空氣(或氣體)壓縮有兩種基本方法:容積式壓縮和動力式壓縮。
舉例來說,容積式空氣壓縮機(jī)包括往復(fù)式(活塞)壓縮機(jī)、定軌式(渦旋)壓縮機(jī)和各種形式的回轉(zhuǎn)式(螺桿、旋齒、旋葉)壓縮機(jī)。
在容積式壓縮機(jī)中,空氣被吸入一個或多個壓縮腔后,腔體與進(jìn)氣口的關(guān)聯(lián)關(guān)閉。隨著壓縮腔的容積逐漸縮小,其中的空氣即被壓縮。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計壓縮比時,排氣口或排氣閥打開,由于壓縮腔容積仍在不斷縮小,空氣被壓至排氣系統(tǒng)。
在動力式壓縮中,空氣被吸到高速旋轉(zhuǎn)的壓縮葉輪的葉片之間,加速至高速后進(jìn)入擴(kuò)壓器,氣體的動能在擴(kuò)壓器中轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。
就空氣壓縮機(jī)的工作原理來分,空壓機(jī)可分為三大類,分別是:容積式壓縮機(jī)、動力式壓縮機(jī)、其他壓縮機(jī)。
其中,容積式壓縮機(jī)又分為活塞式壓縮機(jī)、隔膜式壓縮機(jī)、雙螺桿壓縮機(jī)、齒形壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)、滑片式壓縮機(jī)。
活塞式壓縮機(jī)是所有工業(yè)壓縮機(jī)中最古老、最常用的一種壓縮機(jī)。它有單作用和雙作用,有油潤滑和無油潤滑之分。氣缸數(shù)目也各有不同。除了微型壓縮機(jī)采用立式氣缸外,小型壓縮機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)是V形氣缸布置。
隔膜式壓縮機(jī)獨(dú)成一派。隔膜靠機(jī)械或液壓推動。機(jī)械隔膜式壓縮機(jī)用于低壓小流量,或作真空泵。液壓隔膜式壓縮機(jī)用于高壓。
雙螺桿壓縮機(jī)是在二十世紀(jì)三十年代,市場需要一種大流量、穩(wěn)定流動、變壓力工況的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),從而研究出了雙螺桿旋轉(zhuǎn)式容積壓縮機(jī)原理。雙螺桿壓縮機(jī)的主要部件是一對陰陽轉(zhuǎn)子,隨著兩轉(zhuǎn)子以相反的方向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子與光體之間包容的容積逐漸縮小。每一個螺桿主機(jī)都有固定的壓縮比,它取決于螺桿的長度、節(jié)距和排氣口的形狀。為了得到最佳效率,壓縮比必須與所需要的工作壓力相適應(yīng)。
齒形壓縮機(jī)主機(jī)由兩個轉(zhuǎn)子組成,轉(zhuǎn)子在壓縮腔內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)。
渦旋壓縮機(jī)是一種無油定軌旋轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),運(yùn)轉(zhuǎn)時對一定量的空氣容積作不間斷的壓縮。主機(jī)由一對渦旋靜子和偏心渦旋動子構(gòu)成,靜子固定在機(jī)殼上,動子由電機(jī)驅(qū)動,靜子和動子渦旋按1800相位差安置,從而在動靜子之間形成一個容積可變氣槽。
滑片式壓縮機(jī)的工作原理和許多壓縮空氣膨脹電機(jī)相同,滑片通常由專用鑄造合金制成,大多數(shù)滑片壓縮機(jī)采用有油潤滑壓縮。轉(zhuǎn)子上裝有徑向可移動滑片,偏心安裝在定子殼體中。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,在離心力作用下,滑片緊壓著靜子的內(nèi)壁。當(dāng)轉(zhuǎn)子中心和靜子中心之間的距離增加時,空氣吸入,充滿壓縮機(jī)的各個氣槽。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時氣槽的容積縮小,空氣壓縮。當(dāng)滑片轉(zhuǎn)到排氣口時,空氣排出。
動力式壓縮機(jī)有兩種:軸流式和徑流式。他們通常被稱為透平壓縮機(jī)。徑流式也稱為離心壓縮機(jī)。動力式壓縮機(jī)工作時的壓力恒定,而容積式壓縮機(jī)工作時的流量恒定。動力式壓縮機(jī)的性能會受外界條件的影響:例如,進(jìn)氣溫度的變化會引起流量的變化。
離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn)是徑向排氣??諝庥芍醒脒M(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉輪,葉輪上有徑向布置的葉片。在離心力的作用下空氣被甩向葉輪的外圍,同時壓力升高,產(chǎn)生動能,然后通過擴(kuò)壓器和蝸殼,將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫ΓM(jìn)入下一級。
軸流式壓縮機(jī)中,氣體沿軸向流動,即空氣或氣體沿著壓縮機(jī)軸經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的動葉片和固定的靜葉片流動。流動中,氣體的速度不斷增加,同時在靜葉片中將動能轉(zhuǎn)化為壓力能。壓縮機(jī)內(nèi)設(shè)置有平衡鼓,以抵消軸向推力。
其他壓縮機(jī):真空泵、增壓壓縮機(jī)、壓力放大器。
真空泵也是一種壓縮機(jī),作用是將負(fù)壓壓力提高,使其達(dá)到大氣壓力。
增壓壓縮機(jī)可將壓縮空氣再壓縮,使其壓力更高。用于彌補(bǔ)管路長引起的壓力損失,或用于需要更高壓力的工藝流程場合。增壓壓縮機(jī)既可以是單級也可以是多級,既可以是動力式也可以是容積式,但大多數(shù)是活塞式壓縮機(jī)。
壓力放大器是增壓壓縮機(jī)的一種,它由壓縮氣體介質(zhì)自身(稱為推進(jìn)劑)驅(qū)動。用于特殊的應(yīng)用場合,增加介質(zhì)中的壓力:例如實(shí)驗(yàn)室中對閥、管路和軟管進(jìn)行的試驗(yàn)。7巴的壓力高于可以經(jīng)單級放大到200巴或經(jīng)多級放大到1700巴。壓力放大器只能用于非常小的流量。
空氣壓縮機(jī)按其他方式還有一些分類方法,例如:
按壓力分類,分為低壓空壓機(jī)、中壓空壓機(jī)、高壓空壓機(jī)。
按冷卻方式分類,分為風(fēng)冷空壓機(jī)、水冷空壓機(jī)。
按潤滑方式可分為無油空壓機(jī)和機(jī)油潤滑空壓機(jī)。
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