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活塞压缩机与螺杆空压机优缺点分析

2019-03-14

  活塞压缩机与螺杆空压机优缺点分析

  今天这篇文章我们主要来分析一下活塞压缩机与螺杆空压机的优缺点。

  一、活塞式压缩机

  当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。

  活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高。

  当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。

  总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。

  优点

  (1)不论流量大小,都能得到所需要的压力,排气压力范围广,高压力可达320MPa(工业应用),甚至700MPa,(实验室中);

  (2)单机能力为在500m3/min以下的任意流量;

  (3)在一般的压力范围内,对材料的要求低,多采用普通的钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;

  (4)热效率较高,一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右;

  (5)气量调节时,适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求

  (6)气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大,同一台压缩机可以用于不同的气体;

  (7)驱动机比较简单,大都采用电动机,一般不调速,可维修性强;

  (8)活塞压缩机技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验;

  缺点

  (1)结构复杂笨重,易损件多,占地面积大,投资较高,维修工作量大,使用周期较短,但经过努力可以达到8000小时以上;

  (2)转速不高,机器体积大而重,单机排气量一般小于500m3/min;

  (3)机器运转中有振动;

  (4)排气不连续,气流有脉动,容易引起管道振动,严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏;

  (5)流量调节采用补助容积或旁路阀,虽然简单、方便、可靠,但功率损失大,在部分载荷操作时效率降低;

  (6)用油润滑的压缩机,气体中带油需要脱除;

  (7)大型工厂采用多台压缩机组时,操作人员多或工作强度较大。

  二、螺杆空压机

  螺杆压缩机是通过由5个凸齿组成的阳转子(以下简称为M转子)与由6个凹齿组成的阴转子(以下简称为F转子)的啮合形成齿形空间吸入冷媒,通过减小齿形空间来压缩冷媒至所定压力。螺杆压缩机的工作流程如下:

  〔吸入行程〕

  从在轴向到半径方向上开口的吸入口吸入冷媒。随着转子的回转,在转子下侧,啮合分开,齿沟长度增大,冷媒被吸入齿形空间。

  〔压缩行程〕

  从齿沟的吸入侧开始进行齿形的啮合,密封线渐渐向排出侧行进,齿形空间减少,进行压缩。

  〔压缩行程〕

  通过随着冷媒一起吸入的润滑油,在转子间隙内形成油膜密封,同时对转子进行润滑。阳转子和阴转子渐渐靠近排出口进行压缩,压力升高。

  〔排出行程〕

  齿形空间与排出口连上,开始排出行程。此行程持续到排出端,直到齿形空间的冷媒被完全送出为止。

  优点

  (1)零部件少,易损件少,可靠性高;

  (2)操作维护方便;

  (3)没有不平衡惯性力.运转平稳安全,振动小;

  (4)具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,工况适应性强;

  (5)螺杆压缩机的转子齿面实际上是有间隙的.因此对湿行程不敏感,能耐液击;

  (6)排气温度低,可在较高压比的工况下运行:

  (7)可实现制冷情无级调节,采用滑阀机构,使制冷量可从 15%~100%进行无级调节,节省运行费用;

  (8)容易实现自动化,可实现远程通信。

  缺点

  (1)转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的设备上加工,机体零部件加工精度也有较高的要求,必须采用高精度设备:

  (2)由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通,故压缩机噪声高;

  (3)由于受到转子刚度和轴承寿命等限制,压缩机内部只能依靠间隙密封,所以螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,不能用于高压场合;

  (4)由于喷油量大,油处理系统复杂,故机组附属设备多;

  (5)螺杆压缩机依靠间隙密封气体,在小容积范围内不具有优越的性能。

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