單螺桿空壓機

1960年法國辛麥恩(B.Zimmern)提出了單螺桿壓縮機的構想，并獲得專利權，1962年試制出第一臺樣機，70年代初期由法國標致汽車公司正式生產投放市場。70年代末期，荷蘭、英國和日本等國家先后開發(fā)生產制冷、空調用單螺桿壓縮機，其形式有開啟式和半封閉式兩種。80年代末又推進技術，發(fā)展制造出石油、化工、礦山等行業(yè)用的壓縮各種氣體(包括空氣、易燃易爆及有毒氣體)的單螺桿壓縮機。世界上已有英、法、美、日、荷蘭等國家的廠商可以生產出不同規(guī)格單螺桿壓縮機。

國外生產單螺桿壓縮機的主要廠商有:

1.日本

三井精機公司(MITSURSEIKI)

小松制作所(KOMATSU)

大金工業(yè)公司(DAIKININDUSTRIES)

三菱電機公司(MITSUBISHIELECTRIC)

巖田涂裝機工業(yè)公司(IWATAAIRCOMPRESSORMGT)

2.美國

德萊塞-蘭德公司(DRESSER-RAND)

格里邁爾斯密特公司(GRIMMERSCHMIDT)

芝加哥風動公司(CHICAGOPNEUMATIC)

美國海軍(USNAVY)

3.法國

標致汽車公司(PEUGOT)

克利貝里公司(CREPLLE)

4.英國

APV公司(APVHALLPRODUCTS)

5.荷蘭

格拉莎公司

單螺桿壓縮機由一個圓柱螺桿和兩個對稱布置的平面星輪組成嚙合副，裝在機殼內。螺桿螺槽、機殼(氣缸)內壁和星輪齒構成封閉容積。動力傳到螺桿軸上，由螺桿帶動星輪旋轉。氣體(工質)由吸氣腔進入螺槽內，經壓縮后通過排氣孔口和排氣腔排出。星輪的作用相當于往復活塞壓縮機的活塞，當星輪齒在螺槽內相對運動時，封閉容積逐漸減小，氣體受到壓縮。

單螺桿壓縮機的螺桿具有6個螺槽，星輪有11個齒，相當于6個氣缸，兩個星輪同時與螺槽嚙合，因此，螺桿每旋轉一周相當于12個氣缸在工作。

單螺桿壓縮機卓越的性能除了具有回轉壓縮機的結構簡單、體積小和無氣閥組件等特點外，還具有獨特的優(yōu)點。

1、結構合理，具有理想的力平衡性。

由于星輪在螺桿兩側對稱配置，作用于螺桿上的徑向氣體互相抵消，同時作用于螺槽內的氣體軸向負荷也互相抵消，另外在螺桿的兩端面間有引氣通道，故作用在螺桿兩端面上的氣體力也自行抵消。因此螺桿不承受任何徑向或軸向氣體力，星輪齒上所受的氣體力很小，只及活塞式壓縮機或雙螺桿壓縮機的1/30左右。

2、高效節(jié)能。

單螺桿壓縮機工作時，蝸桿每轉一周，每一蝸槽均工作兩次，使蝸槽空間得以充分利用，與其它回轉式壓縮機相比，其結構尺寸要小，此外蝸桿的蝸槽深度隨壓縮腔壓力的增大而變淺，在排氣結束時為零，在理論上不存在余隙容積，其容積效率高。單螺桿壓縮機具有完整的控制系統(tǒng)，具有伺服式無級自動調節(jié)氣量，自動卸載與負載轉換，自動停機與自動啟動等功能，以滿足用戶不同用氣量的需求，節(jié)能顯著，空載運行時，其動耗可減少60%。

3、低震動，噪音小。

由于壓縮機主機設計合理，高速輕載，嚙合副線型設計先進。蝸桿每旋轉一周產生12個壓縮循環(huán)，每分鐘排氣達35280次，排氣基本沒有脈動現象，因此振動極小，加之采用了消音，隔音裝置，故噪音很低，能保持較安靜的工作環(huán)境，由于上述原因，壓縮機滿負荷運轉時，一枚硬幣直立在機身上也不會倒下。

4、壽命長。

單螺桿壓縮機主機結構新穎。蝸桿桿沒有軸向力和徑向力的負荷，處于受力完全平衡狀態(tài)，軸承壽命長達100000小時，克服了雙螺桿空壓機軸承易損的缺點，其耐用度超過了他類型空壓機。

5、高可靠性。

FHOG壓縮機設計上的科學技術領先，精良的生產工藝，高精度的專用設備，使產品質量得以確保，日常運行中僅需定期更換空氣濾精芯、油過濾芯、油氣分離精濾芯和壓縮機油，使維修費用降到最低程度，整機布局緊湊合理，體積小巧美觀，箱罩拆卸，更換零部件十分快捷方便，安裝快速，不需安裝基礎一旦安放就位即可使用。

6、安全運行裝置。

操作控制面設有監(jiān)控裝置，顯示各種有關參數與工況，運行狀況、故障顯示一目了然，精心設置了超壓保護、超溫保護、電機過載保護、斷水保護，斷相及相充保護，油濾器堵塞燈光報警等。緊急停車時，超溫保護、過載保護等均附加了互鎖保護功能。另外PLC控制，人機界面，多機聯控，運程和網上監(jiān)控等，多種控制模式可供用戶選擇。

單螺桿空壓機的主要缺點是中、高頻率的噪聲較大，嚙合副與機殼的幾何形狀和相互位置精度要求高。另外，在壓縮機起動和停機過程中，由于轉速過低，建立流體動力潤滑的條件受到破壞，會使螺桿和星輪齒受到一定程度的磨損，從而導致壓縮機的性能隨運行時間延長而降低，需要定期維修或更換星輪。

1)吸氣過程。 螺桿螺槽在星輪齒尚未嚙入前與吸氣腔相通,處于吸氣狀態(tài)。當螺桿轉到一定位置，星輪齒將螺槽封閉，吸氣過程結束(圖a)。

2)壓縮過程。吸氣過程結束后，螺桿繼續(xù)轉動，隨著星輪齒沿著螺槽推進，封閉的齒間容積逐漸減小，實現氣體的壓縮過程。當齒間容積與排氣孔口連通時，壓縮過程結束(圖b)。

3)排氣過程。當齒間容積與排氣孔口連通后，由于螺桿繼續(xù)旋轉，被壓縮氣體通過排氣孔口輸送至排氣管，直至星輪齒脫離該螺槽為止(圖c)。

從上述工作原理可以看出，單螺桿空壓機具有內壓縮過程。即氣體先被吸入后，被封閉在螺桿、機殼和星輪之間的齒間容積內，氣體的壓縮是靠齒間容積的縮小實現的。其內壓縮的程度決定于所設計的排氣孔口位置。單螺桿空壓機的內容積比變化范圍一般為2~5。

用可靠性高的螺桿式空壓機取代易損件多、可靠性差的活塞式空壓機，已經成為必然趨勢。根據統(tǒng)計:日本螺桿壓縮機1976年僅占27%，1985年則上升到85%。而西方發(fā)達國家螺桿空壓機市場占有率為80%，并保持上升勢頭。螺桿空壓機具有結構簡單、體積小、沒有易損件、工作可靠、壽命長、維修簡單等優(yōu)點。

單螺桿空壓機又稱蝸桿空壓機，單螺桿空壓機的嚙合副由一個6頭螺桿和2個11齒的星輪構成。蝸桿同時與兩個星輪嚙合即使蝸桿受力平衡，又使排量增加一倍，空壓機的體積小，每分鐘只有9立方米(9m3/min)蝸桿空壓機的重量僅為活塞式的1/6。蝸桿受力平衡使蝸桿空壓機具有一系列優(yōu)點: