空压机结构及工作原理_磁悬浮风机

空压机结构及工作原理：支持原创

　　离心压缩机工作原理及结构

　　一、工作原理

　　汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。

　　二、基本结构

　　离心式压缩机由转子及定子两大部分组成，结构如图1所示。转子包括转轴，固定在轴上的叶轮、轴套、平衡盘、推力盘及联轴节等零部件。定子则有气缸，定位于缸体上的各种隔板以及轴承等零部件。在转子与定子之间需要密封气体之处还设有密封元件。各个部件的作用介绍如下。

　　1、叶轮

　　叶轮是离心式压缩机中z*重要的一个部件，驱动机的机械功即通过此高速回转的叶轮对气体作功而使气体获得能量，它是压缩机中w*的作功部件，亦称工作轮。叶轮一般是由轮盖、轮盘和叶片组成的闭式叶轮，也有没有轮盖的半开式叶轮。

　　2、主轴

　　主轴是起支持旋转零件及传递扭矩作用的。根据其结构形式。有阶梯轴及光轴两种，光轴有形状简单，加工方便的特点。

　　3、平衡盘

　　在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，容易引起止推轴承损坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是利用它两边气体压力差来平衡轴向力的零件。它的一侧压力是末级叶轮盘侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受，在平衡盘的外缘需安装气封，用来防止气体漏出，保持两侧的差压。轴向力的平衡也可以通过叶轮的两面进气和叶轮反向安装来平衡。

　　4、推力盘

　　由于平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力通过推力盘传给止推轴承上的止推块，构成力的平衡，推力盘与推力块的接触表面，应做得很光滑，在两者的间隙内要充满合适的润滑油，在正常操作下推力块不致磨损，在离心压缩机起动时，转子会向另一端窜动，为保证转子应有的正常位置，转子需要两面止推定位，其原因是压缩机起动时，各级的气体还未建立，平衡盘二侧的压差还不存在，只要气体流动，转子便会沿着与正常轴向力相反的方向窜动，因此要求转子双面止推，以防止造成事故。

　　5、联轴器

　　由于离心压缩机具有高速回转、大功率以及运转时难免有一定振动的特点，所用的联轴器既要能够传递大扭矩，又要允许径向及轴向有少许位移，联轴器分齿型联轴器和膜片联轴器，目前常用的都是膜片式联轴器，该联轴器不需要润滑剂，制造容易。

　　6、机壳

　　机壳也称气缸，对中低压离心式压缩机，一般采用水平中分面机壳，利于装配，上下机壳由定位销定位，即用螺栓连接。对于高压离心式压缩机，则采用圆筒形锻钢机壳，以承受高压。这种结构的端盖是用螺栓和筒型机壳连接的。

　　7、扩压器

　　气体从叶轮流出时，它仍具有较高的流动速度。为了充分利用这部分速度能，以提高气体的压力，在叶轮后面设置了流通面积逐渐扩大的扩压器。扩压器一般有无叶、叶片、直壁形扩压器等多种形式。

　　8、弯道

　　在多级离心式压缩机中级与级之间，气体必须拐弯，就采用弯道，弯道是由机壳和隔板构成的弯环形空间。

　　9、回流器

　　在弯道后面连接的通道就是回流器，回流器的作用是使气流按所需的方向均匀地进入下一级，它由隔板和导流叶片组成。导流叶片通常是圆弧的，可以和气缸铸成一体也可以分开制造，然后用螺栓连接在一起。

　　10、蜗壳

　　蜗壳的主要目的，是把扩压器后，或叶轮后流出的气体汇集起来引出机器，蜗壳的截面形状有圆形、犁形、梯形和矩形。

　　11、密封

　　为了减少通过转子与固定元件间的间隙的漏气量，常装有密封。密封分内密封，外密封两种。内密封的作用是防止气体在级间倒流，如轮盖处的轮盖密封，隔板和转子间的隔板密封。外密封是为了减少和杜绝机器内部的气体向外泄露，或外界空气窜入机器内部而设置的，如机器端的密封。

　　离心压缩机中密封种类很多，常用的有以下几种：

　　1)迷宫密封

　　迷宫密封目前是离心压缩机用得较为普遍的密封装置，用于压缩机的外密封和内密封。迷宫密封的气体流动 e @7 G6 b$ J1 c; a

　　，当气体流过梳齿形迷宫密封片的间隙时，气体经历了一个膨胀过程，压力从P1降至右端的P2，这种膨胀过程是逐步完成的，当气体从密封片的间隙进入密封腔时，由于截面积的突然扩大，气流形成很强的旋涡，使得速度几乎完全消失，密封面两侧的气体存在着压差，密封腔内的压力和间隙处的压力一样，按照气体膨胀的规律来看，随着气体压力的下降，速度应该增加，温度应该下降，但是由于气体在狭小缝隙内的流动是属于节流性质的，此时气体由于压降而获得的动能在密封腔中完全损失掉，而转化为无用的热能，这部分热能转过来又加热气体，从而使得瞬间刚刚随着压力降落下去的温度又上升起来，恢复到压力没有降低时的温度，气流经过随后的每一个密封片和空腔就重复一次上面的过程，一直到压力P2为止。由此可见迷宫密封是利用节流原理，当气体每经过一个齿片，压力就有一次下降，经过一定数量的齿片后就有较大的压降，实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力，从而减小气体的通过量。

　　常用的迷宫密封用的较多的有以下几种：平滑形.、曲折形、曲折形、迷宫密封、台阶形。

　　2)油膜密封，即浮环密封

　　浮环密封的原理是靠高压密封在浮环与轴套间形成的膜，产生节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧，浮环密封既能在环与轴的间隙中形成油膜，环本身又能自由径向浮动。

　　靠高压侧的环叫高压环，低压侧的环叫低压环，这些环可以自由沿径向浮动，但不能转动，密封油压力通常比工艺气压力高0.5Kg/cm2 左右进入密封室，一路经高压环和轴之间的间隙流向高压侧，在间隙中形成油膜，将高压气封住，另一路则由低压环与轴之间的间隙流出，回到油箱，通常低压环有好几只，从而达到密封的目的。

　　浮环密封用钢制成，端面镀锡青铜，环的内侧浇有巴氏合金，以防轴与油环的短时间的接触，巴氏合金作为耐磨材料。浮环密封可以做到完全不泄露，被广泛地用作压缩机的轴封装置。

　　3)机械密封

　　机械密封装置有时用于小型压缩机轴封上，压缩机用的机械密封与一般泵用的机械密封的不同点，主要是转速高，线速度大，PV值高，摩擦热大和动平衡要求高等。因此，在结构上一般将弹簧及其加荷装置设计成静止式而且转动零件的几何形状力求对称，传动方式不用销子、链等，以减少不平衡质量所引起的离心力的影响，同时从摩擦件和端面比压来看，尽可能采取双端面部分平衡型，其端面宽度要小，摩擦副材料的摩擦系数低，同时还应加强冷却和润滑，以便迅速导出密封面的摩擦热。

　　4)干气密封

　　随着流体动压机械密封技术的不断完善和发展，其重要的一种密封型式螺旋槽面气体动压密封即干气密封在石化行业得到了广泛的应用。相对于封油浮环密封干气密封具有较多的优点：运行稳定可靠易操作，辅助系统少，大大降低了操作人员维护的工作量，密封消耗的只是少量的氮气，既节能又环保。

　　螺旋槽面干气密封。它由动环1、静环2、弹簧4、O形环3、5、8，组装套7及轴6组成。图6-7所示为动环表面精加工出螺纹槽而后研磨、抛光的密封面。一般来讲螺旋槽深度约2.5~10μm，密封环表面平行度要求很高，需小于1μm，螺旋槽形状近似对数螺旋线。

　　当动环旋转时将密封用的氮气周向吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向方向朝着密封堰流动，而密封堰起着阻挡气体流向中心的作用，于是气体被压缩引起压力升高，此气体膜层压力企图推开密封， 形成要求的气膜。此平衡间隙或膜厚h典型值为3μm。这样，被密封气体压力和弹簧力与气体膜层压力配合好，使气膜具有良好的弹性既气膜刚度高，形成稳定的运转并防止密封面相互接触，同时具有良好刚度的氮气膜可有效的阻止被介质的泄漏。

　　干气密封作用力情况正常运转条件下该密封的闭合力(弹簧和气体作用力)等于开启力(气膜作用力)，当受到外力干扰，间隙减小，则气体剪切率增大，螺旋槽开启间隙的效能增加，开启力大于闭合力，恢复到原间隙，若受到外扰间隙增大，则间隙内膜压下降，开启力小于闭合力，密封面合拢恢复到原间隙 。

　　12、轴承

　　离心式压缩机有径向轴承和推力轴承。径向轴承为滑动轴承，它的作用是支持转子使之高速运转，止推轴承则承受转子上剩余轴向力，限制转子的轴向窜动，保持转子在气缸中的轴向位置。

　　(1)径向轴承

　　径向轴承主要有轴承座、轴承盖、上下两半轴瓦等组成。

　　轴承座：是用来放置轴瓦的，可以与气缸铸在一起，也可以单独铸成后支持在机座上，转子加给轴承的作用力z*终都要通过它直接或间接地传给机座和基础。

　　轴承盖：盖在轴瓦上，并与轴瓦保持一定的紧力，以防止轴承跳动，轴承盖用螺栓紧固在轴承座上。

　　轴瓦：用来直接支承轴颈，轴瓦圆表面浇巴氏合金，由于其减摩性好，塑性高，易于浇注和跑合，在离心压缩机中广泛采用。在实际中，为了装卸方便，轴瓦通常是制成上下两半，并用螺栓紧固，目前使用巴氏合金厚度通常在1~2mm。

　　轴瓦在轴承座中的放置有两种：一种是轴瓦固定不动，另一种是活动的，即在轴瓦背面有一个球面，可以在运动中随着主轴挠度的变化自动调节轴瓦的位置，使轴瓦沿整个长度方向受力均匀。

　　润滑油从轴承侧表面的油孔进入轴承，在进入轴承的油路上，安装一个节流孔板，借助于节流孔板直径的改变，就可以调节进入轴承油量的多少，在轴瓦的上半部内有环状油槽，这样使得润滑油能更好地循环，并对轴颈进行冷却。

　　(2)推力轴承

　　推力轴承与径向轴承一样，也是分上下两半，中分面有定位销，并用螺栓连接，球面壳体与球面座间用定位套筒，防止相对转动，由于是球面支承或可根据轴挠曲程度而自动调节，推力轴承与推力盘一起作用，安装在轴上的推力盘随着轴转动，把轴传来的推力压在若干块静止的推力块上，在推力块工作面上也浇铸一层巴氏合金，推力块厚度误差小于0.01~0.02mm。

　　离心压缩机中广泛采用米切尔式推力轴承和金斯泊雷式轴承

　　离心压缩机在正常工作时，轴向力总是指向低压端，承受这个轴向力的推力块称为主推力块。在压缩机起动时，由于气流的冲力方向指向高压端，这个力使轴向高压端窜动，为了防止轴向高压端窜动，设置了另外的推力块，这种推力块在主推力块的对面，称为副推力块。

　　推力盘与推力块之间留有一定的间隙，以利于油膜的形成，此间隙一般在0.25~0.35mm以内,z*主要的是间隙的z*大值应当小于固定元件与转动元件之间的z*小轴向间隙,这样才能避免动、静件相碰。

　　润滑油从球面下部进油口进入球面壳体，再分两路，一路经中分面进入径向轴承，另一路经两组斜孔通向推力轴承，进推力轴承的油一部分进入主推力块，另一部分进入副推力块.

空压机结构及工作原理：空压机工作原理

　　空压机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置,是利用空气压缩原理制成超过大气压力的压缩空气的机械。

　　按照压缩空气的方式不同，空压机通常分为两大类，一类是容积式，另一类是动力式，又可按其结构的不同分为以下几种形式：

　　螺杆式压缩机是具有螺旋状旋转的容积式压缩机,是目前世界上应用最广泛的容积式压缩机之一。

　　螺杆压缩机的基本结构如下图所示。在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。通常将齿形厚者称为阳转子或阳螺杆；将齿形薄者称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。转子排气端上的球轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为吸气孔口；另一个供排气用，称为排气孔口。(一般从上进气，从下排气) 。

　　如下图所示，螺杆压缩机的工作循环可分为吸气（1）、压缩（2）（3）和排气（4）三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。被密封在齿间容积中的气体随齿移动所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程，当齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。

　　单螺杆空压机的工作原理是通过两个星轮的交互转动，因为它们的配置是对称的，这样就将空间划分为两个，而各自分别对其中的气体进行压缩,平衡力对称是单螺杆机最大的特点, 现制造商还要解决塑料星轮和螺杆之间高速高温下星轮会磨损过大的难题,才能保证产气量不会下降过快。

　　活塞式空压机其工作原理是利用曲柄连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的直线往复运动，并借助进、排气阀的自动开闭进行气体的吸入、压缩和排出,因为所采用的方式比较落后，气体中会含有大量的机油，此种设备不适合于用气精度要求很高的行业, 其次也存在噪音较大、气体有脉冲、主机容易坏的问题。

　　滑片式压缩机采用传统的技术，以较低的速度直接进行驱动。转子是连续运行的部件,上面有若干个沿长度方向切割的槽，其中插有可在油膜上滑动的滑片。

　　转子在气缸的定子中旋转,在旋转期间,离心力将滑片从槽中甩出，形成一个个单独的压缩室,旋转使压缩室的体积不断减小，空气压力不断增大,通过注入加压油来控制压缩产生的热量, 进而就完成了对空气的压缩。

　　因为所采用的方式比较落后，所以气体中会含有大量的机油，此时需要的就是油气分离器，将其过滤干净才能够投入到生产中使用，此种设备不适合于用气精度要求很高的行业, 其次也存在噪音较大、主机维修成本过高的问题。

　　离心式压缩机工作原理是当空气进入到机器后，其中的叶轮会快速的转动，气体会随之进入到扩压器，逐步的完成压缩。它的最显著的优点就是节能、排气量大、故障率低、运行成本低、无油的压缩空气,

　　是用气量在100立方以上的用户首选产品。

空压机结构及工作原理：空压机的结构及工作原理 ｜ 四川捷美斯

　　工业使用功能螺杆空压机结构及原理，空压机是一种以工作容量运转的气体压缩机械设备，在气体压缩过程依靠容量来变化实现，而容量的变化是由于压缩机的一对转子在机壳内部运转来实现。

　　空压机其内部结构是由阴转子跟阳转子两部分组成的，在阴阳转的齿轮咬合转轴子来实现定向，而形成大小的孔口一个供吸气用，另一个则是供排气使用，统称为排气口，以上是简单的空压机结构讲述。

　　接下小编要跟大家分享关于空压机的工作原理，空气压缩机在循环工作中可以分为进气，压缩、排气输出这三种工作过程。在转子运行转动的时候每对齿轮互相咬合，而相继在相同的工作下循环运行。

　　在空压机运行工作过程中要进行四个过程进气过程、压缩过程及排气过程，而空气压缩机在这工作运行过程中都是经验螺杆齿轮咬合转动，吸取大气气体进受力压缩，通过运转工作形成的孔口来达到气体排放使用。

空压机结构及工作原理：螺杆压缩机结构及工作原理详解

　　螺杆压缩机，也称螺旋式压缩机，包括螺杆空气压缩机和螺杆工艺压缩机(氯乙烯压缩机等)，螺杆机为容积式双螺杆喷油压缩机，一般为箱式撬装结构。今天小编要跟大家分享的是螺杆压缩机结构及工作原理等相关知识，一起来了解一下吧!

　　螺杆压缩机结构及工作原理详解-图

　　一、螺杆压缩机的工作原理

　　1、吸气过程：

　　螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分吸气，而螺杆式空压机并无进气与排气阀组，进气只靠一调节阀的开启、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空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结束时，齿沟乃处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。螺杆式空压机维修提醒当空气充满整个齿沟时，转子之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭。

　　2、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，此时空气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。

　　3、压缩及喷油过程：

　　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，此即[压缩过程]。而压缩同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与室气混合。

　　4、排气过程：

　　当螺杆空压机维修中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，其吸气过程又在进行。

　　二、螺杆压缩机的特点

　　螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和动力式(速度式)两者的特点。

　　1)、与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻，体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。

　　2)、螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转平稳，机座振动小，基础可作得较小。

　　3)、螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，它的主要摩擦件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，因而机加工量少，材料消耗低，运行周期长，使用比较可靠，维修简单，有利于实现操纵自动化。

　　4)、与速度式压缩机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率。

　　5)、采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。

　　6)、螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得多，因此单级压力比高。

　　7)、没有余隙容积，因而容积效率高。

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