單螺桿空壓機(jī)工作過程

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(dāng)螺桿轉(zhuǎn)到一定位置，星輪齒將螺槽封閉，吸氣過程結(jié)束(圖a)。

2)壓縮過程。吸氣過程結(jié)束后，螺桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動，隨著星輪齒沿著螺槽推進(jìn)，封閉的齒間容積逐漸減小，實現(xiàn)氣體的壓縮過程。當(dāng)齒間容積與排氣孔口連通時，壓縮過程結(jié)束(圖b)。

3)排氣過程。當(dāng)齒間容積與排氣孔口連通后，由于螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，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(jī)具有內(nèi)壓縮過程。即氣體先被吸入后，被封閉在螺桿、機(jī)殼和星輪之間的齒間容積內(nèi)，氣體的壓縮是靠齒間容積的縮小實現(xiàn)的。其內(nèi)壓縮的程度決定于所設(shè)計的排氣孔口位置。單螺桿空壓機(jī)的內(nèi)容積比變化范圍一般為2~5。

1960年法國辛麥恩(B.Zimmern)提出了單螺桿壓縮機(jī)的構(gòu)想，并獲得專利權(quán)，1962年試制出第一臺樣機(jī)，70年代初期由法國標(biāo)致汽車公司正式生產(chǎn)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(chǎn)制冷、空調(diào)用單螺桿壓縮機(jī)，其形式有開啟式和半封閉式兩種。80年代末又推進(jìn)技術(shù)，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(jī)。世界上已有英、法、美、日、荷蘭等國家的廠商可以生產(chǎn)出不同規(guī)格單螺桿壓縮機(jī)。

國外生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)的主要廠商有:

1.日本

三井精機(jī)公司(MITSURSEIKI)

小松制作所(KOMATSU)

大金工業(yè)公司(DAIKININDUSTRIES)

三菱電機(jī)公司(MITSUBISHIELECTRIC)

巖田涂裝機(jī)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(fēng)動公司(CHICAGOPNEUMATIC)

美國海軍(USNAVY)

3.法國

標(biāo)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(jī)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(jī)殼內(nèi)。螺桿螺槽、機(jī)殼(氣缸)內(nèi)壁和星輪齒構(gòu)成封閉容積。動力傳到螺桿軸上，由螺桿帶動星輪旋轉(zhuǎn)。氣體(工質(zhì))由吸氣腔進(jìn)入螺槽內(nèi)，經(jīng)壓縮后通過排氣孔口和排氣腔排出。星輪的作用相當(dāng)于往復(fù)活塞壓縮機(jī)的活塞，當(dāng)星輪齒在螺槽內(nèi)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(jī)的螺桿具有6個螺槽，星輪有11個齒，相當(dāng)于6個氣缸，兩個星輪同時與螺槽嚙合，因此，螺桿每旋轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于12個氣缸在工作。

單螺桿壓縮機(jī)卓越的性能除了具有回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性。

由于星輪在螺桿兩側(cè)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(nèi)的氣體軸向負(fù)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(jī)或雙螺桿壓縮機(jī)的1/30左右。

2、高效節(jié)能。

單螺桿壓縮機(jī)工作時，蝸桿每轉(zhuǎn)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(zhuǎn)式壓縮機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)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(jié)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(jī)具有完整的控制系統(tǒng)，具有伺服式無級自動調(diào)節(jié)氣量，自動卸載與負(fù)載轉(zhuǎn)換，自動停機(jī)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(jī)主機(jī)設(shè)計合理，高速輕載，嚙合副線型設(shè)計先進(jìn)。蝸桿每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生12個壓縮循環(huán)，每分鐘排氣達(dá)35280次，排氣基本沒有脈動現(xiàn)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(jī)滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，一枚硬幣直立在機(jī)身上也不會倒下。

4、壽命長。

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

5、高可靠性。

FHOG壓縮機(jī)設(shè)計上的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)先，精良的生產(chǎn)工藝，高精度的專用設(shè)備，使產(chǎn)品質(zhì)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(jī)油，使維修費用降到最低程度，整機(jī)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(chǔ)一旦安放就位即可使用。

6、安全運行裝置。

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

單螺桿空壓機(jī)的主要缺點是中、高頻率的噪聲較大，嚙合副與機(jī)殼的幾何形狀和相互位置精度要求高。另外，在壓縮機(jī)起動和停機(jī)過程中，由于轉(zhuǎn)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(dǎo)致壓縮機(jī)的性能隨運行時間延長而降低，需要定期維修或更換星輪。

用可靠性高的螺桿式空壓機(jī)取代易損件多、可靠性差的活塞式空壓機(jī)，已經(jīng)成為必然趨勢。根據(jù)統(tǒng)計:日本螺桿壓縮機(jī)1976年僅占27%，1985年則上升到85%。而西方發(fā)達(dá)國家螺桿空壓機(jī)市場占有率為80%，并保持上升勢頭。螺桿空壓機(jī)具有結(jié)構(gòu)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(jī)又稱蝸桿空壓機(jī)，單螺桿空壓機(jī)的嚙合副由一個6頭螺桿和2個11齒的星輪構(gòu)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(jī)的體積小，每分鐘只有9立方米(9m3/min)蝸桿空壓機(jī)的重量僅為活塞式的1/6。蝸桿受力平衡使蝸桿空壓機(jī)具有一系列優(yōu)點: