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空氣壓縮機(jī)工作原理

作者:發(fā)表時(shí)間:2020-09-04
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空氣壓縮機(jī)是一種壓縮空氣、提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)器,也是將原動(dòng)機(jī)供給機(jī)械能轉(zhuǎn)化成氣體壓力能的一種轉(zhuǎn)化裝置,消防員所使用的空氣呼吸器便可以利用空氣壓縮機(jī)來充氣?諝鈮嚎s機(jī)按款式不同可以分為活塞式空氣壓縮機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)以及離心式空氣壓縮機(jī)三種,它們的工作原理有所不同。

 

一、活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理

 

電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置使曲軸6作圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)曲軸6又通過連桿5帶動(dòng)活塞3在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞3向右運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸4內(nèi)產(chǎn)生真空,外界空氣在大氣壓力作用下,推開吸氣閥2進(jìn)入氣缸4內(nèi)腔中。

 

當(dāng)活塞反向向左運(yùn)動(dòng)時(shí),吸氣閥2關(guān)閉,空氣受到壓縮,待這壓縮進(jìn)行到一定程度(即氣缸內(nèi)壓力達(dá)到一定數(shù)值)時(shí),排氣閥1被打開,氣體排出,當(dāng)活塞行至氣缸4左端時(shí),排氣結(jié)束,完成了一個(gè)循環(huán),曲軸6至此恰好轉(zhuǎn)了一圈。

 

這樣,在吸氣閥和排氣閥的控制下,周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行著吸氣和排氣過程,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體的吸入、壓縮、排出及供氣過程。

 

二、螺桿式空氣壓縮機(jī)工作原理

 

螺桿壓縮機(jī)的氣缸里面平行地布置著兩個(gè)按一定傳動(dòng)比反向旋轉(zhuǎn)又互相嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子。節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子稱為陽轉(zhuǎn)子;節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子稱為陰轉(zhuǎn)子。

 

一般陽轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)連接,由陽轉(zhuǎn)子經(jīng)同步齒輪組帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿壓縮機(jī)工作時(shí),氣體經(jīng)吸入口分別進(jìn)入陰陽螺桿的齒間容積,隨著螺桿的不斷旋轉(zhuǎn),各自的齒間容積也不斷增大,當(dāng)齒間容積達(dá)到最大值時(shí)與吸氣口斷開,吸氣過程結(jié)束。

 

壓縮過程是緊隨其后進(jìn)行的,陰陽螺桿的相互嚙合使齒間容積值不斷減小,氣體的壓力逐漸提高,當(dāng)齒間容積與排氣口相通時(shí),壓縮過程結(jié)束而進(jìn)入排氣過程。

 

在排氣過程中,螺桿的不斷旋轉(zhuǎn)連續(xù)地將壓縮后的氣體送至排氣管道,一直到齒間容積達(dá)到最小值為止。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)回轉(zhuǎn),上述過程周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。

 

螺桿式空氣壓縮機(jī)按壓縮腔是否噴入潤滑油,又可以劃分為噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)和無油螺桿式空氣壓縮機(jī)。

 

1、噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)

 

噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)采用的是陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子,兩轉(zhuǎn)子之間是接觸的,如同齒輪傳動(dòng),接觸面之間大量摩擦,在壓縮空氣的過程中,有熱量產(chǎn)生,需噴入大量的潤滑油,壓縮空氣與潤滑油混合后一道升壓,再離開壓縮腔,然后再通過油氣分離器分離。

 

2、無油螺桿式空氣壓縮機(jī)

 

無油螺桿式空氣壓縮機(jī)則完全不同,該機(jī)壓縮腔由一對(duì)不接觸的陰陽螺桿轉(zhuǎn)子組成,在壓縮的過程中,陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)是靠一對(duì)同步齒輪做非常精密的傳動(dòng),轉(zhuǎn)子既要保證對(duì)空氣進(jìn)行壓縮,又要保證優(yōu)良的氣密性,所以轉(zhuǎn)子的加工工藝要求極高,無油壓縮機(jī)采用無油潤滑螺桿嚙合實(shí)現(xiàn)壓力升高。

 

三、離心式空氣壓縮機(jī)工作原理

 

離心式空氣壓縮機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使空氣受到離心力的作用產(chǎn)生壓力,同時(shí)獲得速度,離開葉輪后空氣經(jīng)擴(kuò)壓器等擴(kuò)張通道將動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為壓力能,從而使壓力得到提高。

 

一級(jí)壓縮后的空氣流入擴(kuò)壓器,使速度降低,壓力提高。再經(jīng)彎道、回流器使氣體流入下一級(jí)繼續(xù)壓縮。由于氣體在壓縮過程中溫度升高,氣體在高溫壓縮時(shí),消耗功將會(huì)增大。

 

為了減少壓縮功耗,故在壓縮過程中采用中間冷卻,由第一級(jí)出口的氣體不直接進(jìn)入第二級(jí),而是通過蝸室和出氣管,引到中間冷卻器進(jìn)行冷卻,冷卻后的低溫氣體,再經(jīng)吸氣室進(jìn)入第二級(jí)進(jìn)行壓縮。然后再經(jīng)下一級(jí)壓縮,最后,由最末級(jí)出來的高壓氣體經(jīng)排氣管排出。

 

空氣壓縮機(jī)運(yùn)行前,應(yīng)檢查保護(hù)裝置及安全附件是否完好,空氣壓縮機(jī)在不使用時(shí)應(yīng)根據(jù)說明書的說明或產(chǎn)品上的標(biāo)簽提示定期進(jìn)行排水維護(hù)。

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