第二章容积式压缩机_1

1、LOGO2 2 容积式压缩机容积式压缩机内容回顾内容回顾1. 1. 压缩机和泵的本质区别是什么？压缩机和泵的本质区别是什么？2. 2. 按排气压力压缩机又分为哪几类？按排气压力压缩机又分为哪几类？ 按照气体压力升高的程度，又区分为按照气体压力升高的程度，又区分为压缩机，压缩机，鼓风机和通风机鼓风机和通风机等。等。按照出口气体的压力：按照出口气体的压力：通风机通风机0.015Mpa0.015Mpa；鼓风机为鼓风机为0.015Mpa 0.2Mpa0.015Mpa 0.2Mpa；压缩机压缩机 0.2Mpa0.2Mpa3 3压缩机按工作原理分为？压缩机按工作原理分为？压缩机压缩机往复式往复式 reci

2、procating compressor回转式回转式 rotary compressor离心式离心式 centrifugal centrifugal compressor 轴流式轴流式 axial flow compressoraxial flow compressor混流式混流式 mixing flow compressormixing flow compressor容积式容积式动力式动力式（速度式（速度式 透平式）透平式）按工作原理分：按工作原理分：往复式往复式回转式回转式按按工作腔和运动部件的形状工作腔和运动部件的形状可分为：可分为：往复式结构往复式结构(reciprocating)回转

3、式结构回转式结构(rotary)第二章第二章 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 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3 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4 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5 5菜单菜单6 6 回转式压缩机回转式压缩机往复式压缩机工作原理：往复式压缩机工作原理： 活塞在气缸内作往复运动，活塞在气缸内作往复运动，与气阀的启闭动作相配合，与气阀的启闭动作相配合，经历经历膨胀膨胀、吸气吸气、压缩压缩、排

4、排气气四个过程，完成气体压缩四个过程，完成气体压缩与输送。与输送。2.1.1 2.1.1 往复式压缩机工作原理往复式压缩机工作原理菜单菜单2.1.2 2.1.2 往复式压缩机基本构成往复式压缩机基本构成工作腔部分工作腔部分传动部分传动部分机身部分机身部分支撑气缸和传动零件的支撑气缸和传动零件的部件部件辅助设备辅助设备中间冷却、润滑、气量中间冷却、润滑、气量调节、安全阀、滤清器、调节、安全阀、滤清器、缓冲罐缓冲罐 气缸、气阀、活塞、气缸、气阀、活塞、活塞环、填料函活塞环、填料函连杆、曲轴、十字头、连杆、曲轴、十字头、活塞杆活塞杆往复式往复式往复式压缩机典型结构往复式压缩机典型结构 往复式压缩机的

5、典型结构往复式压缩机的典型结构往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机( Reciprocal Piston compressor )1. 1. 曲轴曲轴crankshaft crankshaft （crankpincrankpin） 2. 2. 连杆连杆connecting rodconnecting rod 3. 3. 十字头十字头crossheadcrosshead 4. 4. 活塞杆活塞杆piston rodpiston rod 5. 5. 活塞活塞pistonpiston 6. 6. 汽缸汽缸cylindercylinder 7. 7. 缸头缸头cylinder headcylinder h

6、ead 8. 8. 进气阀进气阀suction valvesuction valve 9. 9. 排气阀排气阀discharge valvedischarge valve10. 10. 机体等机体等frameframe气阀的结构气阀的结构PEEKPEEK环状阀环状阀1 1、阀座、阀座 2 2、启闭元件（阀片）、启闭元件（阀片）3 3、弹簧、弹簧 4 4、升程限制器、升程限制器2.1.3 2.1.3 往复式压缩机的主要部件往复式压缩机的主要部件工作原理：气体压力差工作原理：气体压力差克服弹簧力及阀片、弹克服弹簧力及阀片、弹簧的惯性，打开气阀，簧的惯性，打开气阀，当两侧压差小于弹簧力当两侧压差小于

7、弹簧力时，自动关闭。时，自动关闭。18阻力损失小；阻力损失小；关闭及时（弹簧力大小）；关闭及时（弹簧力大小）；寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；余隙容积小，组合阀小；余隙容积小，组合阀小；噪音小。噪音小。气阀要求：气阀要求：气阀寿命：气阀寿命：气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。 压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击，易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。、撞击，易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。 阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，阀片撞击升程限制器时，弹簧变形

8、量和变形速度很大，动应力较大，导致弹簧损坏动应力较大，导致弹簧损坏曲轴曲轴结构形状结构形状润滑润滑支撑支撑惯性力惯性力平衡平衡连杆作用：运动转换、力（矩）传递作用：运动转换、力（矩）传递结构：大头、小头、杆身结构：大头、小头、杆身润滑：杆身中钻油孔润滑：杆身中钻油孔形状：圆形、矩形、工字形形状：圆形、矩形、工字形十字头滑块，连接连杆与活塞杆滑块，连接连杆与活塞杆作用：作用：导向导向连接：连接：十字销钉、螺纹十字销钉、螺纹气缸 气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部分。根气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部分。根据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需要，应据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需

9、要，应选用不同的结构型式和材料。选用不同的结构型式和材料。基本要求：基本要求： 应具有足够的强度和刚度；应具有足够的强度和刚度； 良好的冷却、润滑及耐磨性；良好的冷却、润滑及耐磨性； 尽可能小的余隙容积和气体阻力；尽可能小的余隙容积和气体阻力； 利于制造和检修；利于制造和检修； 符合系列化、通用化、标准化的符合系列化、通用化、标准化的“三化三化”要求要求，以便互换，以便互换风冷：风冷：小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。水冷：水冷：大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构壁结构汽缸的冷却形式汽缸的冷却形式 盘形：

10、中低压双作用汽缸，空心，有支撑面，润滑； 筒形：单作用活塞，侧向力；活塞 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有支撑面，润滑； 筒形：单作用活塞，侧向力；活塞环活塞环为易损件。为易损件。活塞环为一开口圆环，截面为长方活塞环为一开口圆环，截面为长方形或形或T T形。在自由状态下，其外径形。在自由状态下，其外径大于气缸直径，装入气缸后，直径大于气缸直径，装入气缸后，直径缩小，仅在切口处留下一个热膨胀缩小，仅在切口处留下一个热膨胀间隙。间隙。活塞环活塞环主要作用：主要作用：密封气缸与活塞之间的环状间隙，防密封气缸与活塞之间的环状间隙，防止气体从压缩容积一侧向另一侧泄漏止气体从压缩容积一侧向另一侧泄漏。工作

11、原理：工作原理：不工作时，活塞环在自身弹性力作用不工作时，活塞环在自身弹性力作用下与气缸镜面贴合，阻塞此处通道。工作时，径下与气缸镜面贴合，阻塞此处通道。工作时，径向由于活塞环的弹性和由背侧指向密封面的压差向由于活塞环的弹性和由背侧指向密封面的压差作用，使活塞环紧贴在缸壁上达到密封；轴向由作用，使活塞环紧贴在缸壁上达到密封；轴向由于轴向压差作用，使活塞环紧贴在环槽的一个侧于轴向压差作用，使活塞环紧贴在环槽的一个侧面上，阻碍气流通过。面上，阻碍气流通过。活塞环密封属于自紧式密封。活塞环密封属于自紧式密封。 工作时，第一道活塞环起主要密封作用，受力工作时，第一道活塞环起主要密封作用，受力大，磨损快

12、；第二、三道活塞环为后备。高压级为大，磨损快；第二、三道活塞环为后备。高压级为保证一定的运转时间，常采用多道活塞环。保证一定的运转时间，常采用多道活塞环。 安装时，各道活塞环切口应相互错开。安装时，各道活塞环切口应相互错开。33三三 瓣瓣 环：环：径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室填料函填料函 平面填料平面填料三、六瓣三、六瓣密封原理：密封原理：三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流六六 瓣瓣 环：环：轴向开口被三瓣环挡住，轴向开口被三瓣环挡住，径向开口被三块小盖挡住径向开口被三块小盖挡住。气体不会漏出反而将六

13、。气体不会漏出反而将六瓣环压紧抱在活塞杆上。瓣环压紧抱在活塞杆上。缸内压力越高抱得越紧（缸内压力越高抱得越紧（六瓣环）起自紧作用。六瓣环）起自紧作用。 材料：材料：耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。使用压力：使用压力：P100P100105Pa2.1.4 往复式压缩机优缺点：往复式压缩机优缺点：压力范围广，从低压到高压都适用；压压力范围广，从低压到高压都适用；压力范围宽。有真空；低压；中压；高压；力范围宽。有真空；低压；中压；高压；超高压。超高压。高压、超高压必须用往复式高压、超高压必须用往复式；工业中应用工业中应用700MPa,700MPa,实验室：实验室：10

14、00MPa1000MPa 热效率高热效率高，大型机可达，大型机可达80%80%； 热效率：用来反映实际循环指示功与理论循环指示功热效率：用来反映实际循环指示功与理论循环指示功之间的差异之间的差异功实际循环功理 论热效率指指示示循循环环指指示示等温热效率，绝热热效率等温热效率，绝热热效率往复式压缩机往复式压缩机优点：优点：气体吸入与排出靠工作腔容积变化，与气体吸入与排出靠工作腔容积变化，与气体性质关系不大，气体性质关系不大，适应性强，可输送各适应性强，可输送各种介质；种介质； 品种多样，品种多样，适应各种工况适应各种工况及用途及用途往复式压缩机往复式压缩机缺点：缺点： 结构较复杂，结构较复杂，易

15、损件多易损件多； 排出不连续排出不连续，产生脉动，往复惯性，产生脉动，往复惯性力平衡困难；力平衡困难； 转速低转速低，排量小排量小。 介质易受介质易受油污染油污染。各类压缩的特点：各类压缩的特点：离心式离心式往复式往复式流量流量 (m3/min)010100100010000100MPa10MPa1MPa1000MPa0.1MPaP（出口表压）（出口表压） 2.1.5 2.1.5 往复式压缩机的常用术语往复式压缩机的常用术语1.1.级级 压缩气体压缩气体进入工作腔进入工作腔内完成一次内完成一次气体压缩气体压缩2.2.级数级数 被 压 缩被 压 缩的次数。的次数。3.3.列列 把一个连杆所对应的

16、一组气缸及相应动静部件称为一把一个连杆所对应的一组气缸及相应动静部件称为一列，一个压缩机有几个连杆就有几列。列，一个压缩机有几个连杆就有几列。 按汽缸中心线相对地平线的位置或其彼此关系分菜单菜单立式双缸往复活塞压缩机立式双缸往复活塞压缩机出出V V形容积式压缩机形容积式压缩机 角度式压缩机（角度式压缩机（L L型）型）W W形往复式活塞压缩机形往复式活塞压缩机6.6.工作循环工作循环曲轴每转一圈，活塞在两止点间往返一次，气缸内气体曲轴每转一圈，活塞在两止点间往返一次，气缸内气体所经历的各过程（吸气、压缩、排气和膨胀）的总和。所经历的各过程（吸气、压缩、排气和膨胀）的总和。4.4.止点（内、外点

17、）止点（内、外点）活塞运动到达远离主轴测的极限位置称为外止点活塞运动到达远离主轴测的极限位置称为外止点活塞运动到达接近主轴测的极限位置称为内止点活塞运动到达接近主轴测的极限位置称为内止点5.5.行程行程(s)(s)活塞从一个止点到另一个止点所走过的距离活塞从一个止点到另一个止点所走过的距离7.7.气缸行程容积气缸行程容积(Vs)(Vs)活塞在一个行程中所扫过的容积。活塞在一个行程中所扫过的容积。8.8.余隙容积余隙容积(V(V0 0) )活塞在外止点时无法到达的气缸剩余容积。活塞在外止点时无法到达的气缸剩余容积。9.9.相对余隙容积相对余隙容积()()气缸余隙容积气缸余隙容积/ /气缸行程容积。气缸行程容积。10.10.压缩比压缩比（压力比）（压力比）排气压力和吸气压力之比。排气压力和吸气压力之比。总压力比总压力比压缩机的末级排压和一级吸气压力之比。压缩机的末级排压和一级吸气压力之比。级的压力比级的压力比各级排气压力和吸气压力之比。各级排气压力和吸气压力之比。11.11.单作用单作用对于压缩机的一个气缸而言，缸内仅在一侧构成工作腔并对于压缩机的一个气缸而言，缸内仅在一侧构成工作腔并进行压缩循环的结构。进行压缩循环的结构。12.12.双作