今天這篇文章我們主要來(lái)分析一下活塞壓縮機(jī)與螺桿空壓機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。
一、活塞式壓縮機(jī)
當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)連桿的傳動(dòng),活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng),由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化。
活塞式壓縮機(jī)的活塞從氣缸蓋處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時(shí)氣體即沿著進(jìn)氣管,推開(kāi)進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸,直到工作容積變到最大時(shí)為止,進(jìn)氣閥關(guān)閉;活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)工作容積縮小,氣體壓力升高。
當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時(shí),排氣閥打開(kāi),氣體排出氣缸,直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí),上述過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。
總之,活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過(guò)程,即完成一個(gè)工作循環(huán)。
優(yōu)點(diǎn)
(1)不論流量大小,都能得到所需要的壓力,排氣壓力范圍廣,最高壓力可達(dá)320MPa(工業(yè)應(yīng)用),甚至700MPa,(實(shí)驗(yàn)室中);
(2)單機(jī)能力為在500m3/min以下的任意流量;
(3)在一般的壓力范圍內(nèi),對(duì)材料的要求低,多采用普通的鋼鐵材料,加工較容易,造價(jià)也較低廉;
(4)熱效率較高,一般大、中型機(jī)組絕熱效率可達(dá)0.7~0.85左右;
(5)氣量調(diào)節(jié)時(shí),適應(yīng)性強(qiáng),即排氣范圍較廣,且不受壓力高低影響,能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求
(6)氣體的重度和特性對(duì)壓縮機(jī)的工作性能影響不大,同一臺(tái)壓縮機(jī)可以用于不同的氣體;
(7)驅(qū)動(dòng)機(jī)比較簡(jiǎn)單,大都采用電動(dòng)機(jī),一般不調(diào)速,可維修性強(qiáng);
(8)活塞壓縮機(jī)技術(shù)上較為成熟,生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn);
缺點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重,易損件多,占地面積大,投資較高,維修工作量大,使用周期較短,但經(jīng)過(guò)努力可以達(dá)到8000小時(shí)以上;
(2)轉(zhuǎn)速不高,機(jī)器體積大而重,單機(jī)排氣量一般小于500m3/min;
(3)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動(dòng);
(4)排氣不連續(xù),氣流有脈動(dòng),容易引起管道振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)往往因氣流脈動(dòng)、共振而造成管網(wǎng)或機(jī)件的損壞;
(5)流量調(diào)節(jié)采用補(bǔ)助容積或旁路閥,雖然簡(jiǎn)單、方便、可靠,但功率損失大,在部分載荷操作時(shí)效率降低;
(6)用油潤(rùn)滑的壓縮機(jī),氣體中帶油需要脫除;
(7)大型工廠采用多臺(tái)壓縮機(jī)組時(shí),操作人員多或工作強(qiáng)度較大。
二、螺桿空壓機(jī)
螺桿壓縮機(jī)是通過(guò)由5個(gè)凸齒組成的陽(yáng)轉(zhuǎn)子(以下簡(jiǎn)稱為M轉(zhuǎn)子)與由6個(gè)凹齒組成的陰轉(zhuǎn)子(以下簡(jiǎn)稱為F轉(zhuǎn)子)的嚙合形成齒形空間吸入冷媒,通過(guò)減小齒形空間來(lái)壓縮冷媒至所定壓力。螺桿壓縮機(jī)的工作流程如下:
〔吸入行程〕
從在軸向到半徑方向上開(kāi)口的吸入口吸入冷媒。隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)子下側(cè),嚙合分開(kāi),齒溝長(zhǎng)度增大,冷媒被吸入齒形空間。
〔壓縮行程〕
從齒溝的吸入側(cè)開(kāi)始進(jìn)行齒形的嚙合,密封線漸漸向排出側(cè)行進(jìn),齒形空間減少,進(jìn)行壓縮。
〔壓縮行程〕
通過(guò)隨著冷媒一起吸入的潤(rùn)滑油,在轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)形成油膜密封,同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行潤(rùn)滑。陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子漸漸靠近排出口進(jìn)行壓縮,壓力升高。
〔排出行程〕
齒形空間與排出口連上,開(kāi)始排出行程。此行程持續(xù)到排出端,直到齒形空間的冷媒被完全送出為止。
優(yōu)點(diǎn)
(1)零部件少,易損件少,可靠性高;
(2)操作維護(hù)方便;
(3)沒(méi)有不平衡慣性力.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全,振動(dòng)小;
(4)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn),排氣量幾乎不受排氣壓力的影響,工況適應(yīng)性強(qiáng);
(5)螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面實(shí)際上是有間隙的.因此對(duì)濕行程不敏感,能耐液擊;
(6)排氣溫度低,可在較高壓比的工況下運(yùn)行:
(7)可實(shí)現(xiàn)制冷情無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),采用滑閥機(jī)構(gòu),使制冷量可從 15%~100%進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用;
(8)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。
缺點(diǎn)
(1)轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具,在價(jià)格昂貴的設(shè)備上加工,機(jī)體零部件加工精度也有較高的要求,必須采用高精度設(shè)備:
(2)由于齒間容積周期性地與吸、排氣口連通,故壓縮機(jī)噪聲高;
(3)由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等限制,壓縮機(jī)內(nèi)部只能依靠間隙密封,所以螺桿壓縮機(jī)只能適用于中、低壓范圍,不能用于高壓場(chǎng)合;
(4)由于噴油量大,油處理系統(tǒng)復(fù)雜,故機(jī)組附屬設(shè)備多;
(5)螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體,在小容積范圍內(nèi)不具有優(yōu)越的性能。