容積式壓縮機(jī)壓縮機(jī)及其分類

壓縮機(jī)是壓縮氣體以提高氣體壓力的機(jī)械，如氣泵、壓氣機(jī)等，根據(jù)壓縮氣體的方式不同，可分為容積式壓縮機(jī)和動力式壓縮機(jī)。依靠壓縮腔的內(nèi)部容積縮小來提高氣體或蒸氣壓力的壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，利用燃?xì)馔钙綁嚎s氣體的壓縮機(jī)為動力式壓縮機(jī)。其中容積式壓縮機(jī)可分為往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，動力式壓縮機(jī)可分為噴射式和透平式。具體分類如圖1。

容積式壓縮機(jī)是指依靠改變工作腔來提高氣體壓力的壓縮機(jī)。由于容積式壓縮機(jī)大多有活塞，故又稱“活塞式”壓縮機(jī)。容積式壓縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)的不同又有往復(fù)活塞和回轉(zhuǎn)活塞之分，前者簡稱“往復(fù)式”，后者簡稱“回轉(zhuǎn)式”。

容積式壓縮機(jī)壓力比

壓縮機(jī)末級排氣管處壓力（壓縮機(jī)的名義排氣壓力）與第一集進(jìn)氣管處壓力（壓縮機(jī)的名義吸氣壓力）之比，即壓縮機(jī)的（名義）壓力比。各級排氣壓力與其吸氣壓力之比成為級的（名義）壓力比。某及壓縮終了時工作腔內(nèi)的壓力與該級進(jìn)氣終了壓力之比，活塞壓縮機(jī)中稱為該級實(shí)際壓力比?；剞D(zhuǎn)壓縮機(jī)中稱為內(nèi)壓力比。

容積式壓縮機(jī)工作腔及相關(guān)概念

工作腔：容積式壓縮機(jī)中用來壓縮氣體的腔室。壓縮機(jī)的工作腔一般因?yàn)榇嬖谟嘞度莘e而沒有完全利用。

工作容積：工作腔中實(shí)際用來處理氣體的那部分容積。

余隙容積：指排氣過程結(jié)束后仍殘留有高壓氣體的那部分空間。

排量：壓縮機(jī)一轉(zhuǎn)中所形成的總工作容積的大小。排量能真正反映壓縮機(jī)的大小，在微型制冷、空調(diào)中廣泛應(yīng)用，單位為m³·cm³。

理論容積流量q_Vth：壓縮機(jī)單位時間內(nèi)形成的工作容積之和，等于每轉(zhuǎn)工作容積與轉(zhuǎn)速之積，單位為m³/min，m³/h，m³/s。

容積式壓縮機(jī)的工作原理是依靠工作腔容積的變化來壓縮氣體或蒸汽，因而它具有容積可周期變化的工作腔。

容積式壓縮機(jī)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)器轉(zhuǎn)速的改變對工作容積的變化規(guī)律沒直接影響，故壓力與流量關(guān)系不大，工作穩(wěn)定性較好；

（2）氣體的吸入、排出與氣體性質(zhì)無關(guān)，故適應(yīng)性強(qiáng)、易達(dá)到較高壓力；

（3）機(jī)器熱效率高（因?yàn)樾孤┥伲?

（4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往復(fù)式的易損件較多；

（5）氣體脈動大，易引起氣柱、管道振動。

可靠性是指壓縮機(jī)能連續(xù)完成任務(wù)所規(guī)定的性能參數(shù)的能力（中間可維修或更換零部件），并用可靠度來表示。廣義的可靠性包括可維修性。一個機(jī)器的可靠性包括：可靠性設(shè)計；可靠性制造；可靠性運(yùn)行管理；可靠性維修。

壓縮機(jī)的可靠性是由零部件的可靠性組成的。

容積式壓縮機(jī)分類

零部件的可靠性分4類：

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠性；結(jié)構(gòu)、制造精度合理；

（2）強(qiáng)度可靠性；連桿螺栓最不安全，其次是活塞桿（為拉壓交變載荷，需著色探傷）；

（3）剛度可靠性；機(jī)身、曲軸、連桿、氣缸等剛度要求高；

（4）磨損可靠性。用PV來限制。磨損：高壓級>低壓級，高轉(zhuǎn)速>低轉(zhuǎn)速。氣閥：閥片磨損。

容積式壓縮機(jī)活塞桿的斷裂原因

壓縮機(jī)中常發(fā)生帶螺紋的活塞桿斷裂并釀成事故。

活塞桿斷裂有下列三種可能性：（1）材料或制造的缺陷；（2）螺母的預(yù)緊力未達(dá)到設(shè)計要求；（）活塞桿嚴(yán)重傾斜。

容積式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)

往復(fù)式壓縮機(jī)主要包括工作腔部分、傳動部分、機(jī)身部分和輔助部分，具體如圖2。

（1）工作腔部分包括：氣缸、氣閥（包括吸氣閥和排氣閥）、活塞；

（2）傳動部分指利用曲軸連桿機(jī)構(gòu)化旋轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運(yùn)動的裝置，包括：曲軸、連桿、十字頭、活塞桿、十字頭銷、曲柄銷；

（3）機(jī)身部分：支承（連接）氣缸與傳動部分的零部件；

（4）輔助部分包括：潤滑、冷卻、調(diào)節(jié)、安全閥、消音器、濾清器、緩沖器等。

容積式壓縮機(jī)工作流程

當(dāng)活塞從氣缸蓋處（外止點(diǎn)）開始向下運(yùn)動時，氣缸內(nèi)的上部容積逐漸增大，壓力降低，這時外界氣體沿進(jìn)氣管沖開進(jìn)氣閥流入氣缸中，直到活塞達(dá)到最下位置（內(nèi)止點(diǎn)），這時進(jìn)氣開始關(guān)閉。在反向運(yùn)動時，亦即當(dāng)活塞向上運(yùn)動時，則該容積縮小，其中氣體被壓縮，當(dāng)它的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)計好的程度（或稍大于排氣管的壓力），排氣閥被打開，氣體排入排氣管中，直到活塞運(yùn)動到最上位置（外止點(diǎn)）時，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)運(yùn)動機(jī)構(gòu)不停的運(yùn)動時，上述過程則重復(fù)進(jìn)行?？傊?，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運(yùn)動一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，壓縮，排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)，稱為一級。

容積式壓縮機(jī)多級壓縮

多級壓縮具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）存在中間冷卻器，可以省功；（2）可降低排氣溫度T_d，提高λ_V，降低活塞力。

多級壓縮存在級數(shù)選擇的問題。若級數(shù)過多，則會使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、設(shè)備費(fèi)用多，同時造成摩擦損失多、流動損失多、中間冷卻裝置多、動力費(fèi)用多。確定技術(shù)的原則為一定的排氣溫度下，盡可能少級數(shù)、少重量。

容積式壓縮機(jī)提高壓縮機(jī)排氣量幾種常用的途徑

提高壓縮機(jī)排氣量幾種常用的途徑主要包括以下幾種方式：

（1）盡可能減小氣缸余隙容積；

（2）盡可能改善氣缸的冷卻狀況，或者降低第1級進(jìn)氣溫度；

（3）適當(dāng)擴(kuò)大氣缸的內(nèi)徑，增大氣缸的行程容積；

（4）減少壓縮機(jī)外泄漏量；

（5）增加壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高單位時間工作循環(huán)次數(shù)。

與壓縮式壓縮機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，操作容易；（2）運(yùn)動件的動力平衡性能好，機(jī)器轉(zhuǎn)速高；（3）進(jìn)、排氣間歇小，壓力脈動小。其缺點(diǎn)是：（1）運(yùn)動件密封比較困難，難達(dá)到高的終了壓力；（2）由于泄漏，熱效率一般低于往復(fù)式壓縮機(jī)。

螺桿壓縮機(jī)、單螺桿壓縮機(jī)、滑片壓縮機(jī)、液環(huán)壓縮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)均屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

運(yùn)用最廣泛的為螺桿壓縮機(jī)。螺桿壓縮機(jī)一般都是指雙螺桿壓縮機(jī)，它由一對陽、陰螺桿構(gòu)成，是回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種，在化工、制冷及空氣動力工程中，它所占的比例越來越大。螺桿壓縮機(jī)的容積流量范圍是2~500m³/min，終了壓力一般小于1.2MPa，個別場合可達(dá)4.5MPa。

螺桿壓縮機(jī)分為干式和濕式兩種。干式指工作腔中不噴液，壓縮氣體不會被感染。濕式指工作腔噴入潤滑油或其他液體，借以冷卻被壓縮的氣體，改善密封，并可潤滑陰、陽轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)自身轉(zhuǎn)動。在化工系統(tǒng)中，大都采用干式結(jié)構(gòu)，而空氣動力工程與制冷領(lǐng)域中常采用濕式。

螺桿壓縮機(jī)中，原動機(jī)與陽螺桿相連，陽螺桿通過一對同步齒輪，帶動陰螺桿按固定傳動比轉(zhuǎn)動。陰陽螺桿的兩端都分別由滑動軸承支撐，左端有軸向止推軸承承受軸向載荷。其進(jìn)氣孔口開在右下方。氣缸由冷卻水進(jìn)行冷卻，在轉(zhuǎn)子端面與軸承之間設(shè)有密封，防止氣體沿轉(zhuǎn)子軸向泄漏。如圖3，為螺桿壓縮機(jī)的工作過程，包括吸氣、壓縮、排氣過程。2100433B

回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)通過一個或幾個部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來完成壓縮腔內(nèi)部容積變化的容積式壓縮機(jī)。包括滑片式、滾動活塞式、螺桿式和渦旋式壓縮機(jī)。 回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)是工作容積作旋轉(zhuǎn)動動的容積式壓縮機(jī)。氣體壓縮和壓力變化是依靠容積變化來實(shí)現(xiàn)的，而容積的變化又是通過壓縮機(jī)的一個或幾個轉(zhuǎn)子在氣缸里作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來達(dá)到的，與往復(fù)壓縮機(jī)不同的是，其容積在周期性地擴(kuò)大和縮小的同時，空間位置也在不斷變化。只要在氣缸上合理地配置吸氣和排氣孔口，就可以實(shí)現(xiàn)吸氣，壓縮和排氣等基本工作過程

簡介

本書收有容積式壓縮機(jī)專業(yè)詞匯共8000余條。

容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)修訂背景

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已正式頒布了ISO1217-2009《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對規(guī)范壓縮機(jī)行業(yè)國際貿(mào)易及統(tǒng)一評價壓縮機(jī)性能具有重要的意義。《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-1998）是按ISO1217-1996 標(biāo)準(zhǔn)制定的，與ISO1217-2009國際標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差別。因此，急需對《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-1998）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，2014年中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會以國標(biāo)委綜合〔2014〕67號文正式批準(zhǔn)立項修訂《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》。

容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)編制進(jìn)程

2014年11月19日，國家標(biāo)準(zhǔn)計劃《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（20140862-T-604）下達(dá)，項目周期36個月，由TC145（全國壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）歸口上報及執(zhí)行，主管部門為中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會。全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺顯示，該計劃已完成網(wǎng)上公示、起草、征求意見、審查、批準(zhǔn)、發(fā)布工作。

2017年11月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-2017）由中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布。

2018年5月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-2017）實(shí)施，全部代替標(biāo)準(zhǔn)《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 15496-2003），全部代替標(biāo)準(zhǔn)《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-1998）。

容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)修訂依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-2017）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)修訂情況

《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-2017）與《容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)》（GB/T 3853-1998）相比，除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下：

1. 修改、新增了部分術(shù)語和定義，按ISO標(biāo)準(zhǔn)對條款號進(jìn)行了調(diào)整；

2. 修改所需質(zhì)量比能、所需容積比能（比功率）、相對余隙容積、絕對濕度的符號為e_m、e_v、E、H₁，增加了制造公差、流量、混合比的符號m、q、x；

3. 增加了級間冷卻器溫度的代號int；

4. —補(bǔ)充修改了采用吸入容積流量法測量流量的條件；

5. 修改了吸氣壓力修正系數(shù)的計算方法；

6. 增加了修正后功率的計算；

7. 修改原附錄A、附錄E、附錄F為附錄H、附錄F、附錄G；增加了液環(huán)壓縮機(jī)驗(yàn)收試驗(yàn)方法；

8. 增加了裸裝壓縮機(jī)、集裝壓縮機(jī)簡化性能試驗(yàn)中以工藝氣體為介質(zhì)時的要求；

9. 修改了裸裝壓縮機(jī)、集裝壓縮機(jī)功率試驗(yàn)所允許的最大偏差，由±20%改為±10%；

10. 增加了關(guān)于可變轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)的相關(guān)性能測量；增加了電動機(jī)驅(qū)動的集裝容積式變速壓縮機(jī)驗(yàn)收試驗(yàn)；

11. 按ISO標(biāo)準(zhǔn)修改了一般用空壓機(jī)性能試驗(yàn)的儀表精度；

12. 修改了測量參數(shù)的允許波動范圍；

13. 修改冷卻水流量計的允許誤差，由±2%改為±5%；

14. 刪除一般用空壓機(jī)油耗測量方法。

容積式壓縮機(jī)—驗(yàn)收試驗(yàn)起草工作

主要起草單位：合肥通用機(jī)械研究院、合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測院有限公司、上海英格索蘭壓縮機(jī)有限公司。

主要起草人：陳向東、喻志強(qiáng)、于洋、林麗華。