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空压机工作原理及其在生产中的运用

空压机工作原理简述：

螺杆式单级压缩空压机是由一对相互平行齿合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子的齿被主电机驱动而旋转。

由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器（*）进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，经排气管，单向阀（止回阀）进入储气罐，当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

2.压缩机润滑油

2.1 旋叶式压缩机

每种型号的压缩机对润滑油的要求都是不同的。旋叶式压缩机的润滑油功能是润滑在压缩过程中滑入和滑出的叶片。润滑油也作为叶片与机架间的密封剂使用，使气体压缩成为可能。通常ISO68-150产品满足旋叶式压缩机的粘度要求。

2.2 往复式压缩机

往复式压缩机提供了一个很大的流出压力容量范围从1bar g至1000bar g（4）。往复式压缩机的油润滑汽缸，曲轴箱部件，线圈，活塞，阀门和装填杆。曲轴箱部件包括十字头轴承，十字接头，十字头导承和曲柄销。近来的制冷应用表明操作粘度小于10 cSt的ISO15润滑油可提供合适的润滑作用。然而，依靠气体分子量和流压操作，加工和碳氢化合物气体往复式压缩机的经典使用是ISO68-680产品。

在大多数往复式压缩机，一种流体作为润滑剂使用于所有部件。较小的往复式压缩机使用喷溅润滑油。较大的装置通常使用一种油泵系统以润滑上方的曲轴箱部件。一些大型设备使用两种不同的润滑油，一种用于汽缸而另一种用于其它需润滑的部件。由于汽缸润滑油须与气体共存，故必须与向下液流过程兼容。汽缸润滑油可设计成为特殊气体或操作条件提供润滑作用。（2）

2.3螺旋式压缩机

注满螺旋式压缩机通常使用压缩烃和生产气体，流压范围从1-25 bar g（5）。它们具有许多优点，包括改进压缩效率，低流出温度，高可靠性和由于简单的机械构造所致的较少维护。螺旋式气体压缩机必须具备几种功能。它们润滑轴承，在螺杆与机架之间提供足够的密封，移去压缩过程中的热量，冲去压缩机中的任何微粒以及保护系统免于腐蚀。较低的粘度限制是10-20cSt在对轴承的油供温度以及5cSt在流出条件下以确保合适的密封。上部的润滑油粘度取决于为轴承提供足够的润滑油的能力。典型的上部粘度限制是30-100cSt。通常ISO68-220润滑油满足螺旋式压缩机的粘度要求。准确的粘度级别依赖于操作条件和气流成分。

由于系统的闭环设计，合成产品特别适用于螺旋式压缩机（图表1）。润滑油与压缩气体进入分离器。分离的油经过一个油冷却器再回流入压缩机。在这个过程中润滑油的降解可导致如轴承故障，密封不够或腐蚀等压缩机问题。在许多应用中，合成压缩机润滑油的使用能造成有效的烃压缩和生产气体

离心压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴。叶轮上有叶片，此外还有平衡盘和轴封的一部分。定子的主体是机壳(气缸)，定子上还安排有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管及部分轴封等。离心压缩机的工作原理为，当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。

与往复式压缩机比较，离心式压缩机具有下述优点：1、结构紧凑，尺寸小，重量轻；2、排气连续、均匀，不需要级间中间罐等装置；3、振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础；4、除轴承外，机件内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；5、转速高；6、维修量小，调节方便。

离心式压缩机通过高速旋转的叶轮，把原动机的能量传送给气体，使气体压力和速度提高，气体在压缩机内固定元件中将速度能转换为压力能。主要用来压缩和输送气体。

离心式压缩机的工作原理是气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其压力能和动能均得到提高，气体进入扩压器后，动能又进一步转化为压力能，气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体压力达到工艺所需的要求。

空压机的应用：

空气压缩机被广泛应用于电力、纺织、钢铁、食品、制药、呼吸、潜水、消防、电子、机械、设备、汽车、包装、印刷、玩具、化工、能源、玻璃、环保、五金、PET吹瓶、船舶、军工等方面。

1、 压缩空气作为动力：

共驱动各种风动机械，风动工具排气压力为7～8公斤/平方厘米，用于控制仪表及自动化装置，压力约为6公斤/平方厘米，车辆自动，门窗启闭，压力为2～4公斤/平方厘米，制药业，酿酒业中的搅拌，压力为4公斤/平方厘米，喷气织机中的纬纱吹送压力为1～2公斤/平方厘米，中大型柴油机的启动压力为25～60公斤/平方厘米，油井的压裂，压力为150公斤/平方厘米，“二次法”采油，压力约为50公斤/平方厘米，高压爆破采煤压力约为800公斤/平方厘米，国防工业中的压力压缩空气为其动力。潜水艇的沉浮，鱼雷的射击及驱动以及沉船的打捞等等，都以不同的压力压缩空气为其动力。

2、 压缩气体用于制冷和气体分离：

气体经压缩、冷却、膨胀而液化，用于人工制冷（冷冻冷藏及空气调节等）如氨或氟利昂压缩机。其压缩压力多为8～12公斤/平方厘米，这一类压缩机通常成为“制冷机”或“冰机”。另外在液化的气体若为混合气时，可在分离装置中，将各组份分别地分离出来，得到合格唇读地各种气体。如空气液化分离后能得到的纯氧、纯氮、和纯的氙、氪、氩、氦等稀有气体。

3、 压缩气体用于合成及聚合；

在化学工业中，气体压缩至高压，常有利合成及聚合。例如氮氢合成氨，氢与二氧化碳合成甲醇、二氧化碳与氨合成尿素等。化学工业中，例如高压聚乙烯的压力达1500～3200公斤/平方厘米。

4、 压缩气体有难关于油的加氢精制：

石油工业中，用人工方法把氢加热，加压后与油反应，能使碳氢化合物的重组份裂化成碳氢化合物的轻组分，如重油的轻化，润滑油加氢精制等。

5、 气体输送：

用于管道输送气体的压缩机，视管道长短而决定其压力。送远程煤气时，压力可达30公斤/平方厘米。氯气装瓶压力为10～15公斤/平方厘米，二氧化碳装瓶压力为50～60公斤/平方厘米。