壓縮機(jī)分類及發(fā)展歷程

壓縮機(jī)培訓(xùn)課程

第一課壓縮機(jī)分類及發(fā)展歷程、各種壓縮機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、各類壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍

課程目錄一、壓縮機(jī)分類視圖：應(yīng)用范圍：1、本課程主要討論的活塞式壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，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(jī)，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(jī)

在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，活塞式壓縮機(jī)目前占有主要市場。但隨著人們對機(jī)器可靠性及能耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿式和渦旋式壓縮機(jī)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(jī)作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)，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?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)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(jī)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(jī)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-RandCo．）制成了第一臺移動的往復(fù)式空氣壓縮機(jī)。二、活塞式壓縮機(jī)工作原理和特點(diǎn)4、1952年，我國沈陽空氣壓縮機(jī)廠（現(xiàn)沈陽氣體壓縮機(jī)廠），試制成功國產(chǎn)第一臺容積流量為6m3/min的壓縮機(jī)。5、該廠在1953~1954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(jī)。6、1957年該廠制造出1-100/8型大型空氣壓縮機(jī)。7、1959~1960年，由原第一機(jī)械工業(yè)部化工與通用機(jī)械研究所（現(xiàn)合肥通用機(jī)械研究院）負(fù)責(zé)組織，沈陽氣體壓縮機(jī)廠、通用機(jī)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(jī)系列（容積流量10~100m3/min）的設(shè)計和研制。8、1959年12月由原第一機(jī)械工業(yè)部第一局主持鑒定的4L-20/8型空壓機(jī)樣機(jī)，比功率、比質(zhì)量兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了當(dāng)時的同類型產(chǎn)品國際先進(jìn)水平。活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)是一種最常見的容積式壓縮機(jī)。它由曲柄連桿機(jī)構(gòu)將驅(qū)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運(yùn)動?；钊c氣缸共同組成壓縮機(jī)工作腔，依靠活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)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(jī)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(yùn)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pa，吸氣閥開啟，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(yùn)動是由電動機(jī)帶動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為滑動——活塞的往復(fù)運(yùn)動。這種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)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，增加壓縮氣體排氣量。

工作原理解析：工作原理解析：活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)雙螺桿空氣壓縮機(jī)

20世紀(jì)30年代，瑞典工程師發(fā)明了(雙)螺桿壓縮機(jī)。1937年，SRM公司研制成功了兩類螺桿壓縮機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)，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(jī)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(jī)和螺桿工藝壓縮機(jī)。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(yàn)，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(jī)的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。三、雙螺桿壓縮機(jī)工作原理和特點(diǎn)雙螺桿壓縮機(jī)：雙螺桿壓縮機(jī)：與活塞壓式縮機(jī)等其他類型壓縮機(jī)相比，螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷史較短，是一種比較新穎的壓縮機(jī)。

雙螺桿壓縮機(jī)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(jī)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(jī)機(jī)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(jī)：

雙螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖

工作原理圖：1.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(yùn)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(kuò)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(kuò)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

氣體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個封閉的空間中，齒間容積由于轉(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(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程。3.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：

工作原理圖：1.可靠性相對于活塞機(jī)要高。雙螺桿壓縮機(jī)零部件比活塞機(jī)少，易損件少，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長。2.操作比活塞機(jī)方便。雙螺桿壓縮機(jī)自動化程度高，操作人員不必經(jīng)過長時間的專業(yè)培訓(xùn)，可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)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(jī)好。雙螺桿壓縮機(jī)沒有活塞往復(fù)移動的慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別適合作移動式壓縮機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：

1.造價比較貴。由于雙螺桿壓縮機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于2m3/min時，雙螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。缺點(diǎn)：單螺桿壓縮機(jī)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(jī)：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2.3單螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)單螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)四、三種常見壓縮機(jī)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(jī)直聯(lián)。傳動效率高經(jīng)增速齒輪組與電機(jī)聯(lián)接或加帶輪。傳動效率中經(jīng)皮帶輪與電機(jī)聯(lián)接。傳動效率差三種常見壓縮機(jī)比較中速（1500～3500r/min）時效率較高，直聯(lián)。高速（3000～7000r/min）時效率比較高，加增速齒輪。低速(600~1500r/min),摩擦副多，效率較低。三種常見壓縮機(jī)比較力平衡性好、振動小、噪聲低，一般為60～68dB(A)力平衡性差，二金屬螺桿嚙合時有高頻噪聲64～78dB(A)振動大，需用基礎(chǔ)固定，低頻噪聲80dB(A)三種常見壓縮機(jī)比較徑、軸向力完全平衡，軸承壽命長。二轉(zhuǎn)子負(fù)荷大，軸承壽命短。摩擦部位多，機(jī)械耗損大，閥片、活塞環(huán)等易損件壽命短。三種常見壓縮機(jī)比較主機(jī)機(jī)殼采用整體結(jié)構(gòu)后，星輪側(cè)有大窗口，維修方便。轉(zhuǎn)子軸承壽命較短，更換時須打開機(jī)殼,工作量大。易損件更換頻繁，拆卸工作量大，維修困難。三種常見壓縮機(jī)比較播放完畢第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當(dāng)于每日以十小時運(yùn)作計算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個運(yùn)動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運(yùn)動時，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率p