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比较双螺杆空压机与活塞式压缩机我们该选择哪个?
时间:2013-04-26 14:22
双螺杆空压机原理与特点
一. 基本结构和工作原理
    通常所称的螺杆压缩机即指双螺杆空压机。
双螺杆空压机的基本结构:
    在压缩机的机体中,平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。 
    通常把节圆外具有凸齿的转子,称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子,称为阴转子或阴转子。
    一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动。
    转子上的最后一对轴承实现轴向定位,并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位,并承受压缩机中的径向力。
    在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用,称为进气口;另一个供排气用,称作排气口。
工作原理:
   双 螺杆空压机的工作循环可分为进气,压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。
    1.进气过程:转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。
    2.压缩过程:阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小,齿沟内的气体被压缩压力提高。
    3.排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。
    从上述工作原理可以看出,双螺杆空压机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。
二 双螺杆空压机的特点:
    就气体压力提高的原理而言,螺杆压缩机与活塞压缩机相同,都属容积式压缩机。就主要部件的运动形式而言,又与离心压缩机相似。所以,螺杆压缩机同时具有上述两类压缩机的特点。
    双螺杆空压机的优点:
    1.可靠性高:螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4-8万小时。
    2.操作维护方便:操作人员不必经过专业培训,可实现无人值守运转。
    3.动力平衡性好:螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转。
    4.适应性强:螺杆压缩机具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,在宽广范围内能保证较高的效率。
    5.多相混输:螺杆压缩机的转子齿面实际上留有间隙,因而能耐液体冲击,可压送含液气体,含粉尘气体,易聚合气体等。
    螺杆压缩机的缺点:
    1.造价高:螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外,对螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。
    2.不适合高压场合:由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制,螺杆压缩机只能适用于中,低压范围,排气压力一般不能超过3.0Mpa。
    3.不能制成微型:螺杆压缩机依靠间隙密封气体,目前一般只有容积流量大于0.2m3/min,螺杆压缩机才具有优越的性能



活塞式空压机工作原理
活塞式空压机的工作原理见图 1 。在气缸内作往复运动的活塞向右移动时,气缸内活塞左腔的压力低于大气压力 p a ,吸气阀开启,外界空气吸入缸内,这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后,排气阀打开。压缩空气送至输气管内,这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。 

图 1 活塞式空压机工作原理图 
1 —排气阀 2 —气缸 3 —活塞 4 —活塞杆
5 —滑块 6 —连杆 7 —曲柄 8 —吸气阀
9 —阀门弹簧 
这种结构的压缩机空压机厂家在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时,剩余容积内的压缩空气会膨胀,从而减少了吸人的空气量,降低了效率,增加了压缩功。且由于剩余容积的存在,当压缩比增大时,温度急剧升高。故当输出压力较高时,应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高容积效率,增加压缩气体排气量。 
图 1 为单级活塞式空压机,常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。单级活塞式空压机若压力超过 0 . 6MPa ,各项性能指标将急剧下降,故往往采用多级压缩,以提高输出压力。为了提高效率,降低空气温度,需要进行中间冷却。图 2 (a) 为二级压缩的活塞式空压机设备示意图。如图 2 (b) 所示,空气经低压缸后压力由 p 1 提高至 p 2 ,温度由 T l 升至 T 2 ;然后流入中间冷却器,在等压下对冷却水放热,温度降为 T l ;再经高压缸压缩到所需要的压力 p 3 。并由该图可见,进入低压缸和高压缸的空气温度 T l 和 T 2 ,位于同一等温线 12 ′ 3 ′ 上,两个压缩过程 12 、 2 ′ 3 偏离等温线不远。同一压缩比 p 3 / p 1 的单级压缩过程为 123 ″ ,比两级压缩偏离等温线 12 ′ 3 ′ 远得多,即温度要高许多。且单级压缩消耗功相当于图中面积 613 ″ 46 ,两级压缩消耗功相当于图中面积 61256 和 52 ′ 345 之和,节省的功相当于 2 ′ 23 ″ 32 ′ 。可见,分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高效率。
活塞式空压机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中,卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时,空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时,空压机自动停止运转。 
活塞式空压机的优点是结构简单,使用寿命长,并且容易实现大容量和高压输出。缺点是振动大,噪声大,且因为排气为断续进行,输出有脉冲,需要贮气罐。
常州龙力机械有限公司,用户提供空气压缩机、螺杆压缩机、变频空压机、无油空压机、涡旋式空压机、双螺杆空压机等一系列空压机厂家。




 
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