第二章 容积式压缩机_4

1、LOGO容积式压缩机容积式压缩机过程流体机械过程流体机械第第2 2章章容积式压缩机容积式压缩机往复式压缩机基本构成和工作过程往复式压缩机基本构成和工作过程2.2.1 1往复式压缩机的热力性能及动力性能往复式压缩机的热力性能及动力性能2.22.2往复式压缩机的气阀与密封往复式压缩机的气阀与密封2.32.3 往复式压缩机的调节与控制往复式压缩机的调节与控制2.42.4往复式压缩机的选型与结构实例往复式压缩机的选型与结构实例2.52.5菜单菜单2.62.6 回转式压缩机回转式压缩机1、阀座 2、阀片3、弹簧 4、升程限制器2.3.12.3.1气阀组件气阀组件(1)(1)气阀的主要组成部件气阀的主要组

2、成部件(2)(2)气阀的作用气阀的作用(3)(3)气阀的工作原理气阀的工作原理PEEKPEEK环状阀环状阀2.3 2.3 往复式压缩机气阀与密封往复式压缩机气阀与密封控制气体进入和排控制气体进入和排出汽缸出汽缸气阀两侧的压力差气阀两侧的压力差和和弹簧的预紧力弹簧的预紧力实实现自动及时启闭现自动及时启闭气阀是气阀是自动阀自动阀压缩机阀：环状阀、网状阀、碟形阀、条状阀、直流阀、压缩机阀：环状阀、网状阀、碟形阀、条状阀、直流阀、 层环状阀、菌状阀等。层环状阀、菌状阀等。 气阀因弹簧力不当的工作行程曲线气阀因弹簧力不当的工作行程曲线气阀运动曲线及分析气阀运动曲线及分析气阀启闭工作过程气阀启闭工作过程h

3、sabcdef阀片颤振阀片颤振滞后关闭滞后关闭气阀不正常工作情况气阀不正常工作情况阀片颤振阀片颤振1 1）导致时间截面减小，阻力损失增加）导致时间截面减小，阻力损失增加2 2）阀片的反复撞击导致气阀和弹簧的寿命缩短）阀片的反复撞击导致气阀和弹簧的寿命缩短滞后关闭滞后关闭1 1）吸气量减小，排气量减少）吸气量减小，排气量减少 ( (中间级泄漏影响压比中间级泄漏影响压比分配，泄露级排气温度升高分配，泄露级排气温度升高) )2 2）弹簧力和气流推力，使得阀片严重撞击阀座，噪）弹簧力和气流推力，使得阀片严重撞击阀座，噪音增大，气阀提前损坏音增大，气阀提前损坏气阀要求气阀要求：阻力小、关闭及时、寿命长、

4、：阻力小、关闭及时、寿命长、余隙容积小、噪音小余隙容积小、噪音小气阀事故实例气阀事故实例一化工厂两级往复式压缩机，正常工作时一一化工厂两级往复式压缩机，正常工作时一级排气压力级排气压力0.18MPa0.18MPa， 二级排气压力为二级排气压力为0.8MPa0.8MPa。运行过程中发现一级排气压力为。运行过程中发现一级排气压力为0.2MPa0.2MPa，二级排气压力低于要求的排气压，二级排气压力低于要求的排气压力值，并且一级汽缸发热，试分析可能的力值，并且一级汽缸发热，试分析可能的原因，并给出维修方案。原因，并给出维修方案。0510152025303540气阀气阀活塞杆填料活塞杆填料流程工艺流程

5、工艺活塞环活塞环2.7.4 密封组件1、填料密封整体结构2、密封式的结构3、填料密封材料2.3.2 2.3.2 密封组件简介密封组件简介填料密封原理是靠气体压力靠气体压力使填料紧抱活塞杆，阻止气使填料紧抱活塞杆，阻止气体泄漏体泄漏。对填料的要求是：密封性好、耐磨性好、结构简单、成本低、标准化通用程度高。金属材料、非金属材料和复金属材料、非金属材料和复合材料合材料密封：密封：活塞与汽缸活塞与汽缸活塞杆与汽缸活塞杆与汽缸原理：阻塞和节流作用原理：阻塞和节流作用密封室的结构密封室的结构根据密封前后气体的压力差，常用的填料有适用于中低压的平面填料和适用于高压的锥形填料。活塞环活塞环活塞环开口的目的活塞

6、环开口的目的: : 获得弹性力获得弹性力, , 自紧作用自紧作用直切口直切口: : 加工方便加工方便, ,密封性差密封性差; ;搭切口搭切口: : 加工困难加工困难, ,根部断根部断裂裂; ;密封性好密封性好. .斜切口斜切口介于之间，斜切口的布置倾斜方向相介于之间，斜切口的布置倾斜方向相反，位置错开反，位置错开无油润滑压缩机 自润滑材料：本身具有良好的润滑性能的材料，自润滑材料：本身具有良好的润滑性能的材料，包括包括填充聚四氟乙烯（氟塑料）填充聚四氟乙烯（氟塑料）、聚酰胺、聚酰、聚酰胺、聚酰亚胺等。亚胺等。无油润滑压缩机：活塞环和填料函采用无油润滑压缩机：活塞环和填料函采用自润滑自润滑材料材

7、料做成，不需要另设润滑系统做成，不需要另设润滑系统适用场合：适用场合：（1）氧气压缩机，与油接触爆炸；）氧气压缩机，与油接触爆炸；（2）仪表空气压缩机，气体含油发生设备故障）仪表空气压缩机，气体含油发生设备故障迷宫式压缩机迷宫式压缩机迷宫压缩机的特点：迷宫压缩机的特点：（1 1）不设活塞环，气缸与活塞之间不接触，可以）不设活塞环，气缸与活塞之间不接触，可以在无任何润滑条件下工作；在无任何润滑条件下工作；（2 2）加工和安装精度要求高。为保证气缸和活塞）加工和安装精度要求高。为保证气缸和活塞之间间隙均匀，只采用立式带十字头的结构形式。之间间隙均匀，只采用立式带十字头的结构形式。机器的刚性要求较高

8、。机器的刚性要求较高。1 1压缩机正常运转时产生的作用力主要有三压缩机正常运转时产生的作用力主要有三类：惯性力、气体力和活塞力。类：惯性力、气体力和活塞力。( )( )2 2压缩机中所有运动零件的质量都简化成两类：压缩机中所有运动零件的质量都简化成两类：一类质量集中在活塞销或十字头销中心点处，且一类质量集中在活塞销或十字头销中心点处，且只作往复运动；另一类质量集中在曲柄销中心点只作往复运动；另一类质量集中在曲柄销中心点处，且只作绕曲轴中心点的旋转运动。处，且只作绕曲轴中心点的旋转运动。( )( )3 3活塞、活塞杆和连杆属于作往复运动部件活塞、活塞杆和连杆属于作往复运动部件4 4压缩机中的惯性

9、力可分为一阶往复惯性力压缩机中的惯性力可分为一阶往复惯性力和二阶往复惯性力。（和二阶往复惯性力。（ ） 判断判断题题第第2 2章章容积式压缩机容积式压缩机往复式压缩机基本构成和工作过程往复式压缩机基本构成和工作过程2.2.1 1往复式压缩机的热力性能及动力性能往复式压缩机的热力性能及动力性能2.22.2往复式压缩机的气阀与密封往复式压缩机的气阀与密封2.32.3 往复式压缩机的调节与控制往复式压缩机的调节与控制2.42.4往复式压缩机的选型与结构实例往复式压缩机的选型与结构实例2.52.5菜单菜单2.62.6 回转式压缩机回转式压缩机2.4 2.4 压缩机变工况工作及排气量调节压缩机变工况工作

10、及排气量调节2.4.12.4.1、变工况工作、变工况工作1. 1. 吸气压力改变吸气压力改变 高原地区因大气压力低而使压缩吸入压力高原地区因大气压力低而使压缩吸入压力p1 1下降；下降； 工艺过程中操作条件的改变而引起吸气压力的改变。工艺过程中操作条件的改变而引起吸气压力的改变。 单级压缩机单级压缩机排气压力排气压力p2不变，吸气压力不变，吸气压力p1下降下降111 mv 21 pp12111()160601mmiiVnpnmNWpV nmp12111()160601mmiiVnpnmNWpV nmp11.11 ikpN：、11.11 ikpN ：、 多级压缩机多级压缩机 引起各级压力比改变，

11、排气量引起各级压力比改变，排气量 ，级数越，级数越多压力比变化越小，对排气量影响也越小多压力比变化越小，对排气量影响也越小 两级压缩机试验，在海拔两级压缩机试验，在海拔4500m4500m以下，海拔每以下，海拔每升高升高1000m1000m， 下降下降23% ，排气量，排气量。 u 多级压缩机：整台机器的排气量取决于一级缸多级压缩机：整台机器的排气量取决于一级缸吸气量吸气量 nVnVnVQhlTpvh 2tVv2. 2. 排气压力改变排气压力改变3. 3. 被压缩介质改变：介质更换或混合气成分改变被压缩介质改变：介质更换或混合气成分改变 绝热指数绝热指数k：直接影响（膨胀、压缩）过程指数，：直

12、接影响（膨胀、压缩）过程指数， 从而影响排气量、功率和温度。从而影响排气量、功率和温度。 气体密度气体密度：影响阻力损失、功耗：影响阻力损失、功耗 导热系数导热系数：影响排气量。：影响排气量。12 viVNpp不变：、12111()160601mmiiVnpnmNWpV nmp调节目的调节目的: : 耗气量耗气量压缩机的容积流量压缩机的容积流量调节方式调节方式: : 连续调节（排气量连续改变）连续调节（排气量连续改变）间歇调节（只有排气或不排气两种）间歇调节（只有排气或不排气两种）分级调节（如分级调节（如100%100%、75%75%、50%50%、00等档等档次）次）调节依据：调节依据： m

13、inmVnqsLtpvV3 2.4.2 2.4.2 压缩机排气量调节压缩机排气量调节 可变速驱动机：直流电机，汽轮机，柴油机等连续改可变速驱动机：直流电机，汽轮机，柴油机等连续改变变n.n. 不变速驱动机：异步电机，可用不变速驱动机：异步电机，可用n=n, n=0n=n, n=0间隙停车省间隙停车省功，起停频繁，及其工作条件变坏，电网波动，用于功，起停频繁，及其工作条件变坏，电网波动，用于微型压缩机微型压缩机 改变转速、改造压缩机改变转速、改造压缩机 ： 不改变压缩机原有结构的情况下，一定范围内增加转不改变压缩机原有结构的情况下，一定范围内增加转速，排气量会有所增加，但功率的增加速度大大超过速

14、，排气量会有所增加，但功率的增加速度大大超过气量增加速度，不经济。气量增加速度，不经济。 （通流部件阻力损失的增加、阀片寿命、弹簧强度、（通流部件阻力损失的增加、阀片寿命、弹簧强度、容积系数、压力系数、排气温度、汽缸温度、流动损容积系数、压力系数、排气温度、汽缸温度、流动损失。）失。）1. 1. 改变转速和间隙停车改变转速和间隙停车 2 2、切断进气调节、切断进气调节 减荷装置调节，罐中压力超过规定值，调节阀动作，气体进减荷装置调节，罐中压力超过规定值，调节阀动作，气体进入减荷阀活塞下部小气缸，推动蝶形阀，关闭通道，无气排入减荷阀活塞下部小气缸，推动蝶形阀，关闭通道，无气排出。罐中压力下降到一

15、定值调节阀关闭，动作相反进行。出。罐中压力下降到一定值调节阀关闭，动作相反进行。 特点：特点：（1 1） 功耗很小功耗很小（2 2） 简单可靠，用于中小型空压简单可靠，用于中小型空压机，开车时作为减荷起动手调）机，开车时作为减荷起动手调）（3 3） 吸气压力下降，吸气压力下降，,T,T（4 4） 罐内出现真空度：对不能混合罐内出现真空度：对不能混合空气者不用，无十字头者易抽油入气空气者不用，无十字头者易抽油入气缸。缸。3. 3. 旁路调节旁路调节 方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级吸方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级吸入口。入口。l 自由连通：旁路阀全开，排出气体全部回

16、流进气管，自由连通：旁路阀全开，排出气体全部回流进气管，不向外输出气体。一般用于大型压缩机启动时，其不向外输出气体。一般用于大型压缩机启动时，其功耗主要用于克服气阀及管路损失。功耗主要用于克服气阀及管路损失。3. 3. 旁路调节旁路调节 方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级吸入口。吸入口。特点：特点：连续调节简单方便，浪费能量，作为空连续调节简单方便，浪费能量，作为空载起动的手段，调各级压比。载起动的手段，调各级压比。l 自由连通：自由连通：l 节流连通：节流连通：旁路阀部分开启，部分气体回流，可以旁路阀部分开启，部分气体回流，可以连续调

17、节。一般用于短期、或调节幅度不大的场合。连续调节。一般用于短期、或调节幅度不大的场合。4. 4. 顶开吸气阀调节顶开吸气阀调节方法：强制顶开吸气阀，使吸入气缸内的气体未方法：强制顶开吸气阀，使吸入气缸内的气体未 经压缩而全部或部分返回吸入管道。经压缩而全部或部分返回吸入管道。原理：增加气缸外泄露原理：增加气缸外泄露分类：完全顶开吸气阀、部分行程顶开吸气阀分类：完全顶开吸气阀、部分行程顶开吸气阀特点：简单方便，但阀片寿命降低特点：简单方便，但阀片寿命降低5. 5. 连通补充余隙容积调节连通补充余隙容积调节原理：利用原理：利用的变化改变的变化改变 来改变排气量来改变排气量型式：固定式：一个阀连一个

18、容积型式：固定式：一个阀连一个容积 变容积：小活塞位置不一样变容积：小活塞位置不一样不同，调节排量不同，调节排量 不同不同特点：较经济，不影响阀片寿命，但结构笨重，常用特点：较经济，不影响阀片寿命，但结构笨重，常用 于大型工艺压缩机上。于大型工艺压缩机上。 111vm chVVv辅助系统是保证压缩机正常可靠运转所必不可少的部分，并且与压缩机的综合技术经济指标有密切关系。活塞式压缩机的辅助系统有： 润滑系统 冷却系统 调节控制系统 气路系统2.4.3 2.4.3 辅助系统辅助系统润滑系统润滑系统 作用：减磨损，作用：减磨损，冷却，密封冷却，密封 飞溅润滑：曲柄连杆旋转飞溅润滑油。飞溅润滑：曲柄连

19、杆旋转飞溅润滑油。 喷雾润滑喷雾润滑 ：喷嘴雾化喷：喷嘴雾化喷 淋润滑。淋润滑。 压力润滑压力润滑 ：油泵和输油：油泵和输油 通道润滑。通道润滑。 冷却系统：冷却系统：风冷、水冷风冷、水冷 第第2 2章章容积式压缩机容积式压缩机往复式压缩机基本构成和工作过程往复式压缩机基本构成和工作过程2.2.1 1往复式压缩机的热力性能及动力性能往复式压缩机的热力性能及动力性能2.22.2往复式压缩机的气阀与密封往复式压缩机的气阀与密封2.32.3 往复式压缩机的调节与控制往复式压缩机的调节与控制2.42.4往复式压缩机的选型与结构实例往复式压缩机的选型与结构实例2.52.5菜单菜单2.62.6 回转式压缩

20、机回转式压缩机压缩机型号命名规则压缩机型号命名规则2.5 2.5 压缩机选型和结构实例压缩机选型和结构实例Y-YIY-YI（移）（移）移动式移动式Y YF-FENGF-FENG（风）（风）风冷风冷F FD-DID-DI（低）（低）低噪声式低噪声式D DW-WUW-WU（无）（无）无油润滑无油润滑W W来源来源含义含义特征代号特征代号机器特征（用拼音字母表示）机器特征（用拼音字母表示）命名举例命名举例2 2列列V V型型原配电动机额定功率原配电动机额定功率2.2KW2.2KW低噪声罩式低噪声罩式额定排气量额定排气量0.25m0.25m3 3/Min/Min额定排气压力额定排气压力7x107x10

21、5 5PaPa2VY-5/7型空气压缩机型空气压缩机V2.2D-0.25/7标准前的命名形式标准前的命名形式Kg/cm2 （105Pa）命名举例4M32-186/154 二氧化碳压缩机二氧化碳压缩机4-汽缸列数；汽缸列数；M-M型对称平衡式压缩机；型对称平衡式压缩机； 32-名义活塞力（吨）名义活塞力（吨）186-额定的排气量（额定的排气量（m3/min）154-末级额定排气压力（末级额定排气压力（kg/cm2）4M32-186/154L3.5-20/8L3.5-20/8型压缩机型压缩机L L列列活塞力活塞力额定排气量？额定排气量？额定排气压力？额定排气压力？命名举例命名举例2.5 2.5 压

22、缩机选型和结构实例压缩机选型和结构实例u正常工况计算正常工况计算根据要求的排气量、排气压力以及已知的进气状态，来确定级数、各级压比分配、气缸的工作容积、功率和效率，压缩机选定的结构形式、转速、汽缸直径、行程等（设计设计）u变工况计算变工况计算已定压缩机级数、各级行程容积，由于吸气压力或排气压力改变，或某一级中接入补助容积，压缩机各级的热力参数发生变化。确定中间级压力。 （复算性计算复算性计算）根据用户需要，如何设计一台压缩机根据用户需要，如何设计一台压缩机( (正常工正常工况计算况计算) )1 1）结构方案选型）结构方案选型 确定确定级数及各级压力比级数及各级压力比2 2）结构参数确定）结构参数确定 压缩机的结构参数：压缩机的结构参数：活塞直径活塞直径、行程及、行程及转速转速3 3）原动机选择）原动机选择4 4）热力计算及参数校核）热力计算及参数校核2.5 压缩机选型和结构实例（2 2）结构参数的选择）结构参数的选择转速转速：n n影响压缩机的重量与尺寸，还考虑到机影响压缩机的重量与尺寸，还考虑到机器的耐久性和经济性。器的耐久性和经济性。活塞平均速度活塞平均速度：压缩机的耐久性及气阀的影响：压缩机的耐久性及气阀