第七章 矿井空气压缩设备资料
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(2) 压缩过程
活塞返行时，吸入气缸内的空气被压缩，这时吸气阀被关闭， 气缸的容积逐渐缩小，压力逐渐升高的过程.
(3) 排气过程 当气缸内的空气压力升高到略大于排气管内的压力时，则推 开排气阀，压缩空气排到排气管内的过程.
(4) 膨胀过程 排气结束，排气阀关闭，残留于气缸余隙容积内的压缩空气开 始膨胀，而压力逐渐降低，直至压力降到低于吸气压力时，便开始 吸气的过程。
定义：
空气压缩机是产生压缩空气的机器，其实质上是消耗机械功以 产生高压空气的转换装置，简称空压机。
一、用途与分类 1、作用: 煤空压机是矿生产所需主要的动力设备之一。由空压 机生产的压缩空气（简称压气）用以带动风镐、风钻以及其他风动 机械进行工作。矿山空压机站一般设在井上，用管道把压缩空气送 到井下，沿大巷和上、下山到工作面，带动风动工具工作。
活塞式空压机的压容图: 将一个循环过程中气缸内的空气 压力P 和容积V 之间的变化关系，用曲线图表示出来，这 个曲线图就称为活塞式空压机的压容图，如图所示。
P
P1—吸入空气的压力； P2—排气管内压缩空气的压力； 1～2—直线段为理论吸气线； 1′～2′—曲线段为实际吸气线； 2～3—曲线段为理论压缩线； 2′～3′—曲线段为实际压缩线； 3～4—直线段为理论排气线；
3′～V 4′—曲线段为实际排气线；
4～1—曲线段为理论膨胀线； 4′～1′—曲线段为实际膨胀线
活塞式空压机气缸中空气状态变化的压容图
实际工作过程中，活塞式空压 机的压容图的具有以下特点：
1 、余隙容积Vo
2、 进气压力要略低于大气压力。
3、 排气压力要略高于风包内的压力。
4、 实际吸气线1′～2′和实际排气线3′～4′的起点处有凸出和 波动。
一 安全阀 空气压缩机必须有压力表和安全阀。 安全阀是保护空压机在额定压力下安全运转的保护装置。
一旦系统中的压力超过其整定压力时，安全阀就自动开启，把 多余的压缩空气排掉，使系统中的压力降到正常的工作压力， 保证机器安全运转。
二级压缩的空压机每一级都设有安全阀，一级安全阀安 装在中间冷却器上，二级装在排气管路或风包上。
12
3
4
5
6
9
8
1
-气缸；2
7
-活塞；3
-活塞杆；4
-十1 字头；5-连杆；6
-曲柄；
7 -吸气阀；8 -排气阀；9-弹簧
吸气
吸气结束 压缩排气 排气终了 余隙容积
膨胀
B
源自文库
C
A
C
AB
CA B
C
A
B
C
A
B
综上, 空气压缩机的工作过程有以下四个过程:
(1) 吸气过程
活塞移动时，气缸的容积增大，压力降低，当气缸中气体压力 低于缸外大气压力时，吸气阀被打开，空气在大气压力作用下进入 气缸内的过程.
1 一电动机2 一空压机3 一滤风器4 一风包 5 一输气管道 6 一风动工具
2、分类：
按原理和结构不同，可以分为：活塞式（往复式）、回 转式、离心式和轴流式空压机。而煤矿用的绝大多数是活塞式 （往复式）和回转式，尤以活塞式（往复式）为最多。
二、活塞式空气压缩机的工作原理及其结构
（一）活塞式空气压缩机的工作原理
6 、安全与调节装置
因风动工具间歇工作，而空压机却连续供气，所以当风包 中气体压力超出整定压力值时，利用压力调节器和减荷阀调节， 使空压机少供或不供给风包压缩空气；或利用安全阀泄出一部 分压缩空气于大气中，以降低风包或中间冷却器的压力，保证空 压机安全运转。
空压机工作原理图
§7-2 活塞式空气压缩机安全保护装置
空压机的气阀
3 、传动机构
传动机构由联轴器（或胶带轮）、曲轴、轴承、连杆和十字
头等主要部件组成。
4 、润滑装置
为减少相对运动部件之间的摩擦，如高、低压气缸与活塞 之间、填料与活塞杆之间，机械传动部件之间都需要润滑。润 滑装置有滤油器、油泵、油管及压力表等.
5 、冷却装置
为提高空压机效率和使其安全运转，冷却装置设有气缸壁水 套，中间冷却器，后冷却器和润滑油冷却器等。
4L 一20 / 8 型活塞式空压机
其主要结构组成有： 1 、机体 机体由机身、机座、 曲轴箱、中间接筒、 端接筒等部件组成。
2 、压缩机构
气缸、吸气阀、排气
阀和活塞等部件组成。
气阀由阀片、阀座、
阀盖、弹簧和螺栓
等组成。 如下图所示：
1—中间冷却器；2—曲轴；3—连杆；4—十字头；5—胶带轮； 6—机身； 7—压力表；8—减荷阀；9—一级气缸体；10—一级活塞； 11—一级填料箱；
5、 实际膨胀线4′～1′和实际压缩线2′～3′要比理论膨胀线4～ 1 和理论压缩线2 ～ 3 的弯曲度要大些。
6 、活塞式空压机的压容图所包围的面积，表示在一个循环
过程中可消耗功率的多少，故又称为“示功图”。W
V2
V 1
PdV
（二）活塞式空压机的主要结构 以4L 一20 / 8 型活塞式空压机为例： 型号含义： 4 ― 设计序号 L ― 结构型式代号 20 ― 额定排气量 （米3 ／分钟） 8 ― 额定排气压力 （公斤／厘米2）
二 释压阀
压风管路释压阀安装位置图
1 一安全阀，2 一压力表，3 、 4 、5 一闸板阀，6 一释压阀，7 一风包
释压阀的特点 大口径的安全突破口。释压阀在爆炸气浪的冲击下能立即
瞬间打开泄压，从而保护气缸、排气管、储气罐等不被损坏。 《 煤矿安全规程》 规定： 在风包出口管路上必须加装释压阀，释压阀的口径不得小于出风管 的直径，释放压力应为空气压缩机最高工作压力的1.25～1.4倍。
12—一级进气阀；13——级排气阀；14—二级气缸体； 15—二级活塞； 16—二级填料箱；17—二级进气阀；18—二级排气阀；19—安全阀； 20—粗滤油器；21—齿轮泵组件；22—压力调节器
吸气阀
排气阀
升程限制器 阀 阀片座
1 一阀座，2 一阀盖．3 一弹簧，4 一阀片， 5 一冠形螺母，6 一螺栓，7 一开口销
第七章 矿井空气压缩设备
第一节 空气压缩机用途、工作原理及其 结构
第二节 活塞式空气压缩机安全保护装置
第三节 活塞式空气压缩机使用、维护与
•
常见故障及处理
§7-1 空气压缩机用途、工作原理及其结构
课前复习
空气压缩机概述 在现代企业中，使用压缩气体的机器越来越多，气体压缩机
是近代工业生产中不可缺少的通用机器。
活塞返行时，吸入气缸内的空气被压缩，这时吸气阀被关闭， 气缸的容积逐渐缩小，压力逐渐升高的过程.
(3) 排气过程 当气缸内的空气压力升高到略大于排气管内的压力时，则推 开排气阀，压缩空气排到排气管内的过程.
(4) 膨胀过程 排气结束，排气阀关闭，残留于气缸余隙容积内的压缩空气开 始膨胀，而压力逐渐降低，直至压力降到低于吸气压力时，便开始 吸气的过程。
定义：
空气压缩机是产生压缩空气的机器，其实质上是消耗机械功以 产生高压空气的转换装置，简称空压机。
一、用途与分类 1、作用: 煤空压机是矿生产所需主要的动力设备之一。由空压 机生产的压缩空气（简称压气）用以带动风镐、风钻以及其他风动 机械进行工作。矿山空压机站一般设在井上，用管道把压缩空气送 到井下，沿大巷和上、下山到工作面，带动风动工具工作。
活塞式空压机的压容图: 将一个循环过程中气缸内的空气 压力P 和容积V 之间的变化关系，用曲线图表示出来，这 个曲线图就称为活塞式空压机的压容图，如图所示。
P
P1—吸入空气的压力； P2—排气管内压缩空气的压力； 1～2—直线段为理论吸气线； 1′～2′—曲线段为实际吸气线； 2～3—曲线段为理论压缩线； 2′～3′—曲线段为实际压缩线； 3～4—直线段为理论排气线；
3′～V 4′—曲线段为实际排气线；
4～1—曲线段为理论膨胀线； 4′～1′—曲线段为实际膨胀线
活塞式空压机气缸中空气状态变化的压容图
实际工作过程中，活塞式空压 机的压容图的具有以下特点：
1 、余隙容积Vo
2、 进气压力要略低于大气压力。
3、 排气压力要略高于风包内的压力。
4、 实际吸气线1′～2′和实际排气线3′～4′的起点处有凸出和 波动。
一 安全阀 空气压缩机必须有压力表和安全阀。 安全阀是保护空压机在额定压力下安全运转的保护装置。
一旦系统中的压力超过其整定压力时，安全阀就自动开启，把 多余的压缩空气排掉，使系统中的压力降到正常的工作压力， 保证机器安全运转。
二级压缩的空压机每一级都设有安全阀，一级安全阀安 装在中间冷却器上，二级装在排气管路或风包上。
12
3
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6
9
8
1
-气缸；2
7
-活塞；3
-活塞杆；4
-十1 字头；5-连杆；6
-曲柄；
7 -吸气阀；8 -排气阀；9-弹簧
吸气
吸气结束 压缩排气 排气终了 余隙容积
膨胀
B
源自文库
C
A
C
AB
CA B
C
A
B
C
A
B
综上, 空气压缩机的工作过程有以下四个过程:
(1) 吸气过程
活塞移动时，气缸的容积增大，压力降低，当气缸中气体压力 低于缸外大气压力时，吸气阀被打开，空气在大气压力作用下进入 气缸内的过程.
1 一电动机2 一空压机3 一滤风器4 一风包 5 一输气管道 6 一风动工具
2、分类：
按原理和结构不同，可以分为：活塞式（往复式）、回 转式、离心式和轴流式空压机。而煤矿用的绝大多数是活塞式 （往复式）和回转式，尤以活塞式（往复式）为最多。
二、活塞式空气压缩机的工作原理及其结构
（一）活塞式空气压缩机的工作原理
6 、安全与调节装置
因风动工具间歇工作，而空压机却连续供气，所以当风包 中气体压力超出整定压力值时，利用压力调节器和减荷阀调节， 使空压机少供或不供给风包压缩空气；或利用安全阀泄出一部 分压缩空气于大气中，以降低风包或中间冷却器的压力，保证空 压机安全运转。
空压机工作原理图
§7-2 活塞式空气压缩机安全保护装置
空压机的气阀
3 、传动机构
传动机构由联轴器（或胶带轮）、曲轴、轴承、连杆和十字
头等主要部件组成。
4 、润滑装置
为减少相对运动部件之间的摩擦，如高、低压气缸与活塞 之间、填料与活塞杆之间，机械传动部件之间都需要润滑。润 滑装置有滤油器、油泵、油管及压力表等.
5 、冷却装置
为提高空压机效率和使其安全运转，冷却装置设有气缸壁水 套，中间冷却器，后冷却器和润滑油冷却器等。
4L 一20 / 8 型活塞式空压机
其主要结构组成有： 1 、机体 机体由机身、机座、 曲轴箱、中间接筒、 端接筒等部件组成。
2 、压缩机构
气缸、吸气阀、排气
阀和活塞等部件组成。
气阀由阀片、阀座、
阀盖、弹簧和螺栓
等组成。 如下图所示：
1—中间冷却器；2—曲轴；3—连杆；4—十字头；5—胶带轮； 6—机身； 7—压力表；8—减荷阀；9—一级气缸体；10—一级活塞； 11—一级填料箱；
5、 实际膨胀线4′～1′和实际压缩线2′～3′要比理论膨胀线4～ 1 和理论压缩线2 ～ 3 的弯曲度要大些。
6 、活塞式空压机的压容图所包围的面积，表示在一个循环
过程中可消耗功率的多少，故又称为“示功图”。W
V2
V 1
PdV
（二）活塞式空压机的主要结构 以4L 一20 / 8 型活塞式空压机为例： 型号含义： 4 ― 设计序号 L ― 结构型式代号 20 ― 额定排气量 （米3 ／分钟） 8 ― 额定排气压力 （公斤／厘米2）
二 释压阀
压风管路释压阀安装位置图
1 一安全阀，2 一压力表，3 、 4 、5 一闸板阀，6 一释压阀，7 一风包
释压阀的特点 大口径的安全突破口。释压阀在爆炸气浪的冲击下能立即
瞬间打开泄压，从而保护气缸、排气管、储气罐等不被损坏。 《 煤矿安全规程》 规定： 在风包出口管路上必须加装释压阀，释压阀的口径不得小于出风管 的直径，释放压力应为空气压缩机最高工作压力的1.25～1.4倍。
12—一级进气阀；13——级排气阀；14—二级气缸体； 15—二级活塞； 16—二级填料箱；17—二级进气阀；18—二级排气阀；19—安全阀； 20—粗滤油器；21—齿轮泵组件；22—压力调节器
吸气阀
排气阀
升程限制器 阀 阀片座
1 一阀座，2 一阀盖．3 一弹簧，4 一阀片， 5 一冠形螺母，6 一螺栓，7 一开口销
第七章 矿井空气压缩设备
第一节 空气压缩机用途、工作原理及其 结构
第二节 活塞式空气压缩机安全保护装置
第三节 活塞式空气压缩机使用、维护与
•
常见故障及处理
§7-1 空气压缩机用途、工作原理及其结构
课前复习
空气压缩机概述 在现代企业中，使用压缩气体的机器越来越多，气体压缩机
是近代工业生产中不可缺少的通用机器。