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壓縮機
 

壓縮機(compressor),將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機械。是製冷系統的心臟,它從吸氣管吸入低溫低壓的製冷劑氣體,通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後,向排氣管排出高溫高壓的製冷劑液體,為製冷循環提供動力,從而實現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發 ( 吸熱 ) 的製冷循環。[1]

中文名: 壓縮機

外文名 :compressor

類   別: 工業技術

地   位: 製冷系統的心臟

所屬領域: 化石能源、機械

涉及學科 :機械

基本結構

1、活塞式無油潤滑空氣壓縮機

活塞式無油潤滑空氣壓縮機由傳動系統、壓縮系統、冷卻系統、潤滑系統、調節系統及安全保護系統組成。壓縮機及電動機用螺栓緊固在機座上,機座用地腳螺栓固定在基礎上。工作時電動機通過連軸器直接驅動曲軸,帶動連杆、十字頭與活塞杆,使活塞在壓縮機的氣缸內作往復運動,完成吸入、壓縮、排出等過程。該機為雙作用壓縮機,即活塞向上向下運動均有空氣吸入、壓縮和排出。

2、螺杆式空氣壓縮機

螺杆式空氣壓縮機由螺杆機頭、電動機、油氣分離桶、冷卻系統、空氣調節系統、潤滑系統、安全閥及控制系統等組成。整機裝在1個箱體內,自成一體,直接放在平整的水泥地面上即可,無需用地腳螺栓固定在基礎上。螺杆機頭是1種雙軸容積式迴轉型壓縮機頭。1對高精密度主(陽)、副(陰)轉子水平且平行地裝於機殼內部,主(陽)轉子有5個齒,而副(陰)轉子有6個齒。主轉子直徑大,副轉子直徑小。齒形成螺旋狀,兩者相互嚙合。主副轉子兩端分別由軸承支承定位。 [2]

工作原理

1、離心壓縮機

離心壓縮機是具有葉片的工作輪在壓縮機的軸上旋轉,進入工作輪的氣體被葉片帶着旋轉,增加了動能(速度)和靜壓頭(壓力),然後出工作輪進入擴壓器內,在擴壓器中氣體的速度轉變為壓力,進一步提高壓力,經過壓縮的氣體再經彎道和回流器進入下一級葉輪進一步壓縮至所需的壓力。打個比方說:一般是由一台原動機(電機)帶動一根軸,軸上裝有有4個葉輪,就好象一根軸帶了4個電扇,一個電扇的風傳給了第二個電扇,又傳給了另一個電扇,最後你感覺到風的力量很大一樣。離心壓縮機就是這樣通過葉輪把氣體的壓力提高的。

2、活塞式壓縮機

活塞式壓縮機的曲軸旋轉時,通過連杆的傳動,活塞便做往復運動,由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞式壓縮機的活塞從氣缸蓋處開始運動時,氣缸內的工作容積逐漸增大,這時,氣體即沿着進氣管,推開進氣閥而進入氣缸,直到工作容積變到最大時為止,進氣閥關閉;活塞式壓縮機的活塞反向運動時,氣缸內工作容積縮小,氣體壓力升高,當氣缸內壓力達到並略高於排氣壓力時,排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運動到極限位置為止,排氣閥關閉。當活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時,上述過程重複出現。總之,活塞式壓縮機的曲軸旋轉一周,活塞往復一次,氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個工作循環。

3、滑液環式壓縮機

在泵體中裝有適量的水作為工作液。由於離心力的作用,水形成了一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉圓環。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點,那麼葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。

4、滾動活塞式壓縮機

滾動活塞式壓縮機,將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機械。是製冷系統的心臟,它從吸氣管吸入低溫低壓的製冷劑氣體,通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後,向排氣管排出高溫高壓的製冷劑液體,為製冷循環提供動力,從而實現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(吸熱)的製冷循環。依靠偏心安設在汽缸內的旋轉活塞在圓柱形汽缸內作滾動運動和一個與滾動活塞相接觸的滑板的往復運動實現氣體壓縮的壓縮機。[3]

分類

1、壓縮機按其原理可分為:容積型壓縮機與速度型壓縮機。

容積型又分為:往復式壓縮機、迴轉式壓縮機。

速度型壓縮機又分為:軸流式壓縮機、離心式壓縮機和混流式壓縮機。

如今家用冰箱和空調器壓縮機都是容積式,其中又可分為往復式和旋轉式。往復式壓縮機使用的是活塞、曲柄、連杆機構或活塞、曲柄、滑管機構,旋轉式使用的多是滾動轉子壓縮機。在商用空調上,又多是離心式、渦旋式、螺杆式。

2、按應用範圍又可分為:低背壓式、中背壓式、高背壓式。

低背壓式 ( 蒸發溫度 -35 ~ -15 ℃ ) ,一般用於家用電冰箱、食品冷凍箱等。

中背壓式 ( 蒸發溫度 -20 ~ 0 ℃ ) ,一般用於冷飲櫃、牛奶冷藏箱等。

高背壓式 ( 蒸發溫度 -5 ~ 15 ℃ ) ,一般用於房間空氣調節器、除濕機、熱泵等。[4]

功能

1、壓縮氣體用於製冷和氣體分離:

氣體經壓縮、冷卻、膨脹而ye化,用於人工製冷(冷凍冷藏及空氣調節等)如氨或氟利昂空壓機。其壓縮壓力多為8~12公斤/平方厘米,這一類空壓機通常成為「制冷機」或「冰機」。另外在ye化的氣體若為混合氣時,可在分離裝置中,將各組份分別地分離出來,得到合格唇讀地各種氣體。如移動式空壓機空氣ye化分離後能得到的純氧、純氮、和純的氙、氪、氬、氦等稀有氣體。

2、 壓縮氣體用於合成及聚合;

在hua學工業中,氣體壓縮至高壓,常有利合成及聚合。例如氮qing合成氨,qing與二氧化tan合成甲醇、二氧化tan與氨合成尿素等。hua學工業中,例如高壓聚乙烯的壓力達1500~3200公斤/平方厘米。

3、壓縮氣體關於油的加qing精製:

石油工業中,用人工方法把qing加熱,加壓後與油反應,能使tanqing化合物的重組份裂化成tanqing化合物的輕組分,如重油的輕化,潤滑油加qing精製等。

4、氣體輸送:

用於管道輸送氣體的空壓機,水冷螺杆式空壓機視管道長短而決定其壓力。送遠程煤氣時,壓力可達30公斤/平方厘米。氯氣裝瓶壓力為10~15公斤/平方厘米,二氧化tan裝瓶壓力為50~60公斤/平方厘米。[5]

常見故障

1、排氣量不足是壓縮機zui容易出現的故障之一,它的出現主要是由下述幾個原因導致:

A.進氣濾清器的故障

B.壓縮機轉速降低使排氣量降低

C.氣缸、活塞、活塞環磨損嚴重、超差、使有關間隙增大,泄漏量增大,影響到了排氣量。

D.填料函不嚴,產生漏氣使氣量降低。

E.壓縮機吸、排氣閥的故障對排氣量的影響。

F.氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好。彈力過強則使閥片開啟遲緩,彈力太弱則閥片關閉不及時,這些不僅影響了氣量,而且會影響到功率的增加,以及氣閥閥片、彈簧的壽命。同時,也會影響到氣體壓力和溫度的變化。

G.壓緊氣閥的壓緊力不當。

2、溫度不正常

排氣溫度不正常是指其高於設計值。從理論上進,影響排氣溫度增高的因素有:進氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(對於空氣壓縮指數K=1.4)。實際情況影響到吸氣溫度高的因素如:中間冷卻效率低,或者中冷器內水垢結多影響到換熱,則後面級的吸氣溫度必然要高,排氣溫度也會高。另外,氣閥漏氣,活塞環漏氣,不僅影響到排氣溫度升高,而且也會使級間壓力變化,只要壓力比高於正常值就會使排氣溫度升高。此外,水冷式機器,缺水或水量不足均會使排氣溫度升高。

3、壓力不正常

壓縮機排出的氣量在額定壓力下不能滿足使用者的流量要求,則排氣壓力必然要降低。此時,只好另換一台排氣壓力相同,而排氣量大的機器。影響級間壓力不正常的主要原因是氣閥漏氣或活塞環磨損後漏氣,故應從這些方面去找原因和採取措施。

4、不正常響聲

壓縮機若某些部件發生故障時,將會發出異常的響聲,一般來講,操作人員是可以判別出異常的響聲的。

5、過熱的故障

在曲軸和軸承、十字頭與滑板、填料與活塞杆等摩擦處,溫度超過規定的數值稱之為過熱。 [6]

相關視頻

1、壓縮機原理動畫

2、一分鐘明白空調壓縮機的工作原理

參考來源

  1. 壓縮機的組成及工作原理是什麼?,化工儀器網,2017-04-24
  2. 空氣壓縮機結構及工作原理,西域網
  3. 壓縮機工作原理,電子發燒友網,2018-09-05
  4. 壓縮機是什麼,太平洋電腦網
  5. 空氣壓縮機的作用是什麼,快資訊網,2020-01-08
  6. 壓縮機的組成及工作原理是什麼?,化工儀器網,2017-04-24