任务 活塞式压缩机的基本结构与工作原理

项目四活塞式压缩机的运行与维护任务1活塞式压缩机的基本结构与工作原理课程目标【知识目标】熟悉压缩机的概念、类型和用途；掌握活塞式压缩机的结构和工作原理；【能力目标】能够压缩机进行归类；能准确分析活塞式压缩机的工作原理。【思政目标】通过压缩机在西气东输的应用，体现爱国精神知识点010203目录压缩机的概述活塞式压缩机的分类与型号表示活塞式压缩机的结构与工作原理一、压缩机的概述概念：压缩机是将原动机的能量转换为压力能的机器，一种输送气体、提高气体压力的机器。应用：它的应用领域十分广泛，如冶金、矿山、机械和国防等，尤其是在石油化工生产过程中，压缩机已经成为必不可缺少的关键设备。一、压缩机的概述—用途压缩气体作为动力

制造压缩空气，用以驱动其他装置，具有安全、可靠、方便、洁净等优点

如风镐、风钻、气力扳手、造型机、车辆制动、仪表控制等

纺织，浆液搅拌，大型发动机启动，空气爆破采煤，鱼雷发射，潜艇沉浮一、压缩机的概述—用途压缩气体用于制冷和气体分离空气分离空气调节医疗领域食品冷冻冷藏一、压缩机的概述—用途压缩气体用于合成和聚合——化工工艺用压缩机提高压力有利于化学反应进行，提高反应速度和产率，减小设备尺寸造价一、压缩机的概述—用途气体输送与充瓶一、压缩机的概述——分类按工作机理分类一、压缩机的概述——分类活塞式压缩机膜片式压缩机（隔膜式压缩机）容积式压缩机——往复式压缩机一、压缩机的概述——分类容积式压缩机——回转式压缩机滑片式压缩机双螺杆压缩机转字式压缩机一、压缩机的概述——分类速度式压缩机——离心式压缩机一、压缩机的概述——分类速度式压缩机——轴流式压缩机一、压缩机的概述——适用范围图3-12各类压缩机的应用范围活塞压缩机

适用于中小输气量，排气压力可以由低压达到超高压。离心压缩机

适用于大输气量，中低气压。轴流压缩机

适用于大输气量，中低气压。回转压缩机

适用于中小输气量，中低气压。

一、压缩机的概述——适用范围名称往复式回转式离心式轴流式排气压力MPa一般0.2~32最高700一般0.2~1.0最高4.5一般0.2~15最高70一般0.2~0.8容积流量(m3/min)0.1~400最小0.010.1~50010~3000200~10000调节性能排气压力稳定排气压力稳定排气压力随流量变化排气压力随流量变化绝热效率较高一般一般较高结构、零部件复杂较简单简单简单可靠性一般高高高寿命一般较长长长制造要求一般大多很高高高安装维修较复杂较简单较简单较简单工作腔润滑有、无有、无无无气体带液适应性差强不可不可一、压缩机的概述活塞式压缩机的特点——优点可设计成超高压、高压、中压或低压压缩机，但排气量随排气压力变化不大适用压力范围宽大型活塞式压缩机的绝热效率可达80%以上，等温效率也在55～70%以上压缩效率较高排气量范围较广，排气量最小可低至每分钟几升，最大可达1000m3/min以上。适应性强一、压缩机的概述活塞式压缩机的特点——缺点压缩气体带油污，需要净化。

因为受往复惯性力的限制，转速不能过高，所以最大排气量较小。排气不连续，气体压力有波动，所以在排出口一般设有稳压装置。易损件较多，维修工作量大，一般需要有备机。二、活塞式压缩机的结构与工作原理结构组成

运动机构

工作机构

机身

辅助系统图3-13活塞压缩机的结构1—曲轴；2—轴承；3—连杆；4—十字头；5—活塞杆；6—填料函；7—活塞；8—活塞环；9—进气阀；10—排气阀；11—气缸；12—平衡缸；13—机体；14—飞轮二、活塞式压缩机的结构与工作原理工作原理图3-13活塞压缩机的结构1—曲轴；2—轴承；3—连杆；4—十字头；5—活塞杆；6—填料函；7—活塞；8—活塞环；9—进气阀；10—排气阀；11—气缸；12—平衡缸；13—机体；14—飞轮二、活塞式压缩机的结构与工作原理工作原理当活塞在最高点（气缸盖处即上止点）向下运动时，气缸内的上部容积逐渐增大，压力降低，这时外界气体沿进气管冲开进气阀进入气缸中，直到活塞达到最低位置（下止点）时，进气阀开始关闭，吸气过程完成。吸气过程当活塞向上运动时，气缸内容积缩小，气体被压缩，当气缸内的压力达到预先设计好的数值（或稍大于排气管的压力）时，压缩过程完成。压缩过程当压力达到工作要求的数值时，排气阀被打开，气体进入排气管，直到活塞运动到最上位置（上止点）时，排气过程完成，排气阀关闭。排气过程二、活塞式压缩机的结构与工作原理工作腔的概念工作腔——容积式压缩机中，直接用来处理气体的容积可变的封闭腔室称为工作腔，工作容积——工作腔中的全部容积并不一定都是有效的，其中实际用来处理气体的那部分容积称为工作容积余隙容积——工作腔在排气结束后，其中仍可能残存一部分高压气体，这部分空间称为余隙容积二、活塞式压缩机的结构与工作原理工作原理—相关概念单作用和双作用气缸中心线曲柄转角活塞止点活塞行程S=2r三、活塞式压缩机的分类与型号表示按排气压力分类按压缩机的排气终压力可分为以下几类：①低压压缩机排气终了压力在0.3~1.0MPa（表压）。②中压压缩机排气终了压力在1.0~10MPa（表压）。③高压压缩机排气终了压力在10~100MPa（表压）。④超高压压缩机排气终了压力在100MPa（表压）以上。1.0100.3100三、活塞式压缩机的分类与型号表示按排气量大小分类三、活塞式压缩机的分类与型号表示按气缸容积的利用方式分类（a）单作用式（b）双作用式（c）级差式（d）级差式图3-14活塞压缩机气缸的利用方式三、活塞式压缩机的分类与型号表示按气缸中心线位置分类三、活塞式压缩机的分类与型号表示按气缸中心线位置分类（a）立式压缩机（b）卧式压缩机图3-15立式压缩机和卧式压缩机三、活塞式压缩机的分类与型号表示按气缸中心线位置分类（a）（b）（c）图3-16对置式压缩机三、活塞式压缩机的分类与型号表示按气缸中心线位置分类（a）L型（b）V型（c）W型（d）星型图3-17角式压缩机三、活塞式压缩机的分类与型号表示按压缩级数分类三、活塞式压缩机的分类与型号表示按压缩级数分类图3-18活塞压缩机的多级压缩三、活塞式压缩机的分类与型号表示按冷却方式分类①水冷式压缩机利用冷却水的循环流动而导走压缩过程中的热量。②风冷式压缩机利用自身风力，通过散热片而导走压缩过程中的热量。（a）水冷（b）风冷图3-19活塞压缩机的冷却方式三、活塞式压缩机的分类与型号表示按有无十字头分类①十字头压缩机。见图3-20所示。②无十字头压缩机。见图3-19所示。图3-20带十字头的压缩机对于非制冷活塞式压缩机，型号编制遵循《容积式压缩机型号编制方法》（JB/T2589-2015)；对于制冷活塞式压缩机，型号编制遵循《制冷压缩机型号编制方法》（ZBJ73025-89)和《小型活塞式单级制冷压缩机型式与基本参数》（GB10871-89）。制定标准三、活塞式压缩机的分类与型号表示三、活塞式压缩机的分类与型号表示三、活塞式压缩机的分类与型号表示三、活塞式压缩机的分类与型号表示活塞式压缩机型号示例：三、活塞式压缩机的分类与型号表示四、活塞式压缩机的性能指标额定排气量即为压缩机铭牌上标注的排气量，指压缩机在特定进口状态下的排气量。常用单位m³/min，m³/h。额定排气压力即为压缩机铭牌上标注的排气压力(末级气缸工作腔排气法兰接管处测得的压力)，常用单位MPa，bar。排气温度级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的气体温度，压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩过程，开始排气时的温度。活塞力活塞在止点出处受到的气体力最大