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螺杆式空压机的工作原理

两根转子、一层油膜,以及为什么它能连续运转。

螺杆式空压机的工作原理

概述

螺杆压缩机里面是两根相互啮合的螺旋转子,一根是凸齿,一根是凹槽。空气从一端吸入,被困在转子与机壳之间的空间里,在向排气口前进的过程中被挤进越来越小的体积。

这正是全部的思路所在。因为过程是连续的而不是往复的,所以没有脉动、振动极小,机器也没有理由不能无限期地运转。相比之下,活塞压缩机是一连串的冲击,必须靠停机休息才能活下去。

在喷油机里,油被喷进压缩腔,用来密封转子之间的间隙、带走热量并润滑轴承;随后再被分离出来循环使用。在无油机里,转子由齿轮定时、彼此从不接触,而且什么都不喷。

主要优势

连续运行

没有往复运动的部件,所以百分之百负载率是常态,而不是例外。

输出平顺

没有脉动,这对仪表和管路疲劳都很要紧。

相对于产气量,体积紧凑

比同等排量的活塞机小得多、也轻得多。

使用寿命长

保养到位的情况下,主机头大修前跑两万到四万小时是常态。

它为什么是通常的选择

压缩是连续的,不是一冲一冲的,所以排气没有脉动,也不必讲究负载率。它的额定工况就是整天运转。

相对于产气量它体积紧凑,运行也足够安静,可以直接放在车间地面上,不必专门建一间压缩机房。

而且它耐用。保养得当的机器,大修前跑四万到六万小时是常态——按一班制算就是十五年。

  • 连续压缩,没有脉动
  • 按百分之百负载率设计
  • 相对产气量体积紧凑、运行安静
  • 大修前可运行 40,000 至 60,000 小时
  • 有喷油式,也有无油式
  • 工频或变频
  • 单级或双级
  • 风冷或水冷

是什么决定了它能用多久

首先是油,最后还是油:规格要对、按周期更换、绝不与别的油混用。混用油品是我们出勤处理的油气分离芯失效中最常见的原因。

然后是温度。一台吸着自己排出的热风的机器,整天都工作在温度范围的上限,里面的一切都老得更快。

再然后是进去的空气品质。灰尘进到主机头,正是把一台十五年的机器变成七年机器的原因。

  • 用对的油,按周期换,绝不混用
  • 进气要用凉的新鲜空气,不能回流
  • 进气过滤与现场条件匹配
  • 保持冷却器清洁
  • 按压差更换油气分离芯
  • 通风量按排出的热量设计
  • 用油品化验及早发现问题
  • 按适合现场条件的计划保养

常见问题

机器内部究竟在发生什么?

两个螺旋转子相互啮合,把空气困在它们与壳体之间。空气沿转子向前走时,这个空间不断缩小,所以空气是被连续挤压的,而不是一下一下地压。

为什么没有脉动?

因为压缩是连续的,不是往复的。这意味着几乎没有振动,也正因如此,这些机器可以直接放在车间地面上,不需要特殊基础。

喷油机里的油在做什么?

同时做三件事:密封转子之间的间隙、吸收压缩热、润滑轴承。其中绝大部分会被分离出来循环使用。

无油机没有油怎么密封?

它根本不靠流体密封。转子加工公差要严得多,带涂层,并由精密齿轮定时,使它们永不接触。

它为什么能百分之百负载率运行?

没有往复质量,就没有冲击载荷,也不需要在行程之间散热。连续运行本来就是这个设计的目的。

主机头寿命受什么限制?

轴承和转子间隙,而这两者都取决于油品状况和进气洁净度。运行小时远不如机器被保持得多干净、多凉重要。

机器怎么调节输出?

定速机按一个压力带加载和卸载。变频机改变转子转速去匹配需求,把空载运行整个消掉。

那么多热量去哪了?

进到油里,再进到冷却器,这也是机房需要通风的原因;同样也是热回收在这类机器上效果这么好的原因。

油气分离芯是做什么的?

它在压缩之后把油从压缩空气里再取出来。一只磨损的分离芯会同时抬高带油量和压降。

它为什么是行业标准?

连续工况、体积紧凑、振动小、使用寿命长。在大约 5 到 250 kW 之间,几乎没有别的能与之竞争。

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