空压运行原理-螺杆机篇

压缩空气的应用

压缩空气在现代化制造业中有着广泛的应用，以下是常见的应用范围：

驱动气动工具：压缩空气被用来驱动各种气动工具，如钻机、砂轮机、喷枪等。这些工具可以在高速和高转矩的情况下进行工作，提高了生产效率。

控制生产线：压缩空气可以被用来控制生产线上的各种装置，如阀门、气缸等。这些装置可以帮助控制流量、方向和速度，从而实现产品的精确生产。

气体分离：压缩空气可以被用来分离气体，如氮气、氧气等。这些气体可以被用来进行各种生产过程，如焊接、切割等。

省电：压缩空气系统可以被用来帮助节约能源。通过使用节能型压缩机和控制系统，可以减少能源消耗，降低生产成本。

清洁：压缩空气可以被用来清洁生产线上的各种设备和产品。通过使用高压喷嘴和干燥器，可以去除产品表面的灰尘和杂质，提高产品质量。

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主要结构组成

1 主机螺杆式空压机的主机由压缩机头、电机和控制系统组成。压缩机头是由两个螺杆旋转而形成的压缩腔室，电机则提供动力，控制系统则用于控制压缩机的运行。 

2 进气系统螺杆式空压机的进气系统包括进气过滤器、进气阀和进气管道。进气过滤器用于过滤进入压缩机的空气中的灰尘和杂质，进气阀则用于控制进气量。 

3 排气系统

螺杆式空压机的排气系统包括排气管道、排气阀和冷却器。排气管道将压缩后的空气从压缩机头中排出，排气阀则用于控制排气量，冷却器则用于冷却排出的高温空气。 

相关规范

1 《容积式空气压缩机能效限定值》

GB 19153-2019 

2 《容积式压缩机 验收试验》

GB/T 3853 

3 《容积式压缩机术语 总则》GB/T 4975 

4 《一般用喷油螺杆空气压缩机》JB/T 6430 

5 《容积式压缩机术语 回转压缩机》JB/T 7662 

6 《一般用变频喷油螺杆空气压缩机》JB/T 10972...... 

由于螺杆机是属于容积式压缩机的一类，以上规范为容积式压缩机的相关规范，在实际使用中，这些规范能够帮助我们更好地判断厂家是否按照要求进行设计。

螺杆机的通用分类

喷油螺杆机与无油螺杆机

螺杆式压缩机按润滑方式通常可分为喷油螺杆机和无油螺杆机。

相比之下，无油螺杆式压缩机没有喷油螺杆，因此其与喷油螺杆式压缩机最大的区别在于润滑方式。

无油螺杆式压缩机使用特殊的润滑材料和涂层来减少螺杆之间的摩擦，并通过自身的结构设计来实现密封。这种设计使得无油螺杆式压缩机不需要额外的润滑油，从而避免了润滑油对空气质量的影响，并且能够更好地适应高纯度空气的需求。

此外它们还有以下区别：

1.转子接触：

无油螺杆公转子与母转子不接触，不产生磨损，喷油螺杆相反，所以它使用润滑油的目的主要是：润滑、密封、降温。

2.转速：

无油螺杆：8000-20000转/分

喷油螺杆：3000-6000转/分

补充：离心式压缩机：40000-60000转/分

3.压缩比：

无油螺杆：1～5/每段

喷油螺杆：因压缩气室

内有油进行密封和降温，所以压

缩比较高，一段5～15/每段。

补充：离心式压缩机：1～5/每段。

补充知识：压力比是指压缩机出口法兰处与进口法兰处的压力之比，但在实际应用中人们通常是在管道上或者某设备上安装压力表测量压力，以此作为压力比，显然是比实际真正的压力比要小的。

4.压缩温度

无油螺杆：150～230℃

①具高温除菌效果

②适合搭配压缩热吸附式干

燥机使用

喷油螺杆：70～90℃

5.压缩级数

无油螺杆：因为其压缩比低，通常在0.4MPa以上压力时，需要二级甚至更高级的压缩。

喷油螺杆：通常为单级压缩

6.压缩空气含油量

无油螺杆：

压缩气室内不使用润滑油参与空气压缩过程，所以不增加压缩空气内含油量。它所使用的润滑油是作为轴承与齿轮的润滑与降温用，不与环境空气及水气接触。

喷油螺杆：

使用润滑油降温与润滑，所以压缩空气内含有油份，约3～5ppmwt（3ppm wt约0.005ml/m3）

运行原理详解

吸气过程

吸气过程：

螺杆机进气侧的吸气口设计时必须使压缩室可以充分吸气。

1.进气调节阀开启：使得气体进去压缩室。

2.低压区域形成：

螺杆机内部的两个螺杆开始旋转，形成一个低压区域，使得气体可以被吸入。

【备注：此低压区域需要持续形成，从而保证吸气的连续】

3.气体进入：

由于低压区域的存在，外部的气体会被吸入螺杆机内部的压缩室中。

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的自由空气相通，因在排气时齿沟的空气被全数排出，排气完后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。

当空气充满整个齿沟时，转子的进气侧端面转离了机壳的进气口，在齿沟间的空气即被封闭，以上为吸气过程。

4.旋转运动：螺杆机内部的两个螺杆继续旋转，将气体逐步压缩，并将其推向出口。

5.封闭及输送过程：

主副两转子在吸气终了时，其主副转子齿峰会与机壳闭封，此时空气在齿沟内封闭不再外流，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，此即输送过程。

5.压缩过程

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，齿沟内的气体逐渐被压缩，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空气混合。

6.排气过程：

当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时，（此时压缩气体压力最高）被压缩的气体开始排出，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的齿沟空间为零，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 。

总结：空气由空气滤清器滤去尘埃之后，经由进气阀进入主压缩室压缩；并与润滑油混合，与油混合的压缩空气进入油气桶，再经由油细分离器、压力维持阀、后部冷却器，气水分离器，最终送入使用系统中。