空压机_阿特拉斯_空压机工作原理简单说明

发布日期:2018-07-19 13:39:00

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(消声器)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。
2.3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。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(7)。
结构及工作原理 
1、活塞式无油润滑空气压缩机 
活塞式无油润滑空气压缩机由压缩机主机、冷却系统、调节系统、润滑系统、安全阀、电动机及控制设备等组成。压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上,机座用地脚螺栓固定在基础上。工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴,带动连杆、十字头与活塞杆,使活塞在压缩机的气缸内作往复运动,完成吸入、压缩、排出等过程。该机为双作用压缩机,即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。 
2、螺杆式空气压缩机 
螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内,自成一体,直接放在平整的水泥地面上即可,无需用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部,主(阳)转子有5个齿,而副(阴)转子有6个齿。主转子直径大,副转子直径小。齿形成螺旋状,两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子,由于2转子相互啮合,主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分,并与空气混合,带走因压缩而产生的热量,达到冷却效果。同时形成液膜,防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。 
螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气,同时油注入空气压缩室,对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑,压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内,由于机械离心力和重力的作用,绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯,几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器,回油经过油过滤器过滤后,洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后,压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内,通过自动排水器或手动排出。 
特点 
1、活塞式无油润滑空气压缩机 
无油润滑空气压缩机气缸内的活塞环和填料装置内的填料均采用具自润滑特性的填充聚四氟乙烯作为密封元件。因此,气缸和填料装置无须注入润滑油润滑,正常情况下经过压缩后的气体基本纯净不含油污,无需增加除油装置。该机的缺点为电机功率偏大,排气压力不够稳定,排气温度高,噪音偏大,检修工作量大,维修费用偏高。 
2、螺杆式空气压缩机 
螺杆式空气压缩机阴、阳转子间以及转子与机体外壳的精密配合减小了气体回流泄漏,提高了效率;只有转子的相互啮合,无气缸的往复运动,减少了振动和噪音源。独特的润滑方式具有以下优点,凭借自身所产生的压力差,不断向压缩室和轴承注冷却液,简化了复杂的机械结构;注入冷却液可在转子之间形成液膜,副转子可直接由主转子带动,无需借助高精密度的同步齿轮;喷入的冷却液可以增加气密的作用,减低因高频压缩所产生的噪音,还可吸收大量的压缩热,因此,单级压缩比即使高达16也可使排气温度不致过高,转子与机壳之间不会因热膨胀系数不同而产生磨擦。因此,螺杆式空气压缩机具有振动小,无需用地脚螺栓固定在基础上,电机功率低、噪音低、效率高、排气压力稳定、且无易损件等优点。该机的缺点为所压缩出来的空气含油,其含油量为1~3×10-6,对压缩气含油量要求严格的工序需增加除油装置。该厂的压缩空气系统就增加了两级除油装置。由于ADC工序的压缩空气直接与产品ADC发泡剂接触,因此对空气的质量要求更加高,ADC工序用气增加了三级除油装置。压缩机性能参数对照情况见表1。 
主要故障 
1、活塞式无油润滑空气压缩机 
该机活塞环和填料装置均无需注油润滑。正常情况下经过压缩后的气体基本纯净不含油污,但由于刮油环经常刮油不彻底,密封不好,导致常常有油跑到填料装置甚至活塞环上,以致压缩气含油。另外,排气温度高,有时高达200℃;冷却器堵塞,以致冷却效果不好;活塞环沾到油污,特别容易磨损;阀拍漏气;缸套磨损等。 
2、螺杆式空气压缩机 
螺杆式空压机的故障很少,只要定期保养油气分离器、空气及油过滤器等,就能保证其正常运行。使用的2台10m3螺杆机保养外的检修为排污管堵塞、控制面板故障,2年来,主机系统运行一直正常。 
结束语 
从使用效果看,螺杆式空压机具有活塞式空压机无可比拟的优点,不仅减轻了操作工的劳动强度,而且不用配备维修工,大大降低了维修费用。另一方面,使用活塞机时偶尔会出现排气压力过低而导致离子膜控制系统报警,改用螺杆机后将其排气压力设定在0.58MPa,压力保持稳定,还没有出现过排气压力过低而导致离子膜控制系统报警的现象,从而保证了离子膜系统的安全生产。
在空压机的传动系统中,一般可分为直接传动和皮带传动,长期以来,两种传动方式孰优孰劣一直是业界争论的焦点之一。螺杆式空压机的直接传动指的是马达主轴经由连轴器和齿轮箱变速来驱动转子,这实际上并不是真正意义上的直接传动。真正意义上的直接传动指的是马达与转子直接相连(同轴)且两者速度一样。这种情况显然是极少的。因此那种认为直接传动没有能量损耗的观点是不对的。只有1:1直联才是真正意义上的直联! 
另一种传动方式为皮带传动,这种传动方式允许通过不同直径的皮带轮来改变转子的转速。下面所讨论的皮带传动系统是指满足下列条件的代表最新科技的自动化系统: 
每一运转状态之皮带张力均达到优化值。 
通过避免过大的启动张力,大大延长了皮带之工作寿命,同时降低了马达和转子轴承的负荷。 
始终确保正确的皮带轮连接。 
更换皮带相当容易和快捷,且不须对原有设定作调整。 
整个皮带驱动系统安全无故障运转。 
值得一提的是,主张直接齿轮传动的制造商本身也有一部分产品采用皮带传动。
空气占有一定的空间,但它没有固定的形状和体积。在对密闭的容器中的空气施加压力时,空气的体积就被压缩,使内部压强增大。当外力撤消时,空气在内部压强的作用下,又会恢复到原来的体积。如果在容器中有一个可以活动的物体,当空气恢复原来的体积时,该物体将被容器内空气的压力向外推弹出来。这一原理被广泛应用在生产、生活中。例如:皮球里打入压缩空气,气越足,球越硬;轮胎里打入压缩空气,轮胎就能承受一定的重量。在大型汽车上,用压缩空气开关车门和刹车;水压机利用压缩空气对水加压,在工厂里,压缩空气用来开动气锤打铁;在煤矿里,它能开动风镐钻眼。压缩空气还用于管道输送液体和粒状物体。 
压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源,又是具有多种用途的工艺气源,其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。不理想的是压缩空气中含有相当数量的杂质,主要有:固体微粒--在一个典型的大城市环境中每立方米大气中约含有1亿4千万个微粒,其中大约80%在尺寸上小于2μm,空压机吸气过滤器无力消除。此外,空压机系统内部也会不断产生磨屑、锈渣和油的碳化物,它们将加速用气设备的磨损,导致密封失效;水份--大气中相对湿度一般高达65%以上,经压缩冷凝后,即成为湿饱和空气,并夹带大量的液态水滴,它们是设备、管道和阀门锈蚀的根本原因,冬天结冰还会阻塞气动系统中的小孔通道。值得注意的是:即使是分离于净的纯饱和空气,随着温度的降低,仍会有冷凝水析岀,大约每降低10℃,其饱和含水量将下降50%,即有一半的水蒸气转化为液态水滴(见表1)。所以在压缩空气系统中采用多级分离过滤装置或将压缩空气预处理成具有一定相对湿度的于燥气是很必要的;油份--高速、高温运转的空压机采用润滑油可起到润滑、密封及冷却作用,但污染了压缩空气。采用自润滑材料发展的少油机、半无油机和全无油机虽然降低了压缩空气中的含油量,但也随之产生了易损件寿命降低,机器内部和管路系统锈蚀以及空压机在磨合期、磨损期及减荷期含油量上升等副作用。这对于追求高可靠性的自动化生产线无疑是一种威胁。此外还应强调指岀:从空压机带到系统中的油在任何情况下都没有好处。因为经过多次高温氧化和冷凝乳化,油的性能已大幅度降低,且呈酸性,对后续设备不仅起不到润滑作用,反而会破坏正常润滑;微生物-- 在制药、生物工程,食品制造及包装过程中,细菌和噬菌体的污染是不容忽视的。
没有绝对无油的空压机,空气只能达到相对无油,现在空气中已经含有0.01PPM,经过最佳过滤一般为0.003PPM,所以绝对无油那是不可能的.

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