壓縮機分類及發(fā)展歷程

1、壓縮機培訓(xùn)課程 第一課 壓縮機分類及發(fā)展歷程、各種壓縮機工作原理及結(jié)構(gòu)特點、各類壓縮機的應(yīng)用范圍課程目錄課程目錄一、壓縮機分類視圖一、壓縮機分類視圖：應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：1、本課程主要討論的活塞式壓縮機為往復(fù)式壓縮機，其排氣壓力一般為0.2-32MPa，最高可達(dá)到700MPa，容積流量一般為0.1-400（最小0.01）m3 /min常用于中壓、高壓的場合。2、單螺桿和雙螺桿則屬于回旋式壓縮機，其排氣壓力一般為0.2-1MPa，最高可達(dá)到4.5MPa，容積流量一般為0.1-500m3/min，常用于中低壓場合。往復(fù)式空氣壓縮機 在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，活塞式壓縮機目前占有主要市場。但隨著人們對機器可靠

2、性及能耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿式和渦旋式壓縮機開始占有一定的市場。 在制冷空調(diào)領(lǐng)域，往復(fù)式制冷壓縮機作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機，適用于制冷量較廣范圍內(nèi)的制冷系統(tǒng)。雖然目前它的應(yīng)用還比較廣泛，但市場份額正逐漸減小。 活塞式空氣壓縮機的發(fā)展歷程 1、我國古代勞動人民發(fā)明的木質(zhì)風(fēng)箱，是現(xiàn)代空氣壓縮機的雛型。 2、大約于1800年，第一臺單級（往復(fù)活塞式）空氣壓縮機在英國制成，其排氣壓力為1.38MPa（表壓）。 3、1902年，美國英格索蘭公司（Ingersoll-Rand Co）制成了第一臺移動的往復(fù)式空氣壓縮機。二、活塞式壓縮機工作原理和特點二、活塞式壓縮機工作原理和特點4、1952年，我國

3、沈陽空氣壓縮機廠（現(xiàn)沈陽氣體壓縮機廠），試制成功國產(chǎn)第一臺容積流量為6m3/min的壓縮機。5、該廠在19531954年陸續(xù)試制成功并成批生產(chǎn)了容積流量為10m3/min、20m3/min、40m3/min的固定式動力用空氣壓縮機。6、1957年該廠制造出1-100/8型大型空氣壓縮機。7、19591960年，由原第一機械工業(yè)部化工與通用機械研究所（現(xiàn)合肥通用機械研究院）負(fù)責(zé)組織，沈陽氣體壓縮機廠、通用機械研究所、西安交通大學(xué)為主要設(shè)計力量，進(jìn)行了我國第一個動力用L形空氣壓縮機系列（容積流量10100m3/min）的設(shè)計和研制。8、1959年12月由原第一機械工業(yè)部第一局主持鑒定的4L-20/

4、8型空壓機樣機，比功率、比質(zhì)量兩項指標(biāo)達(dá)到了當(dāng)時的同類型產(chǎn)品國際先進(jìn)水平?；钊綁嚎s機活塞式壓縮機活塞式壓縮機活塞式壓縮機 活塞式壓縮機是一種最常見的容積式壓縮機。它由曲柄連桿機構(gòu)將驅(qū)動機的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運動?；钊c氣缸共同組成壓縮機工作腔，依靠活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動，并借助進(jìn)、排氣閥的自動開閉，使氣體周期性地進(jìn)入氣缸工作腔，進(jìn)行壓縮和排出?；钊綁嚎s機的工作原理見圖：活塞式壓縮機的工作原理見圖：1.排氣閥 2.氣缸 3.活塞 4.活塞桿 5.滑塊 6.連桿 7.曲柄 8.吸氣閥 9.閥門彈簧 當(dāng)氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞向右移動時，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力 p a ，吸氣閥開啟，

5、外界空氣吸入缸內(nèi)，這個過程稱為吸氣過程。當(dāng)氣缸吸滿氣體，吸氣閥關(guān)閉，活塞向左移動，令缸內(nèi)氣體壓力上升，這個過程稱為壓縮過程。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道內(nèi)壓力 p 后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi)，這個過程稱為排氣過程?；钊耐鶑?fù)運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑動活塞的往復(fù)運動。 這種結(jié)構(gòu)的壓縮機在排氣過程結(jié)束時總有剩余隙容積存在。在下一次吸氣時，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會膨脹，從而減少了吸入的空氣量，降低了效率，增加了壓縮功。且由于剩余隙容積的存在，當(dāng)壓縮比增大時，溫度急劇升高。故當(dāng)輸出壓力較高時，應(yīng)采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，

6、增加壓縮氣體排氣量。工作原理解析：工作原理解析：工作原理解析：工作原理解析：活塞式壓縮機活塞式壓縮機活塞式壓縮機活塞式壓縮機雙螺桿空氣壓縮機 20世紀(jì)30年代，瑞典工程師發(fā)明了(雙)螺桿壓縮機。1937年，SRM公司研制成功了兩類螺桿壓縮機試驗樣機，并取得了令人滿意的測試結(jié)果。1957年噴油螺桿空氣壓縮機投入了市場應(yīng)用。 1961年又研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機和螺桿工藝壓縮機。經(jīng)過隨后持續(xù)的基礎(chǔ)理論研究和產(chǎn)品開發(fā)試驗，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，螺桿壓縮機的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。三、雙螺桿壓縮機工作原理和特點三、雙螺桿壓縮機工作原理和特點雙螺桿壓縮機：雙螺桿壓縮

7、機：雙螺桿壓縮機：雙螺桿壓縮機： 與活塞壓式縮機等其他類型壓縮機相比，螺桿壓縮機的發(fā)展歷史較短，是一種比較新穎的壓縮機。 雙螺桿壓縮機的基本結(jié)構(gòu)如圖示。在“”形的氣缸中，平行地配置著一對互相嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子。通常對節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子，稱為陽轉(zhuǎn)子或陽螺桿。在節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子，稱為陰轉(zhuǎn)子或陰螺桿。一般陽轉(zhuǎn)子與原動機連接，由陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。因此陽轉(zhuǎn)子又稱為主動轉(zhuǎn)子，陰轉(zhuǎn)子又稱為從動轉(zhuǎn)子。在壓縮機機體的兩端，分別開設(shè)一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用，稱作吸氣孔口；另一個供排氣作用，稱作排氣孔口。雙螺桿壓縮機：雙螺桿壓縮機： 雙螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)圖雙螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)圖 工作原理圖：工作原理圖：1

8、. 吸氣過程吸氣過程 吸氣過程即將開始時的轉(zhuǎn)子的一對齒前端完全嚙合，且即將與吸氣孔口連通。隨著轉(zhuǎn)子開始運動，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個齒間容積的擴大，在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，陽轉(zhuǎn)子齒不斷從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴大，并與吸氣孔口保持連通。從某種意義上講，也可以把這個過程看成是活塞（陽轉(zhuǎn)子齒）在氣缸（陰轉(zhuǎn)子齒槽）中滑動。吸氣結(jié)束時候，最顯著的特征是齒間容積達(dá)到最大值，并且齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開。2. 壓縮過程壓縮過程 氣體被轉(zhuǎn)子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中，齒間容

9、積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合就要開始減少。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少，導(dǎo)致壓力升高，從而實現(xiàn)氣體的壓縮過程。3. 排氣過程排氣過程 齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出。這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合。此時，齒間容積內(nèi)的氣體通過排氣孔口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變成零。 工作原理：工作原理： 工作原理圖：工作原理圖： 1. 可靠性相對于活塞機要高。雙螺桿壓縮機零部件比活塞機少，易損件少，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長。 2. 操作比活塞機方便。雙螺桿壓縮機自

10、動化程度高，操作人員不必經(jīng)過長時間的專業(yè)培訓(xùn)，可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)，操作相對簡單，可按需要排氣量供氣。 3. 動力平衡比活塞機好。雙螺桿壓縮機沒有活塞往復(fù)移動的慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)，特別適合作移動式壓縮機。優(yōu)點：優(yōu)點： 1. 造價比較貴。由于雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面，需利用特制刀具在價格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外，對雙螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。 2. 不能用于高壓場合。由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制，雙螺桿壓縮機只能適用于中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過3MPa。 3. 不能用于微型場合。雙螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積

11、流量大于2m3/min時，雙螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。缺點：缺點： 單螺桿壓縮機的一個螺桿可與兩個或兩個以上星輪嚙合。螺桿和星輪按其外形可分為圓柱型（C）和平面型（P）。由這兩種類型可構(gòu)成四種單螺桿壓縮機：PC型、PP型、CP型和CC型。目前最常用的時CP型。a）PC型 b）PP型c）CP型 d）CC型三、單螺桿壓縮簡單介紹三、單螺桿壓縮簡單介紹2.3 單螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)單螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)單螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)單螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)四、三種常見壓縮機比較四、三種常見壓縮機比較 氣體壓力產(chǎn)生的徑向、軸向力自動平衡。零部件受力小可靠性高 氣體壓力產(chǎn)生的徑向力無法平衡，軸向力須由平衡活塞平衡。主軸承易損可靠性中較大的活塞慣性力，和氣體壓力都無法平衡。振動噪音大、主要部件易損可靠性差與電機直聯(lián)。傳動效率高 經(jīng)增速齒輪組與電機聯(lián)接或加帶輪。傳動效率中 經(jīng)皮帶輪與電機聯(lián)接。傳動效率差三種常見壓縮機比較三種常見壓縮機比較 中速（15003500r/min）時效率較高，直聯(lián)。 高速（30007000r/min）時效率比較高，加增速齒輪。 低速(6001500r/min),摩擦副多，效率較低。三種常見壓縮機比較三種常見壓縮機比較 力平衡性好、振動小、噪聲低，一般為6068dB(A) 力平衡性差，二金屬螺桿嚙合時有高頻噪聲6478dB(A) 振動大，需用基礎(chǔ)固定，低頻噪聲80dB(A)三種常