空气压缩机的分类
空气压缩机简称空压机,是一种以内燃机或电动机为动力,将常压空气压缩成高压空气的一种动力装置。空压机主要用来驱动各种以气体动能为能源的气动机具,如风镐、风钻、喷锚设备等。
空气压缩机根据工作原理不同分为往复活塞式和旋转式,旋转式又分滑片式和螺杆式两种,空压机的主要技术参数包括排气量(m3/min)、排气压力(MPa)、转速(r/min)和驱动机的功率(kW)及转速(r/min)等。往复活寒式空压机还包括气缸数、气缸直径和行程及压缩级数等。空压机的冷却方式有水冷和风冷两种。
空气压缩机的构造及组成
1、往复活塞式空压机
往复活塞式空压机由气缸体、缸盖、曲轴箱、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系统和润滑系统等组成。其曲柄连杆机构与内燃机基本相似,不同的是空压机要通过外部动力带动曲轴旋转,把曲轴的旋转运动转换成活塞的往复运动,产生向气缸内吸气和压缩并向缸外排气的过程。
为了降低排气温度、节省功率、提高容积效率,用于建筑工程的往复活塞式空压机基本都是两级压缩机。
2、旋转滑片式空压机
旋转滑片式空压机由气缸、转子和装在转子梢中的若干径向滑片组成。两级滑片式空压机转子偏心地安装在气缸内,两者构成一个月牙形空间。转子上的若干径向滑片依靠转时产生的离心力紧貼在内壁,将月牙形空间分隔成若干扇形基本容积。转子毎旋转一周,分隔的扇形容积经过最小逐渐变大,直到最大值,然后又逐渐变小,又回复到最小值。扇形容积由小变大时,与吸气口(A&MDash;B)相通;由大变小时,与排气口(C—D)相通。右侧转子为一级压缩,左侧转户为二级压缩,空气扭力由一级出口压力(220kPa)增至二级出口压力(700kPa)。
旋转滑片式空压机与往复活塞式空压机相比,具有结构简单、生产率高、供气均匀、工作平稳、操作和维修方便等优点。
3、螺杆式空压机
螺杆式空压机主要由一个内腔为∞形的气缸和一对螺杆式阳、阴转子所组成。阳转子上有4条螺旋齿,阴转子上有6条螺旋槽,阳、阴转子平行安装在气缸内,槽、齿相互啮合。动力由驱动小齿轮和与之啮合的阴转子上的齿轮带动阴转子旋转,两者之间的速比为1.5:1。当媒杆由外部动力装置带动旋转时,在吸气瑞由于螺旋齿、槽脱离啮合,齿间空隙逐渐增大,外界大气被吸人并进人螺旋齿、槽与气缸壁构成的闭合空间,完成吸气过程。随后螺杆啮合旋转,螺杆的齿、槽与气缸壁构成的闭合空问逐渐缩小并向前推进,完成对空气的逐渐压缩。当气体压缩到额定压缩比时从排气口排出。
空气压缩机工作原理
驱动机启动后,经三角胶带,带动压缩机曲轴旋转,通过曲柄杆机构转化为活塞在气缸内作往复运动。当活塞由盖侧向轴运动时,气缸容积增大,缸内压力低于大气压力,外界空气经滤清器,吸气阀进入气缸;到达下止点后,活塞由轴侧向盖侧运动,吸气阀关闭,气缸容积逐渐变小,缸内空气被压缩,压力升高,当压力达到一定值时,排气阀被顶开,压缩空气经管路进入储气罐内,如此压缩机周而复始地工作,
不断地向储气罐内输送压缩空气,使罐内压力逐渐增大,从而获得所需的压缩空气。下面详细介绍空气压缩机的工作过程。
1、吸气过程
螺杆式进气侧的吸气口,必须设计得使压缩室可以充分吸气,而螺杆式压缩机并无进气与排气阀组,进气只靠一调节阀的开启、关闭调节,当转子转动时,主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子的齿沟空间与进气口的自由空气相通,因在排气时齿沟的空气被全数排出,排气完了时,齿沟乃处于真空状态,当转到进气口时,外界空气即被吸入 ,沿轴向流入主副转子的齿沟内。当空气充满整个齿沟时,转子的进气侧端面转离了机壳的进气口,在齿沟间的空气即被封闭。
2、封闭及输送过程
主副两转子在吸气终了时,其主副转子齿峰会与机壳闭封,此时空气在齿沟内封闭不再外流,即[封闭过程]。两转子继续转动,其齿峰与齿沟在吸气端吻合,吻合面逐渐向排气端移动,此即[输送过程]。
3、压缩及喷油过程
在输送过程中,啮合面逐渐向排气端移动,亦即啮合面与排气口间的齿沟间渐渐减小,齿沟内的气体逐渐被压缩,压力提高,此即[压缩过程]。而压缩同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与空气混合。
4、排气过程
当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时,(此时压缩气体压力最高)被压缩的气体开始排出,直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面,此时两转子啮合面与机壳排气口的齿沟空间为零,即完成(排气过程),在此同时转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,其吸气过程又在进行 。