壓縮機(jī)主要分類

1、.壓縮機(jī)的主要分類及發(fā)展歷程河北科技大學(xué)裝控122班 史少成摘要 壓縮機(jī)作為生產(chǎn)發(fā)展的重要設(shè)備，其種類多種多樣工作原理也各不相同，各自有自己特點(diǎn)與應(yīng)用場合。且起源與發(fā)展也不同。壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢也趨向更高效，更節(jié)能。關(guān)鍵詞 壓縮機(jī)分類 工作原理 壓縮機(jī)起源 發(fā)展趨勢1壓縮機(jī)作用壓縮機(jī)是一種用來提高氣體或液體的壓力的設(shè)備，其形式多種多樣，被壓縮對象的用途也各不相同。其廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)，交通運(yùn)輸，國防，及日常生活的各個領(lǐng)域。例如壓縮空氣用來驅(qū)動各類風(fēng)動工具，控制儀表，各種車輛的制動剎車和車窗啟閉，高壓空氣爆破，以及化工工藝的各種壓縮機(jī)等等。壓縮機(jī)的技術(shù)發(fā)展水平是衡量一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之

2、一。2 壓縮機(jī)的分類，發(fā)展及工作原理2.1活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)的起源可追溯到我國商代，那時的木質(zhì)風(fēng)箱被認(rèn)為是活塞壓縮機(jī)的雛形。而近代空氣壓縮機(jī)的發(fā)展起源于德國制造成功的真空泵。而后壓縮機(jī)行業(yè)開始迅猛發(fā)展并在工業(yè)中占有重要地位。70年代初期, 德國德累斯頓技術(shù)大學(xué)提出著名的各類壓縮機(jī)技術(shù)演化完善度評估曲線。70年代以前,工藝流程用的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，單機(jī)容量大、年產(chǎn)臺數(shù)多、年銷售總額最大、最能代表技術(shù)水準(zhǔn)的是合成氨及空氣分離裝置兩大類用途壓縮機(jī)。近25年來,工藝流程用的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的制造、銷售及技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)主要集中在煉油及石油化工企業(yè)多種裝置/流程所需多品種，大中功率，中高壓力氫氣壓縮機(jī)

3、。石油、天然氣企業(yè)天然氣集輸及天然氣回注采油用多品種、大中功率、中高壓力天然氣壓縮機(jī)以及天然氣汽車加氣站用CNG壓縮機(jī)等方面。工作原理：壓縮機(jī)主要部件包括機(jī)身、曲軸、連桿、十字頭，接筒，氣缸，活塞，密封填料工作時將氣體封閉在一定容積氣缸內(nèi)，通過曲軸旋轉(zhuǎn)帶動活塞往復(fù)運(yùn)動壓縮氣體使氣體壓力升高，到達(dá)排氣壓力后排出，實(shí)現(xiàn)氣體升壓過程。再吸入低壓氣體。曲軸旋轉(zhuǎn)一周為一個工作循環(huán)。往復(fù)式壓縮機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的一種壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)根據(jù)壓縮動作可分為單作用壓縮機(jī)（氣體只在活塞一側(cè)進(jìn)行壓縮），雙作用壓縮機(jī)（氣體在活塞兩側(cè)均進(jìn)行壓縮），多缸單作用壓縮機(jī)，多缸雙作用壓縮機(jī)。其特點(diǎn)是適用壓力廣泛，不論流量大小

4、，均能達(dá)到所需壓力。排氣范圍大，不受壓力影響。裝置系統(tǒng)簡單，可維修性強(qiáng)。熱效率高，單位耗電少。但是其排氣不連續(xù)，造成氣體脈沖，轉(zhuǎn)速不高，體積大且重，運(yùn)轉(zhuǎn)有較大震動，易損件多。2.2離心式壓縮機(jī) 第一臺工業(yè)上使用的離心壓縮機(jī)是人類在進(jìn)入20世紀(jì)時與早期內(nèi)燃機(jī)同時出現(xiàn)的，這些壓縮機(jī)最早是用來在煉鐵中充當(dāng)高爐鼓風(fēng)機(jī)。1963年開始對離心壓縮機(jī)進(jìn)行開創(chuàng)性研究，1967年投入工業(yè)運(yùn)行試驗(yàn)的緊湊式中小流量離心式空壓機(jī)組,已成為供應(yīng)無油壓縮空氣的重要設(shè)備。工作原理：壓縮機(jī)軸轉(zhuǎn)動帶動其各級葉輪轉(zhuǎn)動，從軸向進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體在葉輪做功下流向出口，出口面積大于入口故氣體流速降低壓力升高，總能量升高，再由流通面積逐步

5、增大的擴(kuò)壓器使流速進(jìn)一步下降，壓力進(jìn)一步升高，最終到達(dá)所需排氣壓力。適用于大中流量，中低壓力場合。離心式壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)：在相同冷量的情況下, ,機(jī)組的重量及尺寸較小。結(jié)構(gòu)簡單緊湊,運(yùn)動件少,工作可靠,經(jīng)久耐用,運(yùn)行費(fèi)用低; 容易實(shí)現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度,容易實(shí)現(xiàn)中間冷卻,耗功較低;離心機(jī)組中混入的潤滑油極少,對換熱器的傳熱效果影響較小,機(jī)組具有較高的效率。 其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高,為了保證葉輪一定的寬度,離心式壓縮機(jī)必須用于大中流量場合,不適合于小流量場合;單級壓比低,為了得到較高壓比須采用多級葉輪,一般還要用增速齒輪;喘振是離心式壓縮機(jī)固有缺點(diǎn),機(jī)組須添加防喘振系統(tǒng);且只能在設(shè)計壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)。離心

6、式壓縮機(jī)同一臺機(jī)組工況不能有大的變動,適用的范圍比較窄。2.3螺桿壓縮機(jī)20世紀(jì)30年代，瑞典工程師發(fā)明了螺桿壓縮機(jī)。1937年SRM公司研制成功了兩類螺桿壓縮機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)。1946年歐洲、美國和日本的多家公司陸續(xù)獲得螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)和銷售許可證，從事螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)和銷售。最先發(fā)展起來的螺桿壓縮機(jī)是無油螺桿壓縮機(jī)。1957年噴油螺桿空氣壓縮機(jī)投入了市場應(yīng)用。1961年又研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機(jī)和螺桿工藝壓縮機(jī)。隨后持續(xù)的基礎(chǔ)理論研究和產(chǎn)品開發(fā)試驗(yàn)，通過對轉(zhuǎn)子型線的不斷改進(jìn)和專用轉(zhuǎn)子加工設(shè)備的開發(fā)成功，螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。工作原理：電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)子，主從轉(zhuǎn)子的赤溝空間在轉(zhuǎn)至進(jìn)氣

7、端壁開口時，其空間大，外界的空氣充滿其中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離了殼之進(jìn)氣口時，在齒溝間的空氣被封閉在主、從轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間，完成吸氣過程。在吸氣結(jié)束時，主、從轉(zhuǎn)子齒峰與機(jī)殼形成的封閉容積隨著轉(zhuǎn)子角度的變化而減少，并按螺旋狀移動，此為“壓縮過程”。在輸送過程中，容積不斷減少，氣體不斷被壓縮，壓力提高，溫度升高，同時，因氣壓差而變成霧狀的潤滑被噴入壓縮腔，從而達(dá)到壓縮、降低溫度密封放潤滑的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子之封閉齒峰旋轉(zhuǎn)到與機(jī)殼排氣口相遇時，被壓縮的空氣開始排放，直到齒峰與齒溝的吻合面移至排氣端面，此時齒溝空間為零，即完成排氣過程。與此同時，主從轉(zhuǎn)子的另一對齒溝已旋轉(zhuǎn)至進(jìn)氣端，形成最大空間，開始吸氣過程

8、，由此開始一個新的壓縮循環(huán)。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(diǎn)?？煽啃愿?。螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長，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(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn)。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(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)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。適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，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。壓縮機(jī)還有軸流式壓縮機(jī)，滑片壓縮機(jī)，噴射式壓縮

9、機(jī)，直線壓縮機(jī)等等。但是在21世紀(jì)往復(fù)式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)及螺桿式壓縮機(jī)占據(jù)壓縮機(jī)市場的主導(dǎo)地位。3 壓縮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀壓縮機(jī)的技術(shù)發(fā)展水平是衡量一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。國際情況：當(dāng)前制冷壓縮機(jī)技術(shù)已發(fā)展到第三代渦旋壓縮機(jī)。制冷量和效率是衡量制冷壓縮機(jī)性能的關(guān)鍵因素。 相比于傳統(tǒng)往復(fù)式、滾動活塞式和螺桿式壓縮機(jī)， 渦旋式壓縮機(jī)具有，效率高、可靠性強(qiáng)、低噪聲與低振動、質(zhì)量輕、體積小等其它優(yōu)勢。近20年來在世界各國迅速發(fā)展，尤其在大型空調(diào)領(lǐng)域，市場占有率一路攀升。國內(nèi)情況：我國自上世紀(jì)五十年代開始模仿前蘇聯(lián)的活塞制冷壓縮機(jī)技術(shù)并制定我國第一個中小型活塞式壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。隨后我國邁向自主研

10、發(fā)設(shè)計制造的道路。相繼制定了全封閉和半封閉式制冷壓縮機(jī)冰箱壓縮機(jī)，螺桿冷壓縮機(jī)和離心式制冷壓縮機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。到了八十年代隨著人民生活水平的提高，對家用電器空調(diào)的舒適性提出了更高的要求。我國原有的設(shè)計水平和生產(chǎn)能力已經(jīng)無法滿足市場的需求，所以我國開始引進(jìn)國外制造技術(shù)。經(jīng)過近 35年的不懈努力我國的壓縮機(jī)行業(yè)不僅能滿足國內(nèi)市場的需求并且在國外市場也占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。4壓縮機(jī)未來發(fā)展趨勢進(jìn)入二十一世紀(jì)后，節(jié)能減排成為當(dāng)前壓縮機(jī)制造公司面臨的主要課題。 大容量、節(jié)能和環(huán)境保護(hù)是渦旋式壓縮機(jī)未來主要的發(fā)展趨勢，節(jié)能降耗技術(shù)、變頻技術(shù)、摩擦與潤滑技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用將成為將來年來的研究熱點(diǎn)。具體來說，國外制冷

11、壓縮機(jī)未來技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)為降低渦旋盤的加工成本。研究開發(fā)新型環(huán)保型制冷劑。提高渦旋式壓縮機(jī)的功率范圍，拓展渦旋式壓縮機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。避免渦旋式壓縮機(jī)對空氣的污染，加大對無油潤滑渦旋式壓縮機(jī)的研究力度， 進(jìn)一步提高空氣壓縮機(jī)的質(zhì)量。目前我國在制冷壓縮機(jī)的節(jié)能降耗技術(shù)、變頻技術(shù)方面，已經(jīng)有專家發(fā)現(xiàn)了普通變頻渦旋式壓縮機(jī)動靜渦旋齒間徑向密封存在問題的根源，設(shè)計出了一種新型徑向密封機(jī)構(gòu)。而且正弦波直流變頻技術(shù)在國內(nèi)某些空調(diào)廠商也得到應(yīng)用，并具有發(fā)展的趨勢。 在摩擦與潤滑方面上國內(nèi)無油活塞壓縮機(jī)、無油螺桿壓縮機(jī)等技術(shù)比較成熟。 但對于無油潤滑渦旋式壓縮機(jī)的知識體系較欠缺，無油潤滑渦旋式壓縮機(jī)的理論研

12、究和生產(chǎn)實(shí)踐還處在起步階段。國內(nèi)在制冷壓縮機(jī)領(lǐng)域今后的主要發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面。1進(jìn)一步改進(jìn)渦旋盤加工制造工藝， 降低成本。2提高加工和裝配精度，合理考慮實(shí)際運(yùn)行中的密封間隙，降低泄漏損失，進(jìn)一步提高效率。3研究變轉(zhuǎn)速下渦旋式壓縮機(jī)的性能，提高工作轉(zhuǎn)速。4研究開發(fā)自轉(zhuǎn)型渦旋式壓縮機(jī)等。5降噪技術(shù)，目前市場上 200 W 制冷量的壓機(jī)機(jī)可以做到 38 d B (A ) 以下，小型號的壓縮機(jī)噪聲只有 34 d B（ A） 左右。5結(jié)束語當(dāng)前世界現(xiàn)狀能源缺乏，環(huán)境污染嚴(yán)重。作為制冷及空調(diào)系統(tǒng)核心部件的壓縮機(jī),在各種領(lǐng)域或行業(yè)為單位的使用量是最多的,各種壓縮機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),科學(xué)的進(jìn)步,必然會

13、推動壓縮機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步。盡管現(xiàn)有壓縮機(jī)的種類繁多,不過從其發(fā)展趨勢來看,結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的改善目標(biāo)。參考文獻(xiàn)1任金祿.我國壓縮機(jī)市場和技術(shù)發(fā)展趨勢.合肥通用機(jī)械研究院.2012（12.2）:81-892高其烈.壓縮機(jī)研發(fā)與生產(chǎn)的十點(diǎn)動向.中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會.2007（6）: 40-483錢家祥. 2013年壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展報告.通用機(jī)械.2014（2）:17-214鄧德春.對化工壓縮機(jī)發(fā)展及其應(yīng)用的淺析.中國化工貿(mào)易.2014（2）：2545錢家祥.壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展綜述.通用機(jī)械.2012（2）:27-306趙遠(yuǎn)揚(yáng).李連生.束鵬程.壓縮機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢.通用機(jī)械.2005(6) :9157董德禮.國內(nèi)外工藝用壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展概況.壓縮機(jī)技術(shù).2002(2)：6