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1、压缩机培训课程 第一课 压缩机分类及发展历程、各种压缩机工作原理及结构特点、各类压缩机的应用范围,课程目录,一、压缩机分类视图：,应用范围：,1、本课程主要讨论的活塞式压缩机为往复式压缩机，其排气压力一般为0.2-32MPa，最高可达到700MPa，容积流量一般为0.1-400（最小0.01）m3/min常用于中压、高压的场合。2、单螺杆和双螺杆则属于回旋式压缩机，其排气压力一般为0.2-1MPa，最高可达到4.5MPa，容积流量一般为0.1-500m3/min，常用于中低压场合。,往复式空气压缩机,在现代工业领域，活塞式压缩机目前占有主要市场。但随着人们对机器可靠性及能耗、环保等方面要求的提
2、高，螺杆式和涡旋式压缩机开始占有一定的市场。在制冷空调领域，往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩机，适用于制冷量较广范围内的制冷系统。虽然目前它的应用还比较广泛，但市场份额正逐渐减小。,活塞式空气压缩机的发展历程 1、我国古代劳动人民发明的木质风箱，是现代空气压缩机的雏型。2、大约于1800年，第一台单级（往复活塞式）空气压缩机在英国制成，其排气压力为1.38MPa（表压）。3、1902年，美国英格索兰公司（Ingersoll-Rand Co）制成了第一台移动的往复式空气压缩机。,二、活塞式压缩机工作原理和特点,4、1952年，我国沈阳空气压缩机厂（现沈阳气体压缩机厂），试制成功国产第一台容
3、积流量为6m3/min的压缩机。5、该厂在19531954年陆续试制成功并成批生产了容积流量为10m3/min、20m3/min、40m3/min的固定式动力用空气压缩机。6、1957年该厂制造出1-100/8型大型空气压缩机。7、19591960年，由原第一机械工业部化工与通用机械研究所（现合肥通用机械研究院）负责组织，沈阳气体压缩机厂、通用机械研究所、西安交通大学为主要设计力量，进行了我国第一个动力用L形空气压缩机系列（容积流量10100m3/min）的设计和研制。8、1959年12月由原第一机械工业部第一局主持鉴定的4L-20/8型空压机样机，比功率、比质量两项指标达到了当时的同类型产品
4、国际先进水平。,活塞式压缩机,活塞式压缩机,活塞式压缩机是一种最常见的容积式压缩机。它由曲柄连杆机构将驱动机的旋转运动变为活塞的往复运动。活塞与气缸共同组成压缩机工作腔，依靠活塞在气缸内的往复运动，并借助进、排气阀的自动开闭，使气体周期性地进入气缸工作腔，进行压缩和排出。,活塞式压缩机的工作原理见图：,1.排气阀 2.气缸 3.活塞 4.活塞杆 5.滑块 6.连杆 7.曲柄 8.吸气阀 9.阀门弹簧,当气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力 p a，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为吸气过程。当气缸吸满气体，吸气阀关闭，活塞向左移动，令缸内气体压力上升，这个
5、过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动活塞的往复运动。这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余隙容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸入的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余隙容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。,工作原理解析：,工作原理解析：,活塞式压缩机,活塞式压缩机,双螺杆空气压缩机,20世纪
6、30年代，瑞典工程师发明了(双)螺杆压缩机。1937年，SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。经过随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。,三、双螺杆压缩机工作原理和特点,双螺杆压缩机：,双螺杆压缩机：,与活塞压式缩机等其他类型压缩机相比，螺杆压缩机的发展历史较短，是一种比较新颖的压缩机。双螺杆压缩机的基本结构如图示。在“”形的气缸中，平行地配置着一对互相啮合的螺旋形转子
7、。通常对节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。在节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。因此阳转子又称为主动转子，阴转子又称为从动转子。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称作吸气孔口；另一个供排气作用，称作排气孔口。,双螺杆压缩机：,双螺杆压缩机结构图,工作原理图：,1.吸气过程 吸气过程即将开始时的转子的一对齿前端完全啮合，且即将与吸气孔口连通。随着转子开始运动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大，在其内部形成了一定的真空，而此齿间容积又仅与吸气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中
8、。在随后的转子旋转的过程中，阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大，并与吸气孔口保持连通。从某种意义上讲，也可以把这个过程看成是活塞（阳转子齿）在气缸（阴转子齿槽）中滑动。吸气结束时候，最显著的特征是齿间容积达到最大值，并且齿间容积在此位置与吸气孔口断开。2.压缩过程 气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减少。随着转子的旋转，齿间容积由于转子的啮合而不断减少，被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减少，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程。3.排气过程 齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体
9、逐渐通过排气孔口被排出。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合。此时，齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出，封闭的齿间容积的体积将变成零。,工作原理：,工作原理图：,1.可靠性相对于活塞机要高。双螺杆压缩机零部件比活塞机少，易损件少，因而它运转可靠，寿命长。2.操作比活塞机方便。双螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转，操作相对简单，可按需要排气量供气。3.动力平衡比活塞机好。双螺杆压缩机没有活塞往复移动的惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机。,优点：,1.造价比较贵。由于双螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制刀
10、具在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外，对双螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。2.不能用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制，双螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3MPa。3.不能用于微型场合。双螺杆压缩机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于2m3/min时，双螺杆压缩机才具有优越的性能。,缺点：,单螺杆压缩机的一个螺杆可与两个或两个以上星轮啮合。螺杆和星轮按其外形可分为圆柱型（C）和平面型（P）。由这两种类型可构成四种单螺杆压缩机：PC型、PP型、CP型和CC型。目前最常用的时CP型。,a）PC型 b）PP型c）CP型 d）CC型,三、单螺杆压缩简
11、单介绍,2.3 单螺杆压缩机结构,单螺杆压缩机结构,四、三种常见压缩机比较,气体压力产生的径向、轴向力自动平衡。零部件受力小可靠性高,气体压力产生的径向力无法平衡，轴向力须由平衡活塞平衡。主轴承易损可靠性中,较大的活塞惯性力，和气体压力都无法平衡。振动噪音大、主要部件易损可靠性差,与电机直联。传动效率高,经增速齿轮组与电机联接或加带轮。传动效率中,经皮带轮与电机联接。传动效率差,三种常见压缩机比较,中速（15003500r/min）时效率较高，直联。,高速（30007000r/min）时效率比较高，加增速齿轮。,低速(6001500r/min),摩擦副多，效率较低。,三种常见压缩机比较,力平衡性好、振动小、噪声低，一般为6068dB(A),力平衡性差，二金属螺杆啮合时有高频噪声6478dB(A),振动大，需用基础固定，低频噪声80dB(A),三种常见压缩机比较,径、轴向力完全平衡，轴承寿命长。,二转子负荷大，轴承寿命短。,摩擦部位多，机械耗损大，阀片、活塞环等易损件寿命短。,三种常见压缩机比较,主机机壳采用整体结构后，星轮侧有大窗口，维修方便。,转子轴承寿命较短，更换时须打开机壳,工作量大。,易损件更换频繁，拆卸工作量大，维修困难。,三种常见压缩机比较,播放完毕,
