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空氣壓縮機工作原理

空氣壓縮機是一种压缩空气、提高气体压力和输送气体的机器,也是将原动机供给机械能转化成气体压力能的一种转化装置,消防员所使用的空气呼吸器便可以利用空氣壓縮機来充气。空氣壓縮機按款式不同可以分为活塞式空氣壓縮機、螺杆式空氣壓縮機以及离心式空氣壓縮機三种,它们的工作原理有所不同。

一、活塞式空氣壓縮機工作原理

 

電動機通過傳動裝置使曲軸6作圓周運動,同時曲軸6又通過連杆5帶動活塞3在氣缸內作往複直線運動。當活塞3向右運動時,氣缸4內産生真空,外界空氣在大氣壓力作用下,推開吸氣閥2進入氣缸4內腔中。

 

當活塞反向向左運動時,吸氣閥2關閉,空氣受到壓縮,待這壓縮進行到一定程度(即氣缸內壓力達到一定數值)時,排氣閥1被打開,氣體排出,當活塞行至氣缸4左端時,排氣結束,完成了一個循環,曲軸6至此恰好轉了一圈。

 

這樣,在吸氣閥和排氣閥的控制下,周而複始地重複進行著吸氣和排氣過程,從而實現了對氣體的吸入、壓縮、排出及供氣過程。

 

二、螺杆式空氣壓縮機工作原理

 

螺杆壓縮機的氣缸裏面平行地布置著兩個按一定傳動比反向旋轉又互相齧合的螺旋形轉子。節圓外具有凸齒的轉子稱爲陽轉子;節圓內具有凹齒的轉子稱爲陰轉子。

 

一般陽轉子與原動機連接,由陽轉子經同步齒輪組帶動陰轉子轉動。螺杆壓縮機工作時,氣體經吸入口分別進入陰陽螺杆的齒間容積,隨著螺杆的不斷旋轉,各自的齒間容積也不斷增大,當齒間容積達到最大值時與吸氣口斷開,吸氣過程結束。

 

壓縮過程是緊隨其後進行的,陰陽螺杆的相互齧合使齒間容積值不斷減小,氣體的壓力逐漸提高,當齒間容積與排氣口相通時,壓縮過程結束而進入排氣過程。

 

在排氣過程中,螺杆的不斷旋轉連續地將壓縮後的氣體送至排氣管道,一直到齒間容積達到最小值爲止。隨著轉子的連續回轉,上述過程周而複始地重複進行。

 

螺杆式空氣壓縮機按压缩腔是否喷入润滑油,又可以划分为喷油螺杆式空氣壓縮機和无油螺杆式空氣壓縮機。

 

1、喷油螺杆式空氣壓縮機

 

喷油螺杆式空氣壓縮機采用的是阳转子带动阴转子,两转子之间是接触的,如同齿轮传动,接触面之间大量摩擦,在压缩空气的过程中,有热量产生,需喷入大量的润滑油,压缩空气与润滑油混合后一道升压,再离开压缩腔,然后再通过油气分离器分离。

 

2、无油螺杆式空氣壓縮機

 

无油螺杆式空氣壓縮機则完全不同,该机压缩腔由一对不接触的阴阳螺杆转子组成,在压缩的过程中,阳转子和阴转子的运动是靠一对同步齿轮做非常精密的传动,转子既要保证对空气进行压缩,又要保证优良的气密性,所以转子的加工工艺要求极高,无油压缩机采用无油润滑螺杆啮合实现压力升高。

 

三、离心式空氣壓縮機工作原理

 

离心式空氣壓縮機是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力,同时获得速度,离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化为压力能,从而使压力得到提高。

 

一級壓縮後的空氣流入擴壓器,使速度降低,壓力提高。再經彎道、回流器使氣體流入下一級繼續壓縮。由于氣體在壓縮過程中溫度升高,氣體在高溫壓縮時,消耗功將會增大。

 

爲了減少壓縮功耗,故在壓縮過程中采用中間冷卻,由第一級出口的氣體不直接進入第二級,而是通過蝸室和出氣管,引到中間冷卻器進行冷卻,冷卻後的低溫氣體,再經吸氣室進入第二級進行壓縮。然後再經下一級壓縮,最後,由最末級出來的高壓氣體經排氣管排出。

 

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