的新型壓縮機(jī)，它以效率高、體積小、質(zhì)量輕、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單且運轉(zhuǎn)平衡等特點被廣泛應(yīng)用于空調(diào)和制冷機(jī)組中。

　　(1)．相鄰兩室的壓差小，氣體的泄露量小。

　　(2)．由于吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續(xù)進(jìn)行的，壓力上升較慢，因此轉(zhuǎn)矩變化幅度小，震動小。

　　(3)．沒有余隙容積，故不存在引起輸氣系數(shù)下降的膨脹過程。

　　(4)．沒有吸、排氣閥，效率高，可靠性強(qiáng)，噪聲低。

　　(5)．由于采用氣體支撐機(jī)構(gòu),故允許帶液壓縮,一旦壓縮腔內(nèi)壓力過高,可使動盤和靜盤端面脫離,壓力立即得以釋放。

　　(6)．機(jī)殼內(nèi)腔為排氣室，減少了吸氣預(yù)熱，提高了壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)。

　　(7)．渦線體型線加工精度非常高，必須采用專用的精密加工設(shè)備，而且密封要求高，密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

　　工作原理：在泵體中裝有適量的水作為工作液。由于離心力的作用，水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。

　　液環(huán)式壓縮機(jī)或真空泵，通常用水作密封液，所以又習(xí)稱水環(huán)泵。由于液體的充分冷卻作用，壓縮氣體終了溫度很低。所以，液環(huán)式壓縮機(jī)適合壓縮在高溫下易于分解的氣體，如乙炔、二硫化碳、硫化氫等，也適于壓縮高溫時易于聚合的一些氣體。由于壓縮介質(zhì)不與氣缸直接接觸，所以，它也特別適用于壓縮具有強(qiáng)烈腐蝕性的氣體，如氯氣等。此時，可選用一種與被壓縮氣體不起作用的液體作密封液。如壓縮氯氣時用濃硫酸作密封液。液環(huán)式壓縮機(jī)氣缸不需潤滑，可作為特殊用途的無潤滑壓縮機(jī)使用。除此之外，此種型式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，制造、操作方便，易損零件少，排氣脈動和噪聲均較小，

　　滾動活塞式壓縮機(jī)，將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機(jī)械。是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運轉(zhuǎn)帶動活塞對其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑液體，為制冷循環(huán)提供動力，從而實現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。依靠偏心安設(shè)在汽缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)活塞在圓柱形汽缸內(nèi)作滾動運動和一個與滾動活塞相接觸的滑板的往復(fù)運動實現(xiàn)氣體壓縮的壓縮機(jī)。

　　分類：滾動活塞式壓縮機(jī)按其原理可分為容積型滾動活塞式壓縮機(jī)與速度型滾動活塞式壓縮機(jī)。容積型又分為 往復(fù)式滾動活塞式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式滾動活塞式壓縮機(jī)；速度型滾動活塞式壓縮機(jī)又分為：軸流式滾動活塞式壓縮機(jī)、離心式滾動活塞式壓縮機(jī)。

　　目前家用冰箱和空調(diào)器滾動活塞式壓縮機(jī)都是容積式，其中又可分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式。往復(fù)式滾動活塞式壓縮機(jī)使用的是活塞、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)或活塞、曲柄、滑管機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式使用的目前多是滾動轉(zhuǎn)子滾動活塞式壓縮機(jī)。在商用空調(diào)上，又多是離心式、渦旋式、螺桿式。