螺桿空壓機的結構及原理
一、基本結構
通常我們所說的螺桿壓縮機即指雙螺桿(gan)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機,它的(de)基本結構如(ru)上圖所示。在壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機的(de)主(zhu)機中(zhong)平(ping)行地配置(zhi)著一(yi)對相互(hu)嚙合(he)的(de)螺旋形轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),通常把節(jie)圓(yuan)(yuan)外具有凸齒(chi)的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(從橫截面看),稱為(wei)陽轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或陽螺桿(gan);把節(jie)圓(yuan)(yuan)內具有凹齒(chi)的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(從橫截面看),稱為(wei)陰轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或陰螺桿(gan)。一(yi)般(ban)陽轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)作為(wei)主(zhu)動(dong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),由陽轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)帶(dai)動(dong)陰轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)上的(de)球軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)使轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)實(shi)現軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)定(ding)位,并承(cheng)受壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機中(zhong)的(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)力(li)。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)兩端的(de)圓(yuan)(yuan)錐滾(gun)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)推力(li)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)使轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)實(shi)現徑向(xiang)(xiang)(xiang)定(ding)位,并承(cheng)受壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機中(zhong)的(de)徑向(xiang)(xiang)(xiang)力(li)和軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)力(li)。在壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機主(zhu)機兩端分別開設(she)一(yi)定(ding)形狀和大小的(de)孔口,一(yi)個(ge)供(gong)吸氣用的(de)叫吸氣口;另一(yi)個(ge)供(gong)排氣用的(de)叫排氣口。
二、工作原理
螺桿壓縮(suo)(suo)機(ji)的(de)工作循環可分為吸氣(qi)過(guo)程(cheng)(包括吸氣(qi)和(he)(he)封閉過(guo)程(cheng))、壓縮(suo)(suo)過(guo)程(cheng)和(he)(he)排氣(qi)過(guo)程(cheng)。隨著轉(zhuan)子旋轉(zhuan)每對(dui)相(xiang)互嚙合的(de)齒(chi)相(xiang)繼完(wan)成(cheng)相(xiang)同的(de)工作循環,為簡單起見我們只對(dui)其中(zhong)的(de)一對(dui)齒(chi)進行(xing)研究。
1、吸氣過程
(a) 吸(xi)氣過(guo)程(cheng) (b) 封閉過(guo)程(cheng)
隨著轉子的(de)(de)運動,齒的(de)(de)一端逐(zhu)漸(jian)脫離嚙(nie)合而(er)形(xing)成了(le)齒間(jian)容積(ji),這個齒間(jian)容積(ji)的(de)(de)擴(kuo)大在(zai)其內部形(xing)成了(le)一定的(de)(de)真(zhen)空,而(er)此(ci)時該(gai)齒間(jian)容積(ji)僅僅與(yu)吸(xi)氣口(kou)連通,因此(ci)氣體便在(zai)壓差作用(yong)下流入其中(zhong)。
在隨(sui)后的(de)轉(zhuan)子(zi)旋轉(zhuan)過程(cheng)中,陽轉(zhuan)子(zi)的(de)齒不(bu)(bu)斷地從(cong)陰轉(zhuan)子(zi)的(de)齒槽(cao)中脫(tuo)離出(chu)來(lai),此時齒間(jian)(jian)容(rong)積(ji)也(ye)不(bu)(bu)斷地擴大,并(bing)與(yu)吸氣(qi)口保持(chi)連通。隨(sui)著轉(zhuan)子(zi)的(de)旋轉(zhuan)齒間(jian)(jian)容(rong)積(ji)達到了最大值,并(bing)在此位置齒間(jian)(jian)容(rong)積(ji)與(yu)吸氣(qi)口斷開,吸氣(qi)過程(cheng)結束。
吸氣過程結(jie)束(shu)的(de)同時陰陽轉子的(de)齒峰與機殼密(mi)封,齒槽內的(de)氣體被轉子齒和機殼包圍(wei)在一(yi)個封閉的(de)空間中,即封閉過程。
2、壓縮過程
隨著轉(zhuan)子的(de)旋(xuan)轉(zhuan),齒間容積由于轉(zhuan)子齒的(de)嚙合而(er)不斷(duan)減(jian)少,被密封在齒間容積中的(de)氣體所占(zhan)據(ju)的(de)體積也隨之減(jian)少,導(dao)致氣體壓力升
高(gao),從而實(shi)現氣體的壓縮(suo)過(guo)程。壓縮(suo)過(guo)程可一直持續到齒間容(rong)積即將(jiang)與排氣口(kou)連通之前。
3、排氣過程
齒(chi)間(jian)容積與排氣口(kou)連通后即開始(shi)排氣過(guo)程(cheng),隨著(zhu)齒(chi)間(jian)容積的(de)(de)不斷縮(suo)(suo)小,具有(you)內壓縮(suo)(suo)終了壓力的(de)(de)氣體逐漸通過(guo)排氣口(kou)被(bei)排出(chu),這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)一(yi)直持續到(dao)齒(chi)末(mo)端的(de)(de)型(xing)線完全嚙合為止,此(ci)時(shi)齒(chi)間(jian)容積內的(de)(de)氣體通過(guo)排氣口(kou)被(bei)完全排出(chu),封閉的(de)(de)齒(chi)間(jian)容積的(de)(de)體積將變為零。
從上(shang)述工作(zuo)原(yuan)理可(ke)以看(kan)出,螺桿壓(ya)縮機(ji)是通過一對轉(zhuan)子在機(ji)殼(ke)內作(zuo)回轉(zhuan)運動來改(gai)變工作(zuo)容(rong)積(ji),使氣體體積(ji)縮小、密度增加,從而提(ti)高氣體的壓(ya)力。
三、螺桿空壓機的構成
一臺(tai)噴油(you)(you)螺桿(gan)空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)組(zu)主(zhu)(zhu)要由主(zhu)(zhu)機(ji)和(he)(he)輔機(ji)兩大部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)組(zu)成,主(zhu)(zhu)機(ji)包括螺桿(gan)空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)主(zhu)(zhu)機(ji)和(he)(he)主(zhu)(zhu)電機(ji),輔機(ji)包括進(jin)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)、噴油(you)(you)及(ji)油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)系(xi)統(tong)、冷(leng)卻(que)系(xi)統(tong)、控制系(xi)統(tong)和(he)(he)電氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)等(deng)。在(zai)進(jin)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)中,自由空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器濾(lv)(lv)去塵埃(ai)、雜(za)質(zhi)之(zhi)后,進(jin)入(ru)(ru)空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)口(kou),并在(zai)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)過(guo)(guo)程中與噴入(ru)(ru)的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)混(hun)合(he)。經(jing)(jing)(jing)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)后的(de)(de)(de)油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)混(hun)合(he)物被(bei)(bei)排(pai)入(ru)(ru)油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)桶中,經(jing)(jing)(jing)一、二(er)次油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li),再經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)最小壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力閥(fa)、后部冷(leng)卻(que)器和(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)水分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)器被(bei)(bei)送入(ru)(ru)使用系(xi)統(tong)。在(zai)噴油(you)(you)及(ji)油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)系(xi)統(tong)中,當空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)正常(chang)運轉時,油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)桶中的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)依靠空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力和(he)(he)噴油(you)(you)口(kou)處的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差(cha),來維持在(zai)回路中流動。潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)在(zai)此壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差(cha)的(de)(de)(de)作用下,經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)溫控閥(fa)進(jin)入(ru)(ru)油(you)(you)冷(leng)卻(que)器,再經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)油(you)(you)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器除去雜(za)質(zhi)微粒后,大多數的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)被(bei)(bei)噴入(ru)(ru)空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)腔,起(qi)到潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)、密(mi)封、冷(leng)卻(que)和(he)(he)降噪(zao)的(de)(de)(de)作用;其余潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別噴入(ru)(ru)軸承室和(he)(he)增(zeng)速齒輪(lun)箱。噴入(ru)(ru)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)腔中的(de)(de)(de)那一部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)油(you)(you)隨(sui)著壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)一起(qi)被(bei)(bei)排(pai)入(ru)(ru)油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)桶中,經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)離(li)心分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)絕大多數的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)被(bei)(bei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)出(chu)來,還有少量的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)芯(xin)進(jin)行二(er)次分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li),被(bei)(bei)二(er)次分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)出(chu)來的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)回油(you)(you)管返回到空(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)口(kou)等(deng)低壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)端。
①潤滑油的作用:
冷卻作用
作(zuo)為(wei)冷卻劑(ji),它可有(you)效控制壓(ya)縮放熱引(yin)起的溫升;潤滑作(zuo)用作(zuo)為(wei)潤滑劑(ji),它可在轉(zhuan)子間(jian)形成潤滑油膜;
密封作(zuo)用
作為密封(feng)劑,它可填補轉子與殼(ke)體以及轉子與轉子之間的泄漏(lou)間隙。
降噪(zao)作用
噴入(ru)的(de)油是粘性流體,對聲能和聲波有吸(xi)收和阻尼作用,一般噴油后噪聲可(ke)降低10~20dB(A)。
②最小壓力閥(fa)的作用
保(bao)證(zheng)最低的潤滑油(you)循(xun)環(huan)壓力;
作為止回(hui)閥,以避免(mian)在空壓(ya)機停機或無(wu)負荷(he)情況下,供氣管線內的(de)壓(ya)縮(suo)空氣回(hui)流(liu)到機組內;
保(bao)證油氣(qi)分(fen)離器濾芯(xin)前后(hou)有一定的(de)壓(ya)差(cha),以免剛開機時濾芯(xin)前后(hou)壓(ya)差(cha)過(guo)大造成擠破的(de)現象。
③溫控閥(fa)的作用
維持潤(run)滑油溫高于壓力露點溫度(du)以(yi)上,以(yi)免(mian)空氣中的水份(fen)析出(chu)。
④油氣分離(li)桶的(de)作用
作為初級油(you)氣分離的(de)裝置(zhi),它可(ke)將直徑大于1μm的(de)油(you)滴(di)采用機(ji)械碰(peng)撞法(fa)被有效(xiao)地分離出來; 作為空壓機(ji)潤(run)滑油(you)的(de)儲油(you)器(qi); 作為油(you)氣分離器(qi)濾芯的(de)支撐體,該(gai)濾芯可(ke)將直徑1μm以下(xia)的(de)油(you)滴(di)先聚結為直徑更大的(de)油(you)滴(di),然(ran)后(hou)再分離出來。