空壓運行原理-螺桿機篇

壓縮空氣的應用

壓縮空氣在現代化制造業(yè)中有著(zhù)廣泛的應用，以下是常見(jiàn)的應用范圍：

驅動(dòng)氣動(dòng)工具：壓縮空氣被用來(lái)驅動(dòng)各種氣動(dòng)工具，如鉆機、砂輪機、噴槍等。這些工具可以在高速和高轉矩的情況下進(jìn)行工作，提高了生產(chǎn)效率。

控制生產(chǎn)線(xiàn)：壓縮空氣可以被用來(lái)控制生產(chǎn)線(xiàn)上的各種裝置，如閥門(mén)、氣缸等。這些裝置可以幫助控制流量、方向和速度，從而實(shí)現產(chǎn)品的精確生產(chǎn)。

氣體分離：壓縮空氣可以被用來(lái)分離氣體，如氮氣、氧氣等。這些氣體可以被用來(lái)進(jìn)行各種生產(chǎn)過(guò)程，如焊接、切割等。

省電：壓縮空氣系統可以被用來(lái)幫助節約能源。通過(guò)使用節能型壓縮機和控制系統，可以減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

清潔：壓縮空氣可以被用來(lái)清潔生產(chǎn)線(xiàn)上的各種設備和產(chǎn)品。通過(guò)使用高壓噴嘴和干燥器，可以去除產(chǎn)品表面的灰塵和雜質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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主要結構組成

1 主機螺桿式空壓機的主機由壓縮機頭、電機和控制系統組成。壓縮機頭是由兩個(gè)螺桿旋轉而形成的壓縮腔室，電機則提供動(dòng)力，控制系統則用于控制壓縮機的運行。 

2 進(jìn)氣系統螺桿式空壓機的進(jìn)氣系統包括進(jìn)氣過(guò)濾器、進(jìn)氣閥和進(jìn)氣管道。進(jìn)氣過(guò)濾器用于過(guò)濾進(jìn)入壓縮機的空氣中的灰塵和雜質(zhì)，進(jìn)氣閥則用于控制進(jìn)氣量。 

3 排氣系統

螺桿式空壓機的排氣系統包括排氣管道、排氣閥和冷卻器。排氣管道將壓縮后的空氣從壓縮機頭中排出，排氣閥則用于控制排氣量，冷卻器則用于冷卻排出的高溫空氣。 

相關(guān)規范

1 《容積式空氣壓縮機能效限定值》

GB 19153-2019 

2 《容積式壓縮機 驗收試驗》

GB/T 3853 

3 《容積式壓縮機術(shù)語(yǔ) 總則》GB/T 4975 

4 《一般用噴油螺桿空氣壓縮機》JB/T 6430 

5 《容積式壓縮機術(shù)語(yǔ) 回轉壓縮機》JB/T 7662 

6 《一般用變頻噴油螺桿空氣壓縮機》JB/T 10972...... 

由于螺桿機是屬于容積式壓縮機的一類(lèi)，以上規范為容積式壓縮機的相關(guān)規范，在實(shí)際使用中，這些規范能夠幫助我們更好地判斷廠(chǎng)家是否按照要求進(jìn)行設計。

螺桿機的通用分類(lèi)

噴油螺桿機與無(wú)油螺桿機

螺桿式壓縮機按潤滑方式通?？煞譃閲娪吐輻U機和無(wú)油螺桿機。

相比之下，無(wú)油螺桿式壓縮機沒(méi)有噴油螺桿，因此其與噴油螺桿式壓縮機最大的區別在于潤滑方式。

無(wú)油螺桿式壓縮機使用特殊的潤滑材料和涂層來(lái)減少螺桿之間的摩擦，并通過(guò)自身的結構設計來(lái)實(shí)現密封。這種設計使得無(wú)油螺桿式壓縮機不需要額外的潤滑油，從而避免了潤滑油對空氣質(zhì)量的影響，并且能夠更好地適應高純度空氣的需求。

此外它們還有以下區別：

1.轉子接觸：

無(wú)油螺桿公轉子與母轉子不接觸，不產(chǎn)生磨損，噴油螺桿相反，所以它使用潤滑油的目的主要是：潤滑、密封、降溫。

2.轉速：

無(wú)油螺桿：8000-20000轉/分

噴油螺桿：3000-6000轉/分

補充：離心式壓縮機：40000-60000轉/分

3.壓縮比：

無(wú)油螺桿：1～5/每段

噴油螺桿：因壓縮氣室

內有油進(jìn)行密封和降溫，所以壓

縮比較高，一段5～15/每段。

補充：離心式壓縮機：1～5/每段。

補充知識：壓力比是指壓縮機出口法蘭處與進(jìn)口法蘭處的壓力之比，但在實(shí)際應用中人們通常是在管道上或者某設備上安裝壓力表測量壓力，以此作為壓力比，顯然是比實(shí)際真正的壓力比要小的。

4.壓縮溫度

無(wú)油螺桿：150～230℃

①具高溫除菌效果

②適合搭配壓縮熱吸附式干

燥機使用

噴油螺桿：70～90℃

5.壓縮級數

無(wú)油螺桿：因為其壓縮比低，通常在0.4MPa以上壓力時(shí)，需要二級甚至更高級的壓縮。

噴油螺桿：通常為單級壓縮

6.壓縮空氣含油量

無(wú)油螺桿：

壓縮氣室內不使用潤滑油參與空氣壓縮過(guò)程，所以不增加壓縮空氣內含油量。它所使用的潤滑油是作為軸承與齒輪的潤滑與降溫用，不與環(huán)境空氣及水氣接觸。

噴油螺桿：

使用潤滑油降溫與潤滑，所以壓縮空氣內含有油份，約3～5ppmwt（3ppm wt約0.005ml/m3）

運行原理詳解

吸氣過(guò)程

吸氣過(guò)程：

螺桿機進(jìn)氣側的吸氣口設計時(shí)必須使壓縮室可以充分吸氣。

1.進(jìn)氣調節閥開(kāi)啟：使得氣體進(jìn)去壓縮室。

2.低壓區域形成：

螺桿機內部的兩個(gè)螺桿開(kāi)始旋轉，形成一個(gè)低壓區域，使得氣體可以被吸入。

【備注：此低壓區域需要持續形成，從而保證吸氣的連續】

3.氣體進(jìn)入：

由于低壓區域的存在，外部的氣體會(huì )被吸入螺桿機內部的壓縮室中。

主副轉子的齒溝空間在轉至進(jìn)氣端壁開(kāi)口時(shí)，其空間最大，此時(shí)轉子的齒溝空間與進(jìn)氣口的自由空氣相通，因在排氣時(shí)齒溝的空氣被全數排出，排氣完后齒溝乃處于真空狀態(tài)，當轉到進(jìn)氣口時(shí)，外界空氣即被吸入 ，沿軸向流入主副轉子的齒溝內。

當空氣充滿(mǎn)整個(gè)齒溝時(shí)，轉子的進(jìn)氣側端面轉離了機殼的進(jìn)氣口，在齒溝間的空氣即被封閉，以上為吸氣過(guò)程。

4.旋轉運動(dòng)：螺桿機內部的兩個(gè)螺桿繼續旋轉，將氣體逐步壓縮，并將其推向出口。

5.封閉及輸送過(guò)程：

主副兩轉子在吸氣終了時(shí)，其主副轉子齒峰會(huì )與機殼閉封，此時(shí)空氣在齒溝內封閉不再外流，即[封閉過(guò)程]。兩轉子繼續轉動(dòng)，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動(dòng)，此即輸送過(guò)程。

5.壓縮過(guò)程

在輸送過(guò)程中，嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng)，亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小，齒溝內的氣體逐漸被壓縮，壓力提高，此即壓縮過(guò)程。而壓縮同時(shí)潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與空氣混合。

6.排氣過(guò)程：

當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時(shí)，（此時(shí)壓縮氣體壓力最高）被壓縮的氣體開(kāi)始排出，直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面，此時(shí)兩轉子嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為零，即完成排氣過(guò)程。

在此同時(shí)轉子嚙合面與機殼進(jìn)氣口之間的齒溝長(cháng)度又達到最長(cháng)，其吸氣過(guò)程又在進(jìn)行 。

總結：空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后，經(jīng)由進(jìn)氣閥進(jìn)入主壓縮室壓縮；并與潤滑油混合，與油混合的壓縮空氣進(jìn)入油氣桶，再經(jīng)由油細分離器、壓力維持閥、后部冷卻器，氣水分離器，最終送入使用系統中。