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能源与动力装置基础 第七章 容积式压缩机和泵

在输出功率3~4.5千瓦的单缸压缩机中,旋 转轴系传到外壳的振动高达几百微米,这已到 了不能应用的程度。
解决措施是:采用两个气缸,相应的两个 偏心轴呈180°对称配置,使其扭矩变化幅度很 小,外壳表面的振动水平小于30微米。这种双 滚子压缩机特别适用于变频驱动的热泵,它在 高频高转速下的振动和噪声得到缓解。双滚动 转子压缩机与往复式相比,零部件数量减少50%, 重量减轻12%,安装空间减少40%
单螺杆压缩机的关键技术:
(1) 啮合副型线:螺杆、星轮啮合副是该机型最关键 的部件,使磨损位置分散,减少了星轮的磨损量。
(2) 研制星轮的新材料:迄今,较好的材质是英国生 产的Victrex PEEK,它是一种耐高温的工程塑料, 它在250°时抗拉强度为50MPa,耐磨、耐腐蚀。 美国麦克维尔公司的星轮由52层优良的渗碳材料复 合而成,使星轮齿片与转子齿槽啮合间隙接近零。
往复式压缩机工作过程 吸气过程
压缩过程
排气过程
膨胀过程
动画片
动画片
活塞式压缩机P-V图
特点和趋势
1. 发展历史悠久,具有丰富的设计、研究、制 造和运行经验,技术成熟,材料和制造要求 低,至今在各个领域中依然被广泛应用、发 展着。在国民经济中应用广泛,特别是在化 工、煤炭、石油、海洋工程中
㈡、滚动转子式
这种机型可用于真空泵和压缩机
滚动转子式压缩 机的工作过程
优点:
①、结构简单,零部件几何形状简单,便于 加工及流水线生产;
②、体积小,质量轻,与同工况的往复式比 较,体积可减少40%一50%,重量也减少 40%一50%;
③、因易损件少,故运转可靠; ④、效率高,因为没有吸气阀故流动阻力小,
且吸气过热小,所以在制冷量为3kW以下的 场合使用时尤为突出。
缺点:
①、因为只利用了气缸的月牙形空间,所以 气缸容积利用率低;
③、因单缸的转矩峰值很大,故需要较大的 飞轮矩;
③、滑片作往复运动,依然是易损零件; ④、还存在不平衡的旋转质量,需要平衡质
量来平衡。
卧式比立式的高度降低47%,可大幅度缩小 制冷和空调设备的外形尺寸。
双螺杆式压缩机
双螺杆式压缩机的工作过程
Double Screw Compressor
图7-11 吸气孔口
图7-12 排气孔口
6—阳转子
1—吸气端座
2—阴转子
5—排气端座 3—气缸 4—滑阀
开启式螺杆压缩机组成
双螺杆压缩机的关键技术: (1) 齿型型线 (2) 加工技术、设备
比较: 双螺杆绝热效率和容积效率比单螺杆的高。 接触线总长度:单螺杆比双螺杆长,内泄漏和 外泄漏大。 耐磨性和平衡性: 双螺杆的转子耐磨性好,可以长期工作; 双螺杆压缩机中有较大的轴向气体力,单螺杆 压缩机中,主螺杆的轴向和径向气体力互相抵 消。
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结构特点:
(1) 、星轮在螺杆轴线两侧对称配置,作用 在螺杆上的径向气体力互相抵消。两排 气孔口呈径向,使螺杆两端间有可能设 置引气通道,让端面上的气体力平衡。 因此,动力平衡性好。
(2)、 螺杆旋转一周,一个基元容积完成两 次吸气、压缩、排气循环,相当于一台 六缸双作用的活塞压缩机。因此,排气 量相同时,它比其它回转式机型的结构 尺寸小。
2. 零部件多、转速受限制。 3. 间歇式吸排气,管道有气流脉动。 4. 利用先进的加工、制造和控制技术制造高精
度的压缩机,改进气阀设计等。
二、回转泵与压缩机 回转泵与压缩机是工作容积作回转运动的
容积式流体机械,它们是依靠容积的周 期性变化来实现流体的增压与输送,
特点:容积的变化是通过气缸里的一个或 几个转子作旋转运动来实现的。
若工作腔为干式运行,则称为无润滑、或无油、或干 式机器。
喷液作用:润滑、密封、降温、降噪
㈠、滑片式 Sliding Vane Compressor
滑片式结构可作为泵、压缩机、真空泵使用
喷油滑片压缩机的单级压力比可达8~10,用 于中、小型压缩空气装置、小型空调制冷装 置中,空气压缩机的排气量范围为 1~20m3/min,制冷压缩机的排气量小于 1m3/min,在石油、化学、食品、建筑行业 中,无油滑片压缩机用来输送各种气体、粉 尘或颗粒物料。
同一型式的泵与压缩机的结构基本相同, 只是回转泵无内压缩过程。
回转泵与压缩机的型式和结构种类较多,一般按元 件的特征命名,应用广泛的有:滑片式、滚动转 子式、螺杆式、涡旋式、罗茨式。
回转压缩机运行中,当气体受到压缩时,将液体喷入 工作腔,吸收气体的压缩热,降低排气温度,这类机 器称为喷液回转压缩机。所喷的液体可以是水、油、 制冷剂、其它液体。喷液机型应考虑相关零部件的防 腐、防锈措施。
螺杆式流体机械是利用相互啮合螺杆的旋转运 动,把流体封闭在啮合腔内,将流体从吸入 端沿着螺杆轴向连续推进至排出端。
螺杆式流体机械的种类主要有两种:单螺杆和 双螺杆
单螺杆型;d)CC
1-螺杆 2-星轮 3-机壳 4-主轴
1-经济器组件 2-能量调节组件 3-主转子轴 4-电动机定子 5-吸气过滤器 6-电动机转子 7-星轮 8-油池
1-排气管 2-储液器 3-吸气管 4-副轴承 5-气缸 6-套圈 7-主轴承 8-消声器罩 9-曲轴 10-电动机定子 11-电动机转子
(三)、 螺杆式 螺杆机械可以作为泵、压缩机、膨胀机使用。
它们能处理很多种工作流体,其中有液体、 气体、干蒸气、有相变发生的多相混合流。 它们的运行模式可以是干式、喷油、压缩或 者膨胀过程中喷入其它的流体。
第七章 容积式压缩机和泵
第一节 结构形式与工作原理 ★ 第二节 压缩机的排气量调节 第三节 螺杆压缩机转子的几何分析 第四节 螺杆压缩机性能参数的选择
第一节 结构形式与工作原理
容积型压缩机和泵
往复式
(按压缩机部件运动特点分)
回转式
(按结构特点分)
活塞式
滚动 转动式

单螺
双螺



杆式
杆式





(3) 喷水单螺杆压缩机若用于压缩石油化工气体,单 级压力比可高达16;喷水的冷却作用使得排气温度 较低,这是其它机型无法达到的;因此国内外都在 研制水润滑轴承,其内外圈用3Cr13不锈钢,炭石 墨轴承外圆与不锈钢外圈紧配,炭石墨轴承内圆在 不锈钢内圈外圆上滑动,在间隙中通水进行润滑和 冷却,炭石墨轴承耐磨性好,热膨胀小。
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