螺桿空壓機的基本結構、工作原理及構成

螺桿空壓機的基本結構、工作原理及構成   

   螺桿壓縮機是由瑞典皇家工學(xué)院教授Lysholm于1934年發(fā)明的。由于設計、制造水平的限制，六十年代以前螺桿壓縮機發(fā)展比較緩慢；六十年代初噴油技術(shù)被引入螺桿壓縮機，降低了螺桿轉子型線(xiàn)加工精度的要求，同時(shí)對機組的噪聲、結構、轉速等產(chǎn)生了有利影響。目前噴油螺桿壓縮機已成為空氣動(dòng)力、制冷空調行業(yè)中的主要機型，在中等容積流量的空氣動(dòng)力裝置及中等制冷量的制冷裝置中，螺桿壓縮機在市場(chǎng)上已占領(lǐng)先地位。

一、 基本結構   

通常我們所說(shuō)的螺桿壓縮機即指雙螺桿壓縮機，它的基本結構如上圖所示。在壓縮機的主機中平行地配置著(zhù)一對相互嚙合的螺旋形轉子，通常把節圓外具有凸齒的轉子（從橫截面看），稱(chēng)為陽(yáng)轉子或陽(yáng)螺桿；把節圓內具有凹齒的轉子（從橫截面看），稱(chēng)為陰轉子或陰螺桿。一般陽(yáng)轉子作為主動(dòng)轉子，由陽(yáng)轉子帶動(dòng)陰轉子轉動(dòng)。轉子上的球軸承使轉子實(shí)現軸向定位，并承受壓縮機中的軸向力。轉子兩端的圓錐滾子推力軸承使轉子實(shí)現徑向定位，并承受壓縮機中的徑向力和     2  軸向力。在壓縮機主機兩端分別開(kāi)設一定形狀和大小的孔口，一個(gè)供吸氣用的叫吸氣口；另一個(gè)供排氣用的叫排氣口。

 二、 工作原理 

螺桿壓縮機的工作循環(huán)可分為吸氣過(guò)程（包括吸氣和封閉過(guò)程）、壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程。隨著(zhù)轉子旋轉每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)我們只對其中的一對齒進(jìn)行研究。 

1、吸氣過(guò)程              

(a) 吸氣過(guò)程       

(b) 封閉過(guò)程   

隨著(zhù)轉子的運動(dòng)，齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個(gè)齒間容積的擴大在其內部形成了一定的真空，而此時(shí)該齒間容積僅僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉子旋轉過(guò)程中，陽(yáng)轉子的齒不斷地從陰轉子的齒槽中脫離出來(lái)，此時(shí)齒間容積也不斷地擴大，并與吸氣口保持連通。隨著(zhù)轉子的旋轉齒間容積達到了最大值，并在此位置齒間容積與吸氣口斷開(kāi)，吸氣過(guò)程結束。  吸氣過(guò)程結束的同時(shí)陰陽(yáng)轉子的齒峰與機殼密封，齒槽內的氣體被轉子齒和機殼包圍在一個(gè)封閉的空間中，即封閉過(guò)程。

 2、壓縮過(guò)程                 

隨著(zhù)轉子的旋轉，齒間容積由于轉子齒的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據的體積也隨之減少，導致氣體壓力升高，從而實(shí)現氣體的壓縮過(guò)程。壓縮過(guò)程可一直持續到齒間容積即將與排氣口連通之前。     

3、排氣過(guò)程            

齒間容積與排氣口連通后即開(kāi)始排氣過(guò)程，隨著(zhù)齒間容積的不斷縮小，具有內壓縮終了壓力的氣體逐漸通過(guò)排氣口被排出，這一過(guò)程一直持續到齒末端的型線(xiàn)完全嚙合為止，此時(shí)齒間容積內的氣體通過(guò)排氣口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變?yōu)榱恪?/span>   從上述工作原理可以看出，螺桿壓縮機是通過(guò)一對轉子在機殼內作回轉運動(dòng)來(lái)改變工作容積，使氣體體積縮小、密度增加，從而提高氣體的壓力。 三、 螺桿空壓機的構成  一臺噴油螺桿空壓機組主要由主機和輔機兩大部分組成，主機包括螺桿空壓機主機和主電機，輔機包括進(jìn)排氣系統、噴油及油氣分離系統、冷卻系統、控制系統和電氣系統等。  在進(jìn)排氣系統中，自由空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器濾去塵埃、雜質(zhì)之后，進(jìn)入空壓機的吸氣口，并在壓縮過(guò)程中與噴入的潤滑油混合。經(jīng)壓縮后的油氣混合物被排入油氣分離桶中，經(jīng)一、二次油氣分離，再經(jīng)過(guò)最小壓力閥、后部冷卻器和氣水分離器被送入使用系統。  在噴油及油氣分離系統中，當空壓機正常運轉時(shí)，油氣分離桶中的潤滑油依靠空壓機的排氣壓力和噴油口處的壓差，來(lái)維持在回路中流動(dòng)。潤滑油在此壓差的作用下，經(jīng)過(guò)溫控閥進(jìn)入油冷卻器，再經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器除去雜質(zhì)微粒后，大多數的潤滑油被噴入空壓機的壓縮腔，起到潤滑、密封、冷卻和降噪的作用；其余潤滑油分別噴入軸承室和增速齒輪箱。噴入壓縮腔中的那一部分油隨著(zhù)壓縮空氣一起被排入油氣分離桶中，經(jīng)過(guò)離心分離絕大多數的潤滑油被分離出來(lái)，還有少量的潤滑油經(jīng)過(guò)濾芯進(jìn)行二次分離，被二次分離出來(lái)的潤滑油經(jīng)過(guò)回油管返回到空壓機的吸氣口等低壓端。

4 、（1）、潤滑油的作用： 

a） 冷卻作用 

作為冷卻劑，它可有效控制壓縮放熱引起的溫升； 潤滑作用 作為潤滑劑，它可在轉子間形成潤滑油膜； 密封作用 作為密封劑， 它可填補轉子與殼體以及轉子與轉子之間的泄漏間隙。 

b) 降噪作用 

噴入的油是粘性流體，對聲能和聲波有吸收和阻尼作用，一般噴油后噪聲可降低10～20dB(A)。 

（2）、最小壓力閥的作用 保證最低的潤滑油循環(huán)壓力； 作為止回閥，以避免在空壓機停機或無(wú)負荷情況下，供氣管線(xiàn)內的壓縮空氣回流到機組內；  保證油氣分離器濾芯前后有一定的壓差，以免剛開(kāi)機時(shí)濾芯前后壓差過(guò)大造成擠破的現象。

（3）、溫控閥的作用 維持潤滑油溫高于壓力露點(diǎn)溫度以上，以免空氣中的水份析出。 

（4）、油氣分離桶的作用 作為初級油氣分離的裝置，它可將直徑大于1μm的油滴采用機械碰撞法被有效地分離出來(lái)； 作為空壓機潤滑油的儲油器；  作為油氣分離器濾芯的支撐體，該濾芯可將直徑1μm以下的油滴先聚結為直徑更大的油滴，然后再分離出來(lái)