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螺杆制冷压缩机、空压机的组成、工作原理、优点、故障排除及注意事项

螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。其齿面凸起的转子称为阳转子,齿面凹下的转子称为阴转子。转子的齿相当于活塞,转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积,相当于气缸。机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。随着转子在机体内的旋转运动,使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化,从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积,来达到吸气、压缩和排气的目的。

互相啮合的转子,在每个运动周期内,分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程,这一工作容积,称为基元容积。它由转子中的一对齿面、机体内壁面和端盖所形成。只需研究其中一个工作容积的整个工作循环,就能了解压缩机工作的全貌。

  螺杆式制冷压缩机的运转过程从吸气过程开始,然后气体在密封的基元容积中被压缩,最后由排气孔口排出。阴、阳转子和机体之间形成的呈"V"字型的一对齿间容积(基元容积)的大小,随转子的旋转而变化,同时,其空间位置也不断移动。图1表示了基元容积的工作过程。

吸气过程

  转子旋转时,阳转子的一个齿连续地脱离阴转子的一个齿槽,齿间容积逐渐扩大,并和吸气孔口连通,气体经吸气孔口进齿间容积,直到齿间容积达到最大值时,与吸气孔口断开,齿间容积封闭,吸气过程结束,如图3-1(a)所示。值得注意的是,此时阳和阴转子的齿间容积彼此并不连通。

压缩过程

  转子继续旋转,在阴、阳转子齿间容积连通之前,阳转子齿间容积中的气体,受阴转子齿的侵入先行压缩;经某一转角后,阴、阳转子齿间容积连通,形成"V" 字形的齿间容积对(基元容积),随两转子齿的互相挤入,基元容积被逐渐推移,容积也逐渐缩小,实现气体的压缩过程,如图3-1(b)所示。压缩过程直到基元容积与排气孔口相连通时为止,如图3-1(c),此刻排气过程开始。

排气过程

  如图3-1(d)所示,由于转子旋转时基元容积不断缩小,将压缩后气体送到排气管,此过程一直延续到该容积最小时为止。

  随着转子的连续旋转,上述吸气、压缩、排气过程循环进行,各基元容积依次陆续工作,构成了螺杆式制冷压缩机的工作循环。

  从以上过程的分析可知,两转子转向互相迎合的一侧,即凸齿与凹齿彼此迎合嵌入的一侧,气体受压缩并形成较高压力,称为高压力区;相反,螺杆转向彼此相背离的一侧,即凸齿与凹齿彼此脱开的一侧,齿间容积在扩大形成较低压力,称为低压力区。此两区域借助于机壳、转子相互啮合的接触线而隔开,可以粗略地认为两转子的轴线平面是高、低压力区的分界面。另外,由于吸气基元容积内的气体随转子旋转,由吸气端向排气端作螺旋运动,因此吸气、排气孔口要成对角线布置,吸气孔口位于低压力区的端部,排气孔口位于高压力区的端部。

  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。

螺杆式制冷压缩机的缺陷

  1)制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口,通过缝隙的泄漏等原因,使压缩机有很大噪声,需要采取消音减噪措施。

  2)螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高,需用专用设备和刀具来加工。

  3)由于间隙密封和转子刚度等的限制,目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较高的终了压力。

双螺杆空压机简介

  双螺杆空压机全称双螺杆式空气压缩机,是一种双轴容积式回转型空气压缩机。

  其优点:

  1、极高的运转可靠性和效率,双螺杆式空气压缩机主机结构简单,几乎没有易损件,因此螺杆主机运转可靠,使用寿命长。

  2、易操作易维护。

  3、极佳的动力平衡特性。双螺杆式空气压缩机因其结构原理,压缩机本身没有不平衡惯性力,压缩机在高速运转状态下非常平稳,因此,空压站无须专门制作基础就能投入使用,而且体积小,重量轻,使用很方便。

  4、高效率。由于螺杆压缩机具有强制输气的特性,容积流量几乎不受排气压力的影响。

  5、低噪音低振动。

  6、高品质压缩空气。

双螺杆空压机特点

  由电动机直接驱动压缩机,使曲轴产生旋转运动,带动连杆使活塞产生往复运动,引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化,通过进气阀使空气经过空气滤清器(消声器)进入气缸,在压缩行程中,由於气缸容积的缩小,压缩空气经过排气阀的作用,经排气管,单向阀(止回阀)进入储气罐,当排气压力达到额定压力 0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

双螺杆空压机故障处理

  提要:喷气织机配套设备之一的空压机的使用也越来越广泛。喷气织机对压缩空气的要求较高,必须无油。目前国内拥有喷气织机的棉纺织企业所使用的空压机主要为阿特拉斯水冷式螺杆压缩机和英格索兰公司的叶片压缩机。本文介绍了两例双螺杆空压机的故障处理。

1,故障分板

  英格索兰VHP600型和VHP700型都是移动式单级双螺杆空压机,所不同的是前者由柴油机驱动,后者由电动机驱动,两者都一度出现跳停故障。 VHP700空压机能够正常开停,工作期间也能正常供风,但有时突然跳停。首先检查柴油机,没有发现明显问题。再检查空压机温度自动保护和压力自动调节系统,温控部分正常。经拆检压力调节阀和减荷阀,发现减荷阀内部用于承受压力调节压差的橡胶薄膜损坏,膜上有一小孔。由于橡胶膜损坏,在供风压力变换时,空压机进风口大小不能够及时调整,机组负荷与柴油机功率不匹配,引起柴油机过载保护跳停,更换减荷阀内橡胶薄膜后,故障排除。

2,排除情况

  VHP600空压机的结构与VHP700相似。开机后立即跳停,偶尔能正常开机,工作一段时间后仍跳停。检查润滑油温度和排气压力不高,将温度保护开关暂时短路,跳停现象消失。这表明是温度高引起的跳停,但是感觉不到润滑油散热器散出的热量。排查润滑油路,温度保护开关和温控阀正常,更换了油过滤器滤芯,清洗了散热片,故障依旧。对止回阀进行解体检查,发现同样是承受润滑油前后压差的橡胶薄膜损坏,更换后故障排除。

3,零件检查

  单级双螺杆空压机的跳停,往往是由于压力调节系统某个阀失效引起,阀的橡胶密封件、塑料膜片、弹簧等零件易出故障,往往隐蔽性较强,容易给人造成错觉。

编辑本段无油水冷式脉动螺杆空压机预防与处理

  摘要:随着棉纺织技术改造的加快,喷气织机的使用也越来越多。喷气织机配套设备之一的空压机的使用也越来越广泛。喷气织机对压缩空气的要求较高,必须无油。目前国内拥有喷气织机的棉纺织企业所使用的空压机主要为阿特拉斯水冷式螺杆压缩机和英格索兰公司的叶片压缩机。其中阿特拉斯空压机以其操作简便、故障率低而受到棉纺织厂的关注。我厂1997年为配套喷气织机引进了5台ZR250,7.5XlO’Pa的阿特拉斯无油、水冷式脉动螺杆压缩机。在使用过程中出现过输出温度过高等故障,影响正常生产,经我们分析、查找,排除了故障,积累了一些故障处理经验,目前空压机运转情况良好。

1,水冷式无油螺杆压缩机工作原理

  压缩机有多种型号

  ZR110~ZR250,主要部件有:空气过滤器,低压转子,中间冷却器,电子马达,高压转子,后冷却器,传动部件,齿轮箱,调节器控制系统,安全阀及消音外壳等。

  常见故障及处理

1,空气输出温度过高

  (1)降低空气输入温度。增加空压机房的通风,在空压机房的房顶加排气罩,用来排除热气,控制室内温度不要过高,特别在炎热的夏季,空压机房的温度不要超过40℃。

  (2)降低冷却水的输入温度,冬季水温保持在18℃,夏季水温保持在24℃。

  (3)增加冷却水的流量,经测算,冷却水输入温度和输出温度差l5℃,冷却水流量为3.7升/秒。

  (4)清理冷却水中的水垢或脏的沉淀物。在冷却水中加入去垢剂疏通冷却水系统。

2,油温过高

  空压机有油温保护设置,油温超过70℃时关机,造成空压机频繁关机。油温过高的原因是油冷却器失效。

  由于油冷却器内冷却水管路较细,结垢后不易清理,造成油温降不下来。更换一个油冷却器需 2800美元。经过研究摸索用如下方法清理冷却器效果较好。拆下油冷却器后,在去垢剂中浸泡一天,再用小水泵将带压力的水打入油冷却器中反复冲洗,可将水垢去除。用此方法我厂空压机没有更换过油冷却器,夏季油温也可控制在60℃以下。

3,空气过滤器频繁失效

  空气过滤器只能使用一个月就失效。经分析是周围空气环境较脏。为此在空压机空气过滤器上方加上网罩(预过滤器),延长过滤器的使用时间。

4,空压机频繁烧电机

  空压机在使用过程中,25OkW的主电机在一段时内频繁烧毁。其主要原因如下:

  该型号空压机最大工作压力为7.5·lO,Pa,一般工作压力为7.0·lOPa。压缩空气从空压机出来后分两路,一路为喷气织机用,工作压力为6.0·lOPa;一路为浆纱机、自动络筒机、整经机用,工作压力分别为:6.5·lOPa,7.5·lOPa,6.0·lOPa。这样为达到自动络筒机压力7.5·1OPa,空正机必须一直保持在最大工作压力状态下运行。长期的超负荷运转,就造成电机过热,烧毁电机。为此,将自动络筒机一路管道移出,用一台8.0MPa的国产空压机供气,解决了电机频繁烧毁的问题。

编辑本段结语

1注意事项

  夏季空压机房环境温度低于40℃,才可正常开机。空压机在安装时,注意机器之间的间距大于2.5米,以利于空压机房的散热与通风。

2压力选择

  空压机有最大工作压力和一般工作压力两个参考数据,在选择空压机时,应以一般工作压力为参考数据选择空压机。如果以最大工作压力选择空压机,易使空压机长期超负荷运转,烧毁电机。

3排除故障

  水冷式空压机对水质要求较高,常见故障都是与水质不好引起冷却系统结垢有关。因此,在安装空压机时一定要安装一套水软化处理装置,可大大减少空压机的故障。

  4 注意空压机的维修保养

  一般情况下,我们建议客户第一次保养时间为500小时后,以后是每3000小时每做一次保养。具体怎么保养请联系相关售后服务人员