螺杆式压缩机的基本结构及工作原理

螺杆式压缩机的基本结构及工作原理螺杆式压缩机是用途比拟广泛的回转式压缩机，属于容积式压缩机的一种。它具有在较低压力下，流量幅度较宽的操作特性。在石油化工生产中，常常用于天然气集输，燃料气的增压、冷冻、压缩（丙烷/丁烷），放火炬气体压缩以及空气压缩等场合。螺杆式压缩机常用的有无油螺杆式压缩机和喷油螺杆式压缩机，无油螺杆式压缩机通常用在排气量为3^1000m3/min,排气压力小于1.OMPa情况下，喷油螺杆式压缩机通常用在排气量为5^100m3/min,排气压力小于1.7MPa情况---O和往复式压缩机相比，螺杆式压缩机有以下特点：1）结构简单，运动部件少，没有往复式压缩机需要经常维修的气阀、活塞环、填料密封等零部件，维护简单，费用较低，使用寿命较长；2）减少或消除了气流脉动；3）能适应压缩湿气体以及含有液滴的气体；4）在有冷却润滑剂连续流动的情况下，允许的单级压力比要高得多（可高达20~30）,并且排气温度较低；5）由于不存在往复惯性力，可在高转数、高压比下工作，特别是喷油或喷液的螺杆式压缩机，由于压缩气体内冷效果好于往复式压缩机的外部冷却，因而功率利用充分；6）转子型线复杂，加工要求高，不适于作高压压缩机用，特别是干式螺杆压缩机为了减少内部温度的上升，必须用增速齿轮提高其转数，因此机械损失大，运行中气流噪声较大。01螺杆式压缩机的分类和基本结构螺杆式压缩机可分为干式（无油润滑）螺杆压缩机和湿式（喷油或喷液式）螺杆压缩机两类。干式（无油润滑）螺杆式压缩机（图1）为了保障转子间必不可少的间隙，通常采用同步齿轮。干式螺杆压缩机中阳转子（主动转子）靠同步齿轮带动阴转子（从动转子），转子啮合过程中互不接触，靠有一定间隙的一对螺杆高速旋转，到达密封气体和压缩气体的目的。干式螺杆压缩机的气缸上带有冷却水套，用来冷却被压缩的气体。其基本结构包括气缸、阴转子、阳转子、同步齿轮、轴承、密封装置以及气量调节装置等主要部件。喷油式螺杆压缩机通常不设同步齿轮，阳转子直接带动阴转子，并且靠喷入的润滑油在转子间形成油膜，起到密封、润滑和冷却的作用。喷液式螺杆压缩机是靠喷入制冷剂或喷水起到冷却和密封的作用。它改变了单纯喷油（喷油量甚至高达机器容积排量的1%）而必须增加庞大的油处理、回收系统。但是喷液也不宜全部代替喷油，油的润滑作用是制冷剂所不能取代的。02螺杆式压缩机的工作原理通常螺杆式压缩机的主动转子节圆外具有凸齿，从动转子节圆内具有凹齿。如果将阳转子的齿当做活塞，阴转子的齿槽视为气缸（齿槽与机体内圆柱面及端壁面共同构成工作容积称为基元容积），这就如同活塞式压缩机的工作过程，随着一对螺杆旋转啮合运动，转子的基元容积由于阴、阳转子的相继侵入而发生改变。在吸气端设置同步齿轮，由厚齿和薄齿叠合在一起，通过调整厚齿和薄齿的相对位置，可以调整阴、阳转子间的啮合间隙，保障阴、阳转子即使在反转时也不接触，减少了磨损，提高了使用寿命。如图3所示为螺杆式压缩机的工作原理示意。螺杆式压缩机的吸、排气口分别位于机体两端，呈对角线布置。气体经吸入口进入基元容积对(阴、阳转子各有一个基元容积组成一对基元容积)，由于转子的回转运动，转子的齿连续地脱离另一个转子的齿槽，齿槽的空间容积不断增大，直到最大时，吸气终了，如图3(a)所示。基元容积对与吸入口隔开，开始压缩。压缩过程中，基元容积对逐渐推移，容积在逐渐地缩小，气体被压缩，如图3(b)所示。转子继续旋转，在某一特定位置(根据工况确定的压力比而求取的转角位置或螺杆某一长度)，基元容积对与排气口连通，压缩终了