雙螺桿壓縮機原理和特點

1、雙螺桿壓縮機原理與特點一. 基本結(jié)構(gòu)和工作原理通常所稱的螺桿壓縮機即指雙螺桿壓縮機。螺桿壓縮機的基本結(jié)構(gòu):在壓縮機的機體中,平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子。通常把節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子,稱為陽轉(zhuǎn)子或陽螺桿。把節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子,稱為陰轉(zhuǎn)子或陰轉(zhuǎn)子。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。轉(zhuǎn)子上的最后一對軸承實現(xiàn)軸向定位,并承受壓縮機中的軸向力。轉(zhuǎn)子兩端的圓柱滾子軸承使轉(zhuǎn)子實現(xiàn)徑向定位,并承受壓縮機中的徑向力。在壓縮機機體的兩端,分別開設一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用,稱為進氣口;另一個供排氣用,稱作排氣口。工作原理:螺桿壓縮機的工作循環(huán)可分為進氣,壓縮和排氣三個過程。隨著轉(zhuǎn)子

2、旋轉(zhuǎn),每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。1.進氣過程:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時,其空間最大,此時轉(zhuǎn)子齒溝空間與進氣口的相通,因在排氣時齒溝的氣體被完全排出,排氣完成時,齒溝處于真空狀態(tài),當轉(zhuǎn)至進氣口時,外界氣體即被吸入,沿軸向進入陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。當氣體充滿了整個齒溝時,轉(zhuǎn)子進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離機殼進氣口,在齒溝的氣體即被封閉。2.壓縮過程:陰陽轉(zhuǎn)子在吸氣結(jié)束時,其陰陽轉(zhuǎn)子齒尖會與機殼封閉,此時氣體在齒溝內(nèi)不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸件小,齒溝內(nèi)的氣體被壓縮壓力提高。3.排氣過程:當轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時,被壓縮的

3、氣體開始排出,直至齒尖與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時陰陽轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為0,即完成排氣過程,在此同時轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長,進氣過程又再進行。從上述工作原理可以看出,螺桿壓縮機是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運動的容積式氣體壓縮機械。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現(xiàn),而容積的變化又是借助壓縮機的一對轉(zhuǎn)子在機殼內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動來達到。二 螺桿壓縮機的特點:就氣體壓力提高的原理而言,螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同,都屬容積式壓縮機。就主要部件的運動形式而言,又與離心壓縮機相似。所以,螺桿壓縮機同時具有上述兩類壓縮機的特點。螺桿壓縮機的優(yōu)點:1.可靠性高:螺桿壓縮機零部件少

4、,沒有易損件,因而它運轉(zhuǎn)可靠,壽命長,大修間隔期可達4-8萬小時。2.操作維護方便:操作人員不必經(jīng)過專業(yè)培訓,可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)。3.動力平衡性好:螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力,機器可平穩(wěn)地高速工作,可實現(xiàn)無基礎運轉(zhuǎn)。4.適應性強:螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點,排氣量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬廣范圍內(nèi)能保證較高的效率。5.多相混輸:螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面實際上留有間隙,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。螺桿壓縮機的缺點:1.造價高:螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具,在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外,對螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。2.不適

5、合高壓場合:由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機只能適用于中,低壓范圍,排氣壓力一般不能超過3.0Mpa。3.不能制成微型:螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體,目前一般只有容積流量大于0.2m3/min,螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。一、螺桿式壓縮機原理介紹原理介紹螺桿式壓縮機汽缸內(nèi)裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉(zhuǎn)子,兩轉(zhuǎn)子都有幾個凹形齒,兩者互相反向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子之間和機殼與轉(zhuǎn)子之間的間隙僅為510絲,主轉(zhuǎn)子(又稱陽轉(zhuǎn)子或凸轉(zhuǎn)子,通過由發(fā)動機或電動機驅(qū)動(多數(shù)為電動機驅(qū)動,另一轉(zhuǎn)子(又稱陰轉(zhuǎn)子或凹轉(zhuǎn)子是由主轉(zhuǎn)子通過噴油形成的油膜進行驅(qū)動,或由主轉(zhuǎn)子端和凹轉(zhuǎn)子端的同步齒輪驅(qū)動。所以驅(qū)動中沒有金屬

6、接觸(理論上。 轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機排氣量轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機排氣量轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機排氣量(流量流量和排氣壓力和排氣壓力,轉(zhuǎn)子越長轉(zhuǎn)子越長,壓力越高壓力越高;轉(zhuǎn)子直徑越大,流量越大流量越大。螺旋轉(zhuǎn)子凹槽經(jīng)過吸氣口時充滿氣體。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子凹槽被機殼壁封閉,形成壓縮腔室,當轉(zhuǎn)子凹槽封閉后,潤滑油被噴入壓縮腔室,起密封。冷卻和潤滑作用。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮潤滑劑+氣體(簡稱油氣混合物時,壓縮腔室容積減小,向排氣口壓縮油氣混合物。當壓縮腔室經(jīng)過排氣口時,油氣混合物從壓縮機排出,完成一個吸氣壓縮排氣過程。螺桿機的每個轉(zhuǎn)子由減摩軸承所支承,軸承由靠近轉(zhuǎn)軸端部的端蓋固定。進氣端由滾柱軸

7、承支承,排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉(zhuǎn)子定位,也就是止推軸承,抵抗軸向推力,承受徑向載荷,并提供必須的軸向運行最小間隙。工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。二二、螺桿式壓縮機的優(yōu)點螺桿式壓縮機的優(yōu)點:1螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同,都屬于容積式壓縮機。就使用效果來看螺桿空壓機有如下優(yōu)點。 2可靠性高。螺桿壓縮機零部件少,沒有易損件,因而它運轉(zhuǎn)可靠,壽命長,大修間隔期可達4-8萬小時。3操作維護方便。螺桿壓縮機自動化程度高,操作人員不必經(jīng)過長時間的專業(yè)培訓,可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)。4動力平衡好。螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力,

8、機器可平穩(wěn)地高速工作,可實現(xiàn)無基礎運轉(zhuǎn),特別適合作移動式壓縮機,體積小、重量輕、占地面積少。5適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點,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,在壓縮機結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下,適用于多種工況。知識鏈接知識鏈接知識鏈接:摘自螺桿壓縮機邢子文20世紀30年代,瑞典工程師Alf Lysholm 在對燃氣輪機進行研究時,希望找到一種作回轉(zhuǎn)運動的壓縮機,要求其轉(zhuǎn)速比活塞壓縮機高得多,以便可由燃氣輪機直接驅(qū)動,并且不會發(fā)生喘振。為了達到上述目標,他發(fā)明了螺桿壓縮機。在理論上,螺桿壓縮機具有他所需要的特點,但由于必須具有非常大的排氣量,才能滿足燃氣輪機工

9、作的要求,螺桿壓縮機并沒有在此領域獲得應用。盡管如此,Alf Lysholm 及其所在的瑞典SRM 公司,對螺桿壓縮機在其它領域的應用,繼續(xù)進行了深入的研究。1937年,Alf Lysholm 在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。1946年,位于蘇格蘭的英國 James Howden 公司,第一個從瑞典SRM 公司獲得了生產(chǎn)螺桿壓縮機的許可證。隨后,歐洲、美國和日本的多家公司也陸續(xù)從瑞典SRM 公司獲得了這種許可證,從事螺桿壓縮機的生產(chǎn)和銷售。最先發(fā)展起來的螺桿壓縮機是無油螺桿壓縮機。1957年噴油螺桿空氣壓縮機投入了市場應用。1961年又研制成功了噴油

10、螺桿制冷壓縮機和螺桿工藝壓縮機。過隨后持續(xù)的基礎理論研究和產(chǎn)品開發(fā)試驗,通過對轉(zhuǎn)子型線的不斷改進和專用轉(zhuǎn)子加工設備的開發(fā)成功,螺桿壓縮機的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。我國螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機行業(yè)市場需求狀況螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機的下游產(chǎn)業(yè)主要是商用中央空調(diào)行業(yè)及工業(yè)制冷行業(yè)。 隨著人們對于生活、工作環(huán)境舒適性的要求不斷提高,商用中央空調(diào)迅猛發(fā)展。中央空調(diào)器行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國中央空調(diào)市場近年來呈高速增長,商用中央空調(diào)行業(yè)在房地產(chǎn)開發(fā)、百貨倉儲物流、大型公共建筑建設等帶動下,需求繼續(xù)旺盛,預計至2010年,中央空調(diào)器銷售額年均增長率約為10%

11、20%。螺桿機組將因此得到大力發(fā)展,在中型30RT-500RT 的中央空調(diào)領域,螺桿式制冷壓縮機已經(jīng)逐步取代活塞式制冷壓縮機。工業(yè)工藝水平日益要求嚴格,帶動工業(yè)制冷設備的需求量穩(wěn)步增長。我國冷凍冷藏行業(yè)占整個制冷行業(yè)的比例約為20%,遠低于國際成熟市場約40%的比例。冷凍冷藏行業(yè)的市場潛力很高,尤其是中低溫冷凍冷藏設備在農(nóng)、漁、牧行業(yè)的發(fā)展前景非常廣闊。與發(fā)達國家情況相比,大陸地區(qū)在農(nóng)、漁、牧等農(nóng)副產(chǎn)品的冷藏、冷凍、物流等方面差距很大。樂觀預計工業(yè)冷凍冷藏設備2006-2010年平均增長率約為20%25%,中性預計增速10%20%之間。冷凍冷藏壓縮機可以分為小型冷凍冷藏壓縮機和大中型冷凍冷藏壓

12、縮機,其中小型冷凍冷藏壓縮機主要應用在冷柜(往復式和回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)為主,變頻技術是未來發(fā)展方向和冷藏車(車載型螺桿式壓縮機是方向領域;大中型冷凍冷藏壓縮機主要應用在鐵路冷藏車、冷藏船只、冷藏集裝箱和冷庫中,以往復式、螺桿式為主。螺桿式壓縮機因其長期適合24小時運轉(zhuǎn)的特性,以及應用于低溫系統(tǒng)的技術不斷進步,其性能與效率大幅提升,在歐美等發(fā)達國家,在低溫冷凍冷藏系統(tǒng)中,螺桿式壓縮機開始逐步取代傳統(tǒng)的活塞式機型成為標準配置。螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機行業(yè)基于對中央空調(diào)行業(yè)和冷凍冷藏行業(yè)等下游行業(yè)的景氣判斷,預計未來5螺桿式制冷壓縮機年的年均增長率約10%20%,市場需求持續(xù)旺盛。螺桿式制冷壓縮機行

13、業(yè)供應與競爭格局螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機行業(yè)是技術密集型行業(yè),生產(chǎn)工藝相對復雜,加工精度要求高,產(chǎn)品和技術螺桿式制冷壓縮機更新的難度較大,企業(yè)的持續(xù)發(fā)展既需要一定的研發(fā)實力和技術儲備,也需要一定的實踐經(jīng)驗積累。目前國內(nèi)螺桿式壓縮機生產(chǎn)廠商通過技術引進、技術合作或自主研發(fā),提高了產(chǎn)品的技術含量和性能質(zhì)量,但其產(chǎn)品與國際先進水平相比,在型線、噪音、分油效率等方面仍存在一定的差距。螺桿式制冷壓縮機自1934年問世以來,經(jīng)過了幾十年的技術改進,得到了廣泛的應用,特別是在制冷方面,由于螺桿式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮機比較有結(jié)構(gòu)簡單、易損件少、檢修周期長、容積效率高、排氣溫度低、

14、對液擊不敏感和可以實現(xiàn)制冷量無級調(diào)節(jié)等特點,所以螺桿式制冷壓縮機越來越多的受到用戶所贊賞。而廣泛用于國民經(jīng)濟各部門中需要實現(xiàn)人工制冷的場合,如石油、化工、輕工、醫(yī)藥等工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、科研方面的低溫試驗,食品、水產(chǎn)品的低溫加工、貯藏及公共場所等大型建筑的空氣調(diào)節(jié)等。國內(nèi)第一臺噴墨螺桿式制冷壓縮機生產(chǎn)于1976年。目前,煙臺冰輪集團有限公司、大連冷凍機股份有限公司、武漢新世界制冷工業(yè)有限公司等多個廠家已能生產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機,轉(zhuǎn)子公稱直徑從91mm到315mm,標準工況(-15/30制冷量從38kW到2470kW1,已形成開啟式、半封閉式兩大系列螺桿式制冷壓縮機。本文結(jié)合國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機的現(xiàn)狀

15、,分析了國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機的發(fā)展動向,供大家參考。國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機的現(xiàn)狀自1976年我國第一臺螺桿式制冷壓縮機試制成功以來,經(jīng)過二十多年的技術改造,有了較大的改進,但與國外先進的螺桿式制冷壓縮機比較還有一定的差距。型線目前,世界上公認效率較高的型線有KASSER公司的Sigma型線、GHH公司的CF型線、日立公司的56U型線等。而我國現(xiàn)有的幾大螺桿式制冷壓縮機生產(chǎn)廠家大都采用標準型線(非對稱圓弧擺線齒型(見圖1,大連冷凍機股份有限公司部分D87新齒型(見圖2,武漢新世界制冷工業(yè)有限公司部分機型為XBY型線(見圖3,其效率雖然比標準型線有所提高(5%10%,但與國外的(10%20%比較,還

16、有一定差距123。所以國內(nèi)新型高效的轉(zhuǎn)子型線還有待于進一步開發(fā)。噪音螺桿式制冷壓縮機運行噪音較高是制約螺桿式制冷壓縮機使用范圍的一大障礙。根據(jù)GB12348-90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準和GB3096-82城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準的有關規(guī)定(見表一、二,目前國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機的噪音范圍為76dB(A112dB(A12,這是不符合國家噪音標準的有關規(guī)定的。分油效率目前,國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機分油系統(tǒng)比較龐大,并且普遍存在分油效率低的這一問題,而國外同類產(chǎn)品的分油效率已達99.999%。迄今為止;我們在有關資料中只查到煙臺冰輪集團公司最新研制并生產(chǎn)的新型油分離器。其分油效率為99.998%4,可與國外產(chǎn)品媲美?？煽啃阅壳?國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機可靠性較差,主要表現(xiàn)在:4.1滑閥定不住位;4.2軸封可靠性差,壽命短;4.3能量指示存在密封和縮緊問題;控制系統(tǒng)電氣元件質(zhì)量不穩(wěn)定等。內(nèi)容積比可調(diào)目前的國產(chǎn)螺桿式制冷壓縮機,除武漢新世紀集團公司在部分機型采用了手動內(nèi)容積比可調(diào)裝置外,其它生產(chǎn)廠家都是根據(jù)使用工況不同,備有三種不同內(nèi)容積的滑閥供用戶選擇。然而由于使用條件不是一成不變的,若選擇一種型號的滑閥,就會造成螺桿式制冷壓縮機的過壓縮或欠壓縮,從而增加了螺桿式制冷壓縮機的功率損失,降低了性能指標。機電一體化近年來,國外螺桿式制冷壓縮機都采用了智能型微機控制系