螺杆空压机工作原理是什么

2021-04-13 11:42:12发布

  首先是吸气过程


  电机驱动转子,主从转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间大,外界的空气充满其中,当转子的进气侧端面转离了壳之进气口时,在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间,完成吸气过程。


  其次压缩过程


  在吸气结束时,主、从转子齿峰与机壳形成的封闭容积随着转子角度的变化而减少,并按螺旋状移动,此为“压缩过程”。


  压缩气体与喷油过程,在输送过程中,容积不断减少,气体不断被压缩,压力提高,温度升高,同时,因气压差而变成雾状的润滑被喷入压缩腔,从而达到压缩、降低温度密封和润滑的作用。


  最后排气过程


  当转子之封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时,被压缩的空气开始排放,直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面,此时齿沟空间为零,即完成排气过程。与此同时,主从转子的另一对齿沟已旋转至进气端,形成最大空间,开始吸气过程,由此开始一个新的压缩循环。


  螺杆机的工作原理


  螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子,两转子都有几个凹形齿,两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5~10丝,主转子(又称阳转子或凸转子),通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动),另一转子(又称阴转子或凹转子)是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动,或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触(理论上)。


  转子的长度和直径决定压缩机排气量(流量)和排气压力,转子越长,压力越高;转子直径越大,流量越大。


  螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时,转子凹槽被机壳壁封闭,形成压缩腔室,当转子凹槽封闭后,润滑油被喷入压缩腔室,起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体(简称油气混合物)时,压缩腔室容积减小,向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时,油气混合物从压缩机排出,完成一个吸气——压缩——排气过程。


  螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承,轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承,排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位,也就是止推轴承,抵抗轴向推力,承受径向载荷,并提供必须的轴向运行最小间隙。


  工作循环可分为吸气、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。


  螺杆空压机与普通空压机有什么区别


  1、活塞式无油润滑空气压缩机


  活塞式无油润滑空气压缩机由压缩机主机、冷却系统、调节系统、润滑系统、安全阀、电动机及控制设备等组成。压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上,机座用地脚螺栓固定在基础上。工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴,带动连杆、十字头与活塞杆,使活塞在压缩机的气缸内作往复运动,完成吸入、压缩、排出等过程。该机为双作用压缩机,即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。


  2、螺杆式空气压缩机


  螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内,自成一体,直接放在平整的水泥地面上即可,无需用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部,主(阳)转子有5个齿,而副(阴)转子有6个齿。主转子直径大,副转子直径小。齿形成螺旋状,两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子,由于2转子相互啮合,主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分,并与空气混合,带走因压缩而产生的热量,达到冷却效果。同时形成液膜,防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。


  螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气,同时油注入空气压缩室,对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑,压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内,由于机械离心力和重力的作用,绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯,几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器,回油经过油过滤器过滤后,洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后,压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内,通过自动排水器或手动排出。


  特点


  1、活塞式无油润滑空气压缩机


  无油润滑空气压缩机气缸内的活塞环和填料装置内的填料均采用具自润滑特性的填充聚四氟乙烯作为密封元件。因此,气缸和填料装置无须注入润滑油润滑,正常情况下经过压缩后的气体基本纯净不含油污,无需增加除油装置。该机的缺点为电机功率偏大,排气压力不够稳定,排气温度高,噪音偏大,检修工作量大,维修费用偏高。


  2、螺杆式空气压缩机


  螺杆式空气压缩机阴、阳转子间以及转子与机体外壳的精密配合减小了气体回流泄漏,提高了效率;只有转子的相互啮合,无气缸的往复运动,减少了振动和噪音源。独特的润滑方式具有以下优点,凭借自身所产生的压力差,不断向压缩室和轴承注冷却液,简化了复杂的机械结构;注入冷却液可在转子之间形成液膜,副转子可直接由主转子带动,无需借助高精密度的同步齿轮;喷入的冷却液可以增加气密的作用,减低因高频压缩所产生的噪音,还可吸收大量的压缩热,因此,单级压缩比即使高达16也可使排气温度不致过高,转子与机壳之间不会因热膨胀系数不同而产生磨擦。因此,螺杆式空气压缩机具有振动小,无需用地脚螺栓固定在基础上,电机功率低、噪音低、效率高、排气压力稳定、且无易损件等优点。该机的缺点为所压缩出来的空气含油,其含油量为1~3×10-6,对压缩气含油量要求严格的工序需增加除油装置。该厂的压缩空气系统就增加了两级除油装置。由于ADC工序的压缩空气直接与产品ADC发泡剂接触,因此对空气的质量要求更加高,ADC工序用气增加了三级除油装置。压缩机性能参数对照情况见表1。


  主要故障


  1、活塞式无油润滑空气压缩机


  该机活塞环和填料装置均无需注油润滑。正常情况下经过压缩后的气体基本纯净不含油污,但由于刮油环经常刮油不彻底,密封不好,导致常常有油跑到填料装置甚至活塞环上,以致压缩气含油。另外,排气温度高,有时高达200℃;冷却器堵塞,以致冷却效果不好;活塞环沾到油污,特别容易磨损;阀拍漏气;缸套磨损等。


  2、螺杆式空气压缩机


  螺杆式空压机的故障很少,只要定期保养油气分离器、空气及油过滤器等,就能保证其正常运行。使用的2台10m3螺杆机保养外的检修为排污管堵塞、控制面板故障,2年来,主机系统运行一直正常。


  结束语


  从使用效果看,螺杆式空压机具有活塞式空压机无可比拟的优点,不仅减轻了操作工的劳动强度,而且不用配备维修工,大大降低了维修费用。另一方面,使用活塞机时偶尔会出现排气压力过低而导致离子膜控制系统报警,改用螺杆机后将其排气压力设定在0.58MPa,压力保持稳定,还没有出现过排气压力过低而导致离子膜控制系统报警的现象,从而保证了离子膜系统的安全生产。

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