双螺杆压缩机原理和特点

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双螺杆压缩机原理与特点

一. 基本结构和工作原理

通常所称的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机。

螺杆压缩机的基本结构:

在压缩机的机体中,平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。

通常把节圆外具有凸齿的转子,称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子,称为阴转子或阴转子。

一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动。

转子上的最后一对轴承实现轴向定位,并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位,并承受压缩机中的径向力。

在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用,称为进气口;另一个供排气用,称作排气口。

工作原理:

螺杆压缩机的工作循环可分为进气,压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。

1.进气过程:转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。

2.压缩过程:阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小,齿沟内的气体被压缩压力提高。

3.排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。

从上述工作原理可以看出,螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。

二 螺杆压缩机的特点:

就气体压力提高的原理而言,螺杆压缩机与活塞压缩机相同,都属容积式压缩机。就主要部件的运动形式而言,又与离心压缩机相似。所以,螺杆压缩机同时具有上述两类压缩机的特点。

螺杆压缩机的优点:

1.可靠性高:螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4-8万小时。

2.操作维护方便:操作人员不必经过专业培训,可实现无人值守运转。

3.动力平衡性好:螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转。

4.适应性强:螺杆压缩机具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,在宽广范围内能保证较高的效率。

5.多相混输:螺杆压缩机的转子齿面实际上留有间隙,因而能耐液体冲击,可压送含液气体,含粉尘气体,易聚合气体等。

螺杆压缩机的缺点:

1.造价高:螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具,在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外,对螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。

2.不适合高压场合:由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制,螺杆压缩机只能适用于中,低压范围,排气压力一般不能超过3.0Mpa。

3.不能制成微型:螺杆压缩机依靠间隙密封气体,目前一般只有容积流量大于0.2m3/min,螺杆压缩机才具有优越的性能。

一、螺杆式压缩机原理介绍

原理介绍

螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子,两转子都有几个凹形齿,两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5~10丝,主转子(又称阳转子或凸转子),通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动),另一转子(又称阴转子或凹转子)是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动,或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触(理论上)。 转子的长度和直径决定压缩机排气量转子的长度和直径决定压缩机排气量转子的长度和直径决定压缩机排气量((流量流量))和排气压力和排气压力,,转子越长转子越长,,压力越高压力越高;;转子直径越大,流量越大流量越大。。

螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时,转子凹槽被机壳壁封闭,形成压缩腔室,当转子凹槽封闭后,润滑油被喷入压缩腔室,起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体(简称油气混合物)时,压缩腔室容积减小,向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时,油气混合物从压缩机排出,完成一个吸气——压缩——排气过程。

螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承,轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承,排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位,也就是止推轴承,抵抗轴向推力,承受径向载荷,并提供必须的轴向运行最小间隙。

工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。

二二、螺杆式压缩机的优点螺杆式压缩机的优点::

1)螺杆压缩机与活塞压缩机相同,都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。 2)可靠性高。螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达

4-8万小时。

3)操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高,操作人员不必经过长时间的专业培训,可实现无人值守运转。

4)动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转,特别适合作移动式压缩机,体积小、重量轻、占地面积少。

5)适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点,容积流量几乎不受排气压力的影响,在宽阔的范围内能保持较高效率,在压缩机结构不作任何改变的情况下,适用于多种工况。

知识链接知识链接知识链接::摘自《螺杆压缩机》——邢子文

20世纪30年代,瑞典工程师Alf Lysholm 在对燃气轮机进行研究时,希望找到一种作回转运动的压缩机,要求其转速比活塞压缩机高得多,以便可由燃气轮机直接驱动,并且不会发生喘振。为了达到上述目标,他发明了螺杆压缩机。

在理论上,螺杆压缩机具有他所需要的特点,但由于必须具有非常大的排气量,才能满足燃气轮机工作的要求,螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。尽管如此,Alf Lysholm 及其所在的瑞典SRM 公司,对螺杆压缩机在其它领域的应用,继续进行了深入的研究。

1937年,Alf Lysholm 在SRM 公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机,并取得了令人满意的测试结果。

1946年,位于苏格兰的英国 James Howden 公司,第一个从瑞典SRM 公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。

随后,欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM 公司获得了这种许可证,从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。

1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。

1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。

过随后持续的基础理论研究和产品开发试验,通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功,螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。

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螺杆式制冷压缩机行业市场需求状况

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螺杆式制冷压缩机的下游产业主要是商用中央空调行业及工业制冷行业。 随着人们对于生活、工作环境舒适性的要求不断提高,商用中央空调迅猛发展。中央空调器行业统计数据显示,我国中央空调市场近年来呈高速增长,商用中央空调行业在房地产开发、百货仓储物流、大型公共建筑建设等带动下,需求继续旺盛,预计至2010年,中央空调器销售额年均增长率约为10%~20%。螺杆机组将因此得到大力发展,在中型30RT-500RT 的中央空调领域,螺杆式制冷压缩机已经逐步取代活塞式制冷压缩机。

工业工艺水平日益要求严格,带动工业制冷设备的需求量稳步增长。我国冷冻冷藏行业占整个制冷行业的比例约为20%,远低于国际成熟市场约40%的比例。冷冻冷藏行业的市场潜力很高,尤其是中低温冷冻冷藏设备在农、渔、牧行业的发展前景非常广阔。与发达国家情况相比,大陆地区在农、渔、牧等农副产品的冷藏、冷冻、物流等方面差距很大。乐观预计工业冷冻冷藏设备2006-2010年平均增长率约为20%~25%,中性预计增速10%~20%之间。

冷冻冷藏压缩机可以分为小型冷冻冷藏压缩机和大中型冷冻冷藏压缩机,其中小型冷冻冷藏压缩机主要应用在冷柜(往复式和回转式结构为主,变频技术是未来发展方向)和冷藏车(车载型螺杆式压缩机是方向)领域;大中型冷冻冷藏压缩机主要应用在铁路冷藏车、冷藏船只、冷藏集装箱和冷库中,以往复式、螺杆式为主。螺杆式压缩机因其长期适合24小时运转的特性,以及应用于低温系统的技术不断进步,其性能与效率大幅提升,在欧美等发达国家,在低温冷冻冷藏系统中,螺杆式压缩机开始逐步取代传统的活塞式机型成为标准配置。

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