空壓運行原理-螺桿機篇

壓縮空氣的應用

壓縮空氣在現代化制造業中有著廣泛的應用，以下是常見的應用范圍：

驅動氣動工具：壓縮空氣被用來驅動各種氣動工具，如鉆機、砂輪機、噴槍等。這些工具可以在高速和高轉矩的情況下進行工作，提高了生產效率。

控制生產線：壓縮空氣可以被用來控制生產線上的各種裝置，如閥門、氣缸等。這些裝置可以幫助控制流量、方向和速度，從而實現產品的精確生產。

氣體分離：壓縮空氣可以被用來分離氣體，如氮氣、氧氣等。這些氣體可以被用來進行各種生產過程，如焊接、切割等。

省電：壓縮空氣系統可以被用來幫助節約能源。通過使用節能型壓縮機和控制系統，可以減少能源消耗，降低生產成本。

清潔：壓縮空氣可以被用來清潔生產線上的各種設備和產品。通過使用高壓噴嘴和干燥器，可以去除產品表面的灰塵和雜質，提高產品質量。

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主要結構組成

1 主機螺桿式空壓機的主機由壓縮機頭、電機和控制系統組成。壓縮機頭是由兩個螺桿旋轉而形成的壓縮腔室，電機則提供動力，控制系統則用于控制壓縮機的運行。 

2 進氣系統螺桿式空壓機的進氣系統包括進氣過濾器、進氣閥和進氣管道。進氣過濾器用于過濾進入壓縮機的空氣中的灰塵和雜質，進氣閥則用于控制進氣量。 

3 排氣系統

螺桿式空壓機的排氣系統包括排氣管道、排氣閥和冷卻器。排氣管道將壓縮后的空氣從壓縮機頭中排出，排氣閥則用于控制排氣量，冷卻器則用于冷卻排出的高溫空氣。 

相關規范

1 《容積式空氣壓縮機能效限定值》

GB 19153-2019 

2 《容積式壓縮機 驗收試驗》

GB/T 3853 

3 《容積式壓縮機術語 總則》GB/T 4975 

4 《一般用噴油螺桿空氣壓縮機》JB/T 6430 

5 《容積式壓縮機術語 回轉壓縮機》JB/T 7662 

6 《一般用變頻噴油螺桿空氣壓縮機》JB/T 10972...... 

由于螺桿機是屬于容積式壓縮機的一類，以上規范為容積式壓縮機的相關規范，在實際使用中，這些規范能夠幫助我們更好地判斷廠家是否按照要求進行設計。

螺桿機的通用分類

噴油螺桿機與無油螺桿機

螺桿式壓縮機按潤滑方式通常可分為噴油螺桿機和無油螺桿機。

相比之下，無油螺桿式壓縮機沒有噴油螺桿，因此其與噴油螺桿式壓縮機最大的區別在于潤滑方式。

無油螺桿式壓縮機使用特殊的潤滑材料和涂層來減少螺桿之間的摩擦，并通過自身的結構設計來實現密封。這種設計使得無油螺桿式壓縮機不需要額外的潤滑油，從而避免了潤滑油對空氣質量的影響，并且能夠更好地適應高純度空氣的需求。

此外它們還有以下區別：

1.轉子接觸：

無油螺桿公轉子與母轉子不接觸，不產生磨損，噴油螺桿相反，所以它使用潤滑油的目的主要是：潤滑、密封、降溫。

2.轉速：

無油螺桿：8000-20000轉/分

噴油螺桿：3000-6000轉/分

補充：離心式壓縮機：40000-60000轉/分

3.壓縮比：

無油螺桿：1～5/每段

噴油螺桿：因壓縮氣室

內有油進行密封和降溫，所以壓

縮比較高，一段5～15/每段。

補充：離心式壓縮機：1～5/每段。

補充知識：壓力比是指壓縮機出口法蘭處與進口法蘭處的壓力之比，但在實際應用中人們通常是在管道上或者某設備上安裝壓力表測量壓力，以此作為壓力比，顯然是比實際真正的壓力比要小的。

4.壓縮溫度

無油螺桿：150～230℃

①具高溫除菌效果

②適合搭配壓縮熱吸附式干

燥機使用

噴油螺桿：70～90℃

5.壓縮級數

無油螺桿：因為其壓縮比低，通常在0.4MPa以上壓力時，需要二級甚至更高級的壓縮。

噴油螺桿：通常為單級壓縮

6.壓縮空氣含油量

無油螺桿：

壓縮氣室內不使用潤滑油參與空氣壓縮過程，所以不增加壓縮空氣內含油量。它所使用的潤滑油是作為軸承與齒輪的潤滑與降溫用，不與環境空氣及水氣接觸。

噴油螺桿：

使用潤滑油降溫與潤滑，所以壓縮空氣內含有油份，約3～5ppmwt（3ppm wt約0.005ml/m3）

運行原理詳解

吸氣過程

吸氣過程：

螺桿機進氣側的吸氣口設計時必須使壓縮室可以充分吸氣。

1.進氣調節閥開啟：使得氣體進去壓縮室。

2.低壓區域形成：

螺桿機內部的兩個螺桿開始旋轉，形成一個低壓區域，使得氣體可以被吸入。

【備注：此低壓區域需要持續形成，從而保證吸氣的連續】

3.氣體進入：

由于低壓區域的存在，外部的氣體會被吸入螺桿機內部的壓縮室中。

主副轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時，其空間最大，此時轉子的齒溝空間與進氣口的自由空氣相通，因在排氣時齒溝的空氣被全數排出，排氣完后齒溝乃處于真空狀態，當轉到進氣口時，外界空氣即被吸入 ，沿軸向流入主副轉子的齒溝內。

當空氣充滿整個齒溝時，轉子的進氣側端面轉離了機殼的進氣口，在齒溝間的空氣即被封閉，以上為吸氣過程。

4.旋轉運動：螺桿機內部的兩個螺桿繼續旋轉，將氣體逐步壓縮，并將其推向出口。

5.封閉及輸送過程：

主副兩轉子在吸氣終了時，其主副轉子齒峰會與機殼閉封，此時空氣在齒溝內封閉不再外流，即[封閉過程]。兩轉子繼續轉動，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動，此即輸送過程。

5.壓縮過程

在輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小，齒溝內的氣體逐漸被壓縮，壓力提高，此即壓縮過程。而壓縮同時潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與空氣混合。

6.排氣過程：

當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時，（此時壓縮氣體壓力最高）被壓縮的氣體開始排出，直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面，此時兩轉子嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為零，即完成排氣過程。

在此同時轉子嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長，其吸氣過程又在進行 。

總結：空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后，經由進氣閥進入主壓縮室壓縮；并與潤滑油混合，與油混合的壓縮空氣進入油氣桶，再經由油細分離器、壓力維持閥、后部冷卻器，氣水分離器，最終送入使用系統中。