当我们在谈论“动设备”的时候,我们在谈论什么?⑩

文章来源:弗戈工业在线 点击数:65 发布时间:2016-09-09
上期课程,与大家共同学习了如何做好工艺!本期课程的主题,将围绕为这些工艺过程,提供压力和流量的动设备展开“当我们在谈论动设备的时候,我们在谈论什么?”计划10次课程。今天是第10课,也是本系列的完结课:容积式压缩机(包括活塞式压缩机和螺杆压缩机)。
当我们在谈论“动设备”的时候,我们在谈论什么?⑩

化工和石油生产中,原料、半成品和成品大多是液体或气体,而将原料制成半成品和成品,需要经过复杂的工艺过程,在这个过程中需要输送这些液体或气体,为这些工艺过程提供所需的压力和流量,输送液体的动设备习惯上称之为泵类;输送气体的动设备习惯上称之为压缩机类。按照泵与压缩机的工作原理可以分为速度式与容积式,在速度式中,又可以分为叶片式与喷射式,叶片式又可以分为离心式、混流式、轴流式,最常见的是离心式;容积式可以分为回转式与往复式,往复式本可以分为活塞式与隔膜式。本系列课程我们将和大家一起聊聊各种泵和压缩机。

压缩机从工作方式上可分为二大类:容积式和速度式。活塞式,螺杆式属于容积式压缩机;而离心式压缩机属于速度式压缩机。昨天流程君介绍了离心式压缩机,今天我们来认识下活塞式和螺杆式这两种容积式压缩机。

活塞式压缩机

活塞式压缩机由电机驱动,电动机通过联轴器或齿轮、皮带带动曲轴做圆周运动,曲轴带动连杆(改变力的方向)作往复摆动运动,连杆又推动十字头作往复直线运动(完成了力的方向的改变),十字头通过活塞杆带动活塞在气缸内往复循环作功。

压缩气体的主要部件由气缸、活塞、气阀组成,活塞在气缸内作往复运动,引起工作室容积的扩大和缩小,当容积扩大时气缸内压强降低,进口管气体由吸气阀进入气缸,当工作室容积扩至最大时即到达终点,吸气完成;活塞返回时容积缩小,气缸内压力上升,直至压缩达到出口压力能打开排气阀后完成了压缩过程,气缸内压力稍高于出口压力时,出口气阀打开开始排气过程,直到活塞运行至终点完成了一个膨胀、吸气、压缩、排气四过程的循环。

周而复始的压缩过程见下列图示:图中3-4为膨胀过程,活塞缸内残余气体膨胀,此时排气阀关闭,吸气阀尚不能打开;4-1为吸气过程,此时排气阀关闭,吸气阀打开;1-2为压缩过程,此时吸气阀关闭,活塞压缩至2点附近时,排气阀打开;2-3为排气过程,此时吸气阀关闭,排气阀打开,当排气压力低于排气管道压力时即3点附近排气阀关闭,活塞缸内残余气体膨胀,活塞由3-4开始下一个膨胀过程。往复式压缩机的常见故障大多发生在气阀.弹簧.活塞环及气缸等几个易损部件上。

螺杆式压缩机

螺杆式空压机的工作原理大致可以分为吸气过程、封闭及输送过程、排气过程三个阶段,分述如下:

吸气过程:螺杆式的进气侧吸气口,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,进气只靠入口调节阀的开启、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之自由气体相通,因在排气时齿沟之气体被全数排出,排气结束时,齿沟乃处于真空状态,当转到进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向流入主副转子的齿沟内。当气体充满整个齿沟时,转子之进气侧端面转离了机壳之进气口,在齿沟间的气体即被封闭,开始进入封闭及输送过程。

封闭及输送过程:主副两转子在吸气结束时,其主副转子齿峰会与机壳闭封,此时气体在齿沟内闭封不再外流,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。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,齿沟内之气体逐渐被压缩,压力提高,此过程又可以称之为压缩过程。

排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时,(此时压缩气体之压力最高)被压缩之气体开始排出,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这齿沟空间为零,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,开始其下一个吸气过程。

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