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往复式压缩机的工作原理(附结构解剖视频)
发布日期:2024-05-16 |   作者: ayx体育在线登录

  例:单吸式压缩机的气缸,这种压缩机只在气缸的一段有吸入气阀和排除气阀,活塞每往复一次只吸一次气和排一次气。

  当活塞调转方向向右移动时,缸的容积逐渐缩小,这样便开始了压缩气体的过程。由于吸入气阀有止逆作用,故缸内气体不能倒回进口管中,而出口管中气体压力又高于气缸内部的气体压力,缸内的气体也无法从排气阀跑到缸外。出口管中的气体因排出气阀有止逆作用,也不能流入缸内。因此缸内的气体数量保持一定,只因活塞继续向右移动,缩小了缸内的容气空间(容积),使气体的压力不断升高。

  随着活塞右移,压缩气体的压力升高到稍大于出口管中的气体压力时,缸内气体便顶开排除气阀的弹簧进入出口管中,并不断排出,直到活塞移至右边的末端(又称右死点)为止。然后,活塞右开始向左移动,重复上述动作。活塞在缸内不断的往复运动,使气缸往复循环的吸入和排出气体。活塞的每一次往复成为一个工作循环,活塞每来或回一次所经过的距离叫做冲程。

  气体在压缩过程中的能量变化与气体状态(即温度、压力、体积等)有关。在压缩气体时产生大量的热,导致压缩后气体温度上升。气体受压缩的程度越大,其受热的程度也越大,温度也就升得越高。压缩气体时所产生的热量,除了大部分留在气体中使气体温度上升外,还有一部分传给气缸,使气缸温度上升,并有少部分热量通过缸壁散失于空气中。

  压缩气体所需的压缩功,决定于气体状态的改变。说通缩点,压缩机耗功的大小与除去压缩气体所产生的热量有直接关系。一般来说,压缩气体的过程有以下三种:

  用单级压缩机将气体压到很高的压力,压缩比(压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例:在海平面时进气绝对压力为0.1 MPa ,排气压力为绝对压力0.8MPa。则压缩比:

  必然增大,压缩后的气体温度也会升得很高。气体压力升高比(压力升高比:压缩后气体压力与压缩前气体压力之比成为压力升高比,简称压力比。)越大,气体温度升得越高。当压力比超过一定数值,气体压缩后的终结温度就会超过一般压缩机润滑油的闪点(200—240℃),润滑油会被烧成碳渣,造成润滑困难。另外往复式压缩机在吸气过程中,需带残留在气缸余隙容积(所谓余隙容积系指压缩机在排气终了,活塞处于死点位置时活塞与气缸之间的空间以及连接气阀和气缸间的通道空间)内的高压气体膨胀到压力稍低于进气压力时,才开始吸气。高压气体膨胀后占去一部分气缸容积,使气缸吸入气体的容积减少。

  显然,如果压力比越高,余隙内残留的气体压力也越高,余气膨胀后所占去的容积就越大,压机的生产能力就明显降低。同时,压缩机机件的长度、厚度和直径都必须相应增大。不然,就不能适应其所承受的负荷。结果,不但使压机的造价成本增高,而且还会增加机件制造上的困难。

  因此,为了达到较高的终压,一定要采用多级压缩机。多级压缩机所消耗的功比单级的大为减少,级数越多,省功越多。同时,级数越多,气体压缩后的温度也越低,气缸所能吸入的其他体积也越大。但压缩机的级数也不应太多,因为级数每增加一级,就必须多一套气缸、气阀、活塞杆和连杆等机件,使压缩机的结构较为复杂,并且大幅度提升设备费用。根据我们国家目前情况去看,一般压缩机每一级的压缩比不超过3~5。

  :压缩机的生产能力与活塞环、吸入气阀和排出气阀以及气缸填料的气密程度有很大的关系。活塞环套在活塞上,其作用是密封活塞与气缸之间的空隙,以防止被压缩的气体窜到活塞队另一侧。因此,安装活塞环时,应使它能自由胀缩,即能形成良好的密封,又不使活塞与气缸的摩擦太大。如果活塞环安装的不好或与气缸摩擦造成磨损而不能完全密封时,被压缩的高压气体便有一部分不经排出阀排出,而从活塞环不严之处漏到活塞的另一边。这样由于压出的气体量减少,压缩机的生产能力也就随着降低。在实际生产中,由于活塞环磨损而漏气造成产量降低的情况经常发生。

  在压缩机运转过程中,由于气缸填料经常与活塞杆摩擦而发生磨损,或因安装质量不好,都会产生漏气现象。因此,气缸填料的漏气在实际生产中也会经常遇到。

  :压缩机气缸的容积随恒定不变,但如果吸入气体的温度高,则吸入缸内气体的密度就会减小单位时间吸入缸内气体的质量就会减少,导致压缩机的生产能力降低。压缩机在夏天的生产能力总比在冬天时低,就是这一个原因。另外,在进口管中的气体温度虽然不高,但如果气缸的冷却不好,进入气缸室的气体温度过高,也会使气体的体积膨胀,密度减小,压缩机的生产能力也会减小。

  (1)压缩气体时,气体中可能有部分水蒸气凝结下来。因水是不可压缩的,如果气缸中不留余隙,则压缩机不可避免地会遭到损坏。因此,在压缩机气缸中必须留有余隙。

  (4)由于金属的热膨胀,活塞杆、连杆在工作中,随着温度上升会发生膨胀而伸长。气缸中留有余隙就能给压缩机的装配、操作和安全使用带来很多好处,但余隙留得过大,不仅没有好处,反而对压缩机的工作带来不好的影响。所以,在正常的情况下,所留压缩机气缸的余隙容积约为气缸工作部分体积的3~8%,而对压力较高、直径较小的压缩机气缸,所留的余隙容积通常为5~12%。

  各级压缩后,由于温度上升,气缸的润滑油会降低粘度,同时会分解出胶质的物质,在阀片等重要部位积聚,妨碍阀片正常运作。若温度高于润滑油的闪点,则具有引起爆炸的潜在危险。有时压缩的气体为碳氢化合物气体(如石油气等)。在高温下气体物理性质会发生明显的变化,如产生聚合作用等。一般压缩机排气温度应低于润滑油闪点30~50℃。压缩空气时,排气温度应限制在160~180℃以下,石油气、乙烯、乙炔气等应限制在100℃以下,所以必须有中间冷却器。

  在多级压缩机中,每级的压力比较低,而且级间冷却器,每级排出的气体冷却到接近第一级吸入前的温度(但靠着气缸套中的冷却是达不到的),因此,每一级气缸压缩终了时,气体的温度不会太高。

  因为经第一级压缩后,气体的压力增加,容积减小,当气体进入第二级气缸时,气量没有第一那么大,故第二级气缸的直径要比第一级的小。另外,如有中间抽气或蒸汽冷凝,则下一级气缸尺寸必然比前一级气缸为小。

  十、气阀是由哪些零件组成的?各个零件有何作用?阀片升程大小对压缩机有何影响?如何调节?气阀的弹簧弹力不一致有什么影响?

  十一、吸气阀和排气阀有何区别?安装气阀时应注重的是什么?吸排气阀装反会出现什么问题?

  吸气阀的阀座在气缸外侧,而排气阀的阀座在气缸内侧,其它零件按照阀座位置装配。在判断时可用螺丝刀检查。对于吸气阀,螺丝刀可以从阀的外侧顶开阀片;对于排气阀,螺丝刀可以从阀的内侧顶开阀片

  在安装气阀时,首先确定排气阀和吸气阀的位置。如果把吸、排气阀装反,则恶无法吸入气体。

  运动机构润滑系统。润滑气缸用的润滑油要有较高的粘度,在活塞环与气缸之间能起到良好的润滑和密封作用。其次还要求有较高的闪点,较高的稳定性,使油不易挥发,不易氧化而引起积碳(润滑油氧化后所形成的碳化物),而积碳一旦燃烧会引起爆炸,此外积碳会加剧气缸阀门的磨损,故在气缸中形成积碳对压缩机操作极为不利。所以,气缸润滑油是采用专门的压缩机润滑油来润滑。

  空气压缩机的气缸润滑油消耗量限制得比较严格。油量过多,既不经济而且会使导管和附属装置沾污,促使积碳形成。对低压和中压压缩机来说,其中卧式压缩机每400㎡的润滑表面润滑油消耗量平均为每分1克,立式压缩机每500㎡的润滑表面润滑油消耗量平均为每分1克。高压压缩机由于在压缩机之后有冷却器和油分离器,润滑油消耗量就会提高,每200㎡气缸润滑表面润滑油消耗量平均为每分1克,而每100㎡的填料函中活塞杆润滑表面润滑油消耗量为每分3克,新压缩机在试车运转(跑合)时,加油量为定额的两倍。

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