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螺桿式空壓機

    螺桿空壓機是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機的一種，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，從而將氣體壓縮并排出。

    螺桿空氣壓縮機按照數(shù)目分，分為單螺桿和雙螺桿；按壓縮過程中是否有潤滑油參與分為噴油和無油螺桿空壓機，無油壓縮機又分為干式和噴水兩種。

    螺桿空壓機總的來說結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，排氣溫度低，壓比大，尤其不怕氣體中帶液、帶塵壓縮，噴油螺桿式壓縮機的出現(xiàn)，使動力工藝和制冷用的螺桿式壓縮機（包括螺桿式空壓機、螺桿式制冷機等）在國內(nèi)外得到了飛速的發(fā)展。

工作原理

    螺桿式空氣壓縮機是利用陰陽螺桿轉(zhuǎn)子的相互嚙合使齒間容積不斷減小、氣體的壓力不斷提高，從而連續(xù)地產(chǎn)生壓縮空氣。螺桿式空氣壓縮機也屬于容積式壓縮機，但由于螺桿機型的工作原理，決定了相對于活塞式空氣壓縮機而言，螺桿式空氣壓縮機供氣穩(wěn)定，一般不需要配備儲氣罐。工作過程如下圖所示。

主要優(yōu)點

1、可靠性高：螺桿式空壓機零部件少，易損件少，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長。

2、操作維護方便：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、動力平衡性好：螺桿空壓機沒有不平衡慣性力，機器可以平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)，特別適合用作移動式壓縮機，體積小，重量輕，占地面積少。

4、適應(yīng)性強：螺桿空壓機具有強制輸氣的特點，排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小，排氣穩(wěn)定，在寬廣的范圍內(nèi)能保持較高的效率。

5、多相混輸：螺桿空壓機的轉(zhuǎn)子齒面間實際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。

6、單位排氣量體積小，節(jié)省占地面積。

雖說螺桿壓縮機具有以上優(yōu)點，但是要保持螺桿壓縮機組工作運行正常，安全可靠，工作壽命長，還必須制定詳細的維護計劃。好執(zhí)行定人操作、定期維護、定期檢查保養(yǎng)，使壓縮機保持清潔、無油、無污垢。只有全面的掌握維護常識和熟悉故障的解決方法，才能保證壓縮機的平穩(wěn)運行。

主要缺點

1、運轉(zhuǎn)噪音較大、一般情況下需安裝消聲降噪設(shè)備。

2、由于其具有較強的平衡性，能高速運轉(zhuǎn)，因此功耗相對稍高。

3、長期運轉(zhuǎn)后螺桿間隙會變大，定期修復(fù)或更換費用較大。

應(yīng)用范圍

   螺桿壓縮機具有可靠性高、維護方便、適應(yīng)性強等獨特的優(yōu)點，隨著對其研究的不斷深化和設(shè)計技術(shù)的持續(xù)提高，螺桿壓縮機的性能將會得到進一步的改善，其應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣泛。除傳統(tǒng)的應(yīng)用場合外，螺桿壓縮機在燃料、電池等新領(lǐng)域的應(yīng)用將迅速擴大。同時，由于螺桿式壓縮機工作可靠性的不斷提高，使之在中等制冷量范圍內(nèi)已逐漸替代往復(fù)式壓縮機，并占據(jù)了離心式壓縮機的部分市場。

發(fā)展趨勢

    在石化領(lǐng)域，目前國內(nèi)離心壓縮機在高技術(shù)和特殊產(chǎn)品等方面還不能滿足國內(nèi)的需要。另外在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性等方面與國外還有差距。隨著我國石化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，離心壓縮機在大型化方面將面臨新的課題，國內(nèi)在設(shè)計制造這些大型氣體壓縮機上還沒有成熟的經(jīng)驗。由于受到單螺桿壓縮機的挑戰(zhàn)，部分雙螺桿空氣壓縮機市場將被單螺桿壓縮機擠占。但國內(nèi)雙螺桿工藝壓縮機一直依靠進口，故雙螺桿工藝壓縮機將是一個發(fā)展方向。

離心壓縮機

    離心式壓縮機是一種動力式壓縮機，在其中有一個或多個旋轉(zhuǎn)葉輪（葉片通常在側(cè)面）使氣體加速，主氣流是徑向的。動力式壓縮機又分為噴射式和透平式壓縮機，離心式壓縮機就屬于透平式壓縮機組。在離心式壓縮機中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。

工作原理

    離心式空氣壓縮機是由葉輪帶動氣體做高速旋轉(zhuǎn)，使氣體產(chǎn)生離心力，由于氣體在葉輪里的擴壓流動，從而使氣體通過葉輪后的流速和壓力得到提高，連續(xù)地生產(chǎn)出壓縮空氣。離心式空氣壓縮機屬于速度式壓縮機，在用氣負荷穩(wěn)定時離心式空氣壓縮機工作穩(wěn)定、可靠。

主要優(yōu)點

1、流量大、功率大、利于節(jié)能。透平機械流經(jīng)葉輪的介質(zhì)，一直是連續(xù)不斷的，氣缸的容積較大，葉輪能夠高速旋轉(zhuǎn)，故透平機械的排氣流量和發(fā)生的功率可大大增加。所以離心壓縮機排氣均勻，氣流無脈沖。

2、結(jié)構(gòu)緊湊、密封效果好，泄露現(xiàn)象少，尺寸小，因而機組占地面積及重量都比同一氣量的活塞式壓縮機小得多。

3、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠，因此它的運轉(zhuǎn)率高，有平坦的性能曲線，操作范圍較廣，維護費用及人員少。

4、離心式壓縮機的壓縮過程可以做到無油，機內(nèi)不需要潤滑，這對許多行業(yè)的生產(chǎn)是很重要的。

5、易損件少、運轉(zhuǎn)周期長，運動零件少而簡單，且制造精度低，所以其制造費用相對低且可靠性高。易于實現(xiàn)自動化和大型化。

主要缺點

1、離心式壓縮機的目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。

2、離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟性較差。氣流速度大，流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失。

3、離心式壓縮機的效率一般仍低于活塞式壓縮機。操作的適應(yīng)性差，氣體的性質(zhì)對操作性能有較大影響。在機組開車、停車、運行中，負荷變化大。

4、離心式壓縮機轉(zhuǎn)速較高，有可能產(chǎn)生機械振動，在運行特性方面，會有喘振現(xiàn)象，對機器的危害極大。

5、操作相對復(fù)雜，齒輪箱噪聲大，設(shè)備技術(shù)含量高，維護費用較大。

應(yīng)用范圍

    近些年，化學(xué)工業(yè)和大型化工廠的陸續(xù)建立，使得離心式壓縮機成為了壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器，占有及其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機，而大大地擴大了應(yīng)用范圍。

    有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。

發(fā)展趨勢

    目前離心式壓縮機可用來壓縮和輸送化工生產(chǎn)中的各種氣體，并且它的排氣壓力比早期有了很大的提高，其最小氣量也有所降低，這就相應(yīng)的擴大了離心式壓縮機的應(yīng)用范圍。

    離心式壓縮機需要向大容量發(fā)展，以滿足我國石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的要求，同時隨著新技術(shù)的發(fā)展、新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器的出現(xiàn)，離心壓縮機的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為：不斷開發(fā)高壓和小流量產(chǎn)品；進一步研究三元流動理論，將其應(yīng)用到葉輪和葉片擴壓器等元件的設(shè)計中，以期達到高效機組；低噪聲化，采用噪聲防護以改善操作環(huán)境。尤其是隨著化工和石油化工生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷地增大，離心式壓縮機憑借其優(yōu)越的性能，在諸多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用就愈來愈為廣泛，發(fā)展趨勢良好。

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�的往�?fù)運動。活塞與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、排氣閥的自動開閉，使氣體周期性地進入氣缸工作腔，進行壓縮和排出。

    活塞式壓縮機主要由三大部分組成；運動機構(gòu)（曲軸、軸承、連桿、十字頭、皮帶輪或聯(lián)軸器等）、工作機構(gòu)（氣缸、活塞、氣閥等）與機身。此外還有3個輔助系統(tǒng)：即潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

運動機構(gòu)是一種曲柄連桿機構(gòu)，把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)槭�字頭的往復(fù)運動。機身用來支承和安裝整個運動機構(gòu)和工作機構(gòu)。工作機構(gòu)是實現(xiàn)壓縮機工作原理的主要部件。

工作原理

    在氣壓傳動中，通常采用容積型活塞式空氣壓縮機。活塞式空?�杨欆O�蕮岥觽凓謲桒动会擕的往竻泊T�市M�笣峄脑戔c�体受到杨欟而矚g系夭�生杨欟空气。会擕蕥烧气杨欆O�属又R莼�式杨欆O�，笡]�型的工作原缿虎虆Q運�限，为了供气稳定，以掋会擕蕥烧气杨欆O�都艥≮M寫⑵�罐�?/P>

主要優(yōu)點

1、適用壓力范圍廣。因依靠容積變化的原理工作，因而不論其流量大小，都能達到很高的工作壓力。目前已制成低、中、高、超高壓各種壓縮機，其中工業(yè)上超高壓壓縮機的工作壓力可達350MPa（3500kgf/cm2）。

2、設(shè)備價格低、初投資少、操作方便、使用壽命長。

3、因壓縮過程屬封閉過程，所以熱效率較高。

4、適應(yīng)性強，排氣量范圍廣，且受排氣壓力變化的影響較小，當(dāng)介質(zhì)重度改變時，其容積排量和排氣壓力的變化也較小。

主要缺點

1、慣性力大，轉(zhuǎn)速不能太高，故而機器較笨重，大排量時尤甚。

2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大、維護費用相對較高。

3、排氣不連續(xù)，氣流壓力脈動，易產(chǎn)生氣柱振動。

4、運行時振動和噪聲較大，設(shè)備安裝基礎(chǔ)要求高。

由于活塞式機械僅能間斷地進氣、排氣，氣缸容積較小，活塞往復(fù)運動的速度不能太快，因而活塞機械的排氣量和發(fā)出的功率要受到很大的限制。

適用范圍

    活塞式壓縮機屬于一種往復(fù)式壓縮機，壓力等級屬于中壓、高壓、超高壓等級，適合壓力較高場合適用，流量為中、小流量范圍主要適用于中、小排量，壓力較高場合。

發(fā)展趨勢

    活塞式壓縮機是傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的壓縮機，但是隨著其它回轉(zhuǎn)壓縮機等產(chǎn)品的崛起，其在很多領(lǐng)域，比如制冷的市場正逐步縮小。

    國內(nèi)石化領(lǐng)域的重點乙烯建設(shè)工程以及近年來在煤炭領(lǐng)域的大力整頓，都將帶動活塞式壓縮機技術(shù)及其行業(yè)的發(fā)展。活塞式壓縮機主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展；不斷開發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產(chǎn)品設(shè)計上，應(yīng)用熱力學(xué)、動力學(xué)理論，通過綜合模擬預(yù)測壓縮機在實際工況下的性能；強化壓縮機的機電一體化，采用計算自動控制，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行和聯(lián)機運行。

    為發(fā)揚優(yōu)點，克服缺點，在結(jié)構(gòu)參數(shù)上趨向高轉(zhuǎn)速、短行程，使結(jié)構(gòu)緊湊。同時延長氣閥、密封元件等易損件的壽命，以提高運轉(zhuǎn)率。隨著優(yōu)化設(shè)計理論和計算機技術(shù)的發(fā)展，為合理選取設(shè)計參數(shù)，提高效益開創(chuàng)了新的前景。

滾動活塞式壓縮機

    滾動式活塞壓縮機又名轉(zhuǎn)子壓縮機，在原偏心輪外加一套圈后稱之為滾動活塞壓縮機或滾動轉(zhuǎn)子壓縮機。在我國還簡稱滾子壓縮機、定片壓縮機或旋轉(zhuǎn)式壓縮機。

    這種壓縮機不需要吸氣閥，其特點是適用于變速運行，從而可以通過變頻控制提高系統(tǒng)性能。滾動活塞式壓縮機包括氣缸、氣缸上的進氣口、排氣閥，氣缸內(nèi)的可作平面運動的套圈，套圈與氣缸間配以滑片和滑片彈簧，套圈內(nèi)有一與軸相聯(lián)的偏心壓塊，氣缸內(nèi)壁與套圈周向和徑向都采用阻塞密封，在套圈和偏心壓塊間形成滾動摩擦接觸，從而提高了該種壓縮機的密封性能、潤滑性能和容積系數(shù)，不需要配制復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)，在壓縮空氣系統(tǒng)中不需加潤滑油也能有效地使用。

工作原理

    滾動活塞壓縮機由滾動活塞、氣體缸、滑板及其背部彈簧、偏心輪軸和氣缸兩端蓋等主要配件組成。偏心輪軸的旋轉(zhuǎn)中心與氣缸內(nèi)孔的圓心重合，滾動活塞安裝在偏心輪軸上，及滾動活塞與偏心輪軸同心，從而滾動活塞外表面與氣缸內(nèi)表面相切，氣缸內(nèi)表面與滾動活塞外表面之間形成一個月牙空間，由此構(gòu)成了壓縮機的工作腔。

主要優(yōu)點

1、振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，氣體在進氣孔口與排氣閥中的流速較低。

2、滾動活塞壓縮機無需安裝進氣閥，沒有吸、排氣消聲器，從而進氣、排氣流動阻力損失小，容積率高。

3、易損件少、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。

主要缺點

1、由于滾動活塞壓縮機在工作過程中，存在一些特征角，所以他們對壓縮機性能和工作壽命都產(chǎn)生了不利影響，因此需要考慮特征角盡可能的小。

2、氣體在進氣、排氣孔口的能量損失較大，排氣閥安裝需謹慎。

3、零件的加工要求較高、裝配較復(fù)雜，檢修困難。

適用范圍

    滾動活塞壓縮機在小型全封閉制冷壓縮機中所占比例較大，并被廣泛的應(yīng)用與房間空調(diào)、電冰箱及小型商用制冷設(shè)備中。

發(fā)展趨勢

    提高壓縮過程的效率、降低噪聲、電動機變速控制，以及采用R410A等新制冷工質(zhì)后的相關(guān)技術(shù)問題等，是滾動轉(zhuǎn)子壓縮機的研究方向。

滑片式壓縮機

    滑片式壓縮機屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機的一種，其軸向滑片在同圓柱缸體偏心的轉(zhuǎn)子上作徑向滑動，截留于滑片之間的空氣被壓縮后排出。回轉(zhuǎn)壓縮機中有兩種情況：一種是滑片裝在缸體上的槽內(nèi)，因滑片不隨轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運動，稱之為固定滑（葉）片壓縮機，即滾動活塞壓縮機；另一種是滑片裝在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，隨轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運動，稱之為旋轉(zhuǎn)滑（葉）片壓縮機，簡稱滑片或旋葉、旋片壓縮機。

工作原理

    滑片壓縮機主要由機體（即氣缸）轉(zhuǎn)子即滑片等三部分組成。轉(zhuǎn)子外表面與氣缸內(nèi)表呈圓形，轉(zhuǎn)子偏心的安裝在氣缸內(nèi)，使二者相切，在氣缸內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外表面間形成一個月牙形空間。轉(zhuǎn)子上開有若干滑片槽，每個槽中裝有自由滑動的滑片，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片受離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上，把月牙形的空間分割成若干扇形小室，稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動，基元容積從小到大周而復(fù)始在變化。

主要優(yōu)點

1、結(jié)構(gòu)簡單、零部件少，加工與裝配容易實現(xiàn)，維修方便。

2、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、振動小、啟動沖擊小。

3、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，便于狹窄空間安裝。

4、輸氣量大、流量均勻、脈動性小，無需安裝大型儲氣器。

主要缺點

1、滑片與轉(zhuǎn)子、氣缸間機械磨擦較嚴重，磨損和能量損失較大。

2、由于磨損較大，因此使用壽命和效率較低。

適用范圍

   滑片式壓縮機主要作為空氣壓縮機使用，排氣量一般在0.3～40m3/min，市場占有率較低。按其之間的不同潤滑方式可分為滴油、噴油、無油三類。滑片壓縮機被廣泛的應(yīng)用于各種壓縮空氣裝置、小型制冷空調(diào)裝置和汽車空調(diào)系統(tǒng)中。在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中，無油機器可用來輸送或加壓各種氣體，還可作為固體顆粒物料輸送的氣源。滑片機械還可作為真空泵使用。

發(fā)展趨勢

    旋葉式壓縮機是滑片式壓縮機的一種改型結(jié)構(gòu)，由于它的起動性能較好、壓縮過程力矩變化亦不大，目前主要用于微型轎車和一些排量較小的工具車的空調(diào)系統(tǒng)。高速下的動力特性是這種壓縮機的主要技術(shù)研究方向。

渦旋式壓縮機

    渦旋式壓縮機在過去十年中得到了快速發(fā)展，構(gòu)成了壓縮機技術(shù)發(fā)展的新亮點。渦線型容積式回轉(zhuǎn)壓縮機，其體積小，效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，已受到愈來愈多的重視，在小型壓縮機中很有應(yīng)用前景。高精度數(shù)控銑床的出現(xiàn)，也給渦旋機械的發(fā)展帶來了發(fā)展機遇。

工作原理

    渦旋壓縮機由靜渦盤和動渦盤、十字滑環(huán)、主軸、機架等主要配件構(gòu)成，靜渦盤和動渦盤的渦旋體或渦圈一般由均勻相同的漸開線型線構(gòu)成，相向安裝，且相位錯過180O。

    當(dāng)渦旋壓縮機工作時，動渦盤在主軸的驅(qū)動和防自轉(zhuǎn)機構(gòu)的相位保持下做平面圓周運動（繞主軸中心）。如下圖所示。一對工作腔完成一次吸氣--壓縮--排氣過程。不同的渦圈數(shù)，壓縮過程的轉(zhuǎn)角不同，渦圈數(shù)越多轉(zhuǎn)角越大。當(dāng)最外的吸氣腔形成封閉容積開始向中心推進時，另一個新的吸氣腔同時又開始形成，并重復(fù)以上過程。因此，壓縮機不論渦圈數(shù)多少，每一轉(zhuǎn)都完成了一次吸氣與排氣過程。

主要優(yōu)點

1、機構(gòu)簡單、體積小、重量輕。

2、易損件少、容積效率較高。

3、機器摩擦相對較小，故機械效率較高。

4、多個工作腔同時工作，轉(zhuǎn)矩均勻。

主要缺點

1、與大多數(shù)回轉(zhuǎn)式機械一樣，渦旋機械對零部件的精度要求較高，因此，零部件加工成本高。

2、變工況性能欠佳，工作腔無法實施外部冷卻，因此熱量難以導(dǎo)出。

3、由于工作腔密封與零部件強度條件的限制，排氣壓力較低。

應(yīng)用范圍

    空調(diào)壓縮機領(lǐng)域，是渦旋機械用于壓縮機最適宜的領(lǐng)域，也是目前上產(chǎn)品產(chǎn)量最多的領(lǐng)域；由于渦旋壓縮機壓力比較大，所以也適用于制冷壓縮機；渦旋壓縮機壓縮過程指數(shù)較大，也被應(yīng)用于空氣壓縮及其它氣體壓縮；渦旋機械還可作為真空泵應(yīng)用。

發(fā)展趨勢

    渦旋式壓縮機目前已在柜式空調(diào)領(lǐng)域占有優(yōu)勢。在車用空調(diào)領(lǐng)域已顯示出較強的競爭力，其發(fā)展在于擴大其制冷量范圍，進一步提高效率，使用替代工質(zhì)和降低制造成本等方面。

結(jié)論

    隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國的壓縮機設(shè)計制造技術(shù)也會有突飛猛進的發(fā)展，在某些方面的技術(shù)水平也已經(jīng)達到國際先進水平。但在一些方面與國際先進水平還存在一定差距。