旋转螺杆式空气压缩机的工作原理

什么是旋转螺杆式空气压缩机?

旋转螺杆式空气压缩机可产生稳定的流量,是各种工业应用的理想选择。热门应用包括小型机加工车间、食品和饮料生产、汽车制造、制药等。旋转螺杆式空气压缩机经久耐用、高效节能,是工业和商业企业的理想选择。无论您需要的是直接驱动还是皮带驱动、固定转速还是可变转速、低马力还是高马力以及 CFM 的空气压缩机,加德纳丹佛都有全面的机型供您选择。

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了解我们的旋转螺杆式空气压缩机

旋转螺杆式空气压缩机如何工作?

喷油旋转螺杆式空气压缩机是一种多功能工业机械,通过连续旋转运动将动力有效地转化为压缩空气。这种压缩机通常称为双螺杆压缩机(图 1),由两个转子组成,每个转子都有一组螺旋叶片,连接在一根轴上。一个转子称为雄转子,另一个转子称为雌转子。公转子上的叶片数和母转子上的楞数因压缩机制造商而异。不过,为了提高效率,雌转子的凹谷(楞)在数量上总是多于雄转子的叶片。外螺纹叶片就像一个连续的活塞,沿着内螺纹楞向下滚动,而内螺纹楞就像一个气缸,不断地截留空气和减少空间。

螺杆压缩机工作原理

图 1:双螺杆压缩机

随着旋转,公叶的前导条到达母槽的轮廓,并将空气截留在之前形成的袋中。空气沿着内转子槽向下移动,并随着体积的减小而被压缩。当公转子叶片到达凹槽末端时,滞留的空气就会从气嘴排出(图 2)。

 
螺杆压缩机转子

图 2

这种双螺杆压缩机可以无油或喷油。如果是油润滑压缩机,则需要注入机油。 


机油具有四种重要功能:

  • 制冷
  • 润滑
  • 密封
  • 噪音消散
 

油冷却和分离

压缩机的目的是将轴功转化为有用的输出,即气流。由于压缩空气会产生热量,所有热量都会保留在压缩腔内;这就是绝热压缩。如果在压缩过程中增加或减少了热量,则称为等温压缩。

喷油螺杆压缩机的压缩过程接近等温,因为压缩过程中产生的热量几乎被油驱散。

 

注入压缩室的油温一般控制在 60-700 摄氏度之间。排放温度必须保持在压力露点以上,以避免湿气凝结而混入油中。恒温阀可控制循环到油冷却器或旁路的油量,以便在较大的环境温度范围内保持所需的温度。

压缩空气和油的混合物离开空气末端,进入分离器,在分离器中,通过改变方向和速度,将大部分油从压缩空气中分离出来。然后使用聚结过滤器去除剩余的油,这样油的残留量就非常低(通常为 2-5 ppm)。

旋转螺杆压缩机油冷却和分离
图 3:油冷却和分离

 

空气后冷却器

除了冷却机油外,空气后冷却器还用于冷却排出的空气和去除多余的水分。

在大多数应用中,散热器式冷却器(图 4)用于从压缩过程中回收热量,并将其用于设备加热。水冷式热交换器也可用于大多数旋转式螺杆压缩机。

螺杆压缩机 空气冷却器
图 4:空气冷却器

Compressor efficiency

所有空气压缩机的效率都低于 100%。衡量压缩效率的最佳方法是查看其等熵效率。压缩的等熵效率是理想等熵功与实际功的比值:

nc =  压缩机等熵功 (ws)
      压缩机实际功 (wa)

 

当我们提高空气的压力时,温度会升高,因此流体的熵也会增加。熵是能量损失的量度。与理论上的压缩机相比,实际压缩机需要更多的功才能将空气压力提升到相同的出口压力。

但压缩效率并不是全部。压缩机取决于空气压缩机的效率和压缩室,但其总能耗还取决于若干损耗和组件的效率。(See Figure 5)

实际上,需要有一种衡量标准来比较一种压缩机和另一种压缩机的效率。

压缩机总耗电量

图 5.压缩机总耗电量

因此,使用的比能量等于在特定时间(分钟)内将一定量的空气(立方米)压缩到特定压力(巴格)所需的功。单位为千瓦。

比能量 = 能量     /单位体积 kW
       m³/min

比能量和压缩机组的效率取决于其所有组件的效率以及整个系统的压降。可以测量进气阀和吸气箱、空气过滤器、管道和油分离器的压降。

加德纳丹佛旋转螺杆式空气压缩机

旋转螺杆式空气压缩机可产生稳定的流量,是各种工业应用的理想选择。热门应用包括小型机加工车间、食品和饮料生产、汽车制造、制药等。 


旋转螺杆式空气压缩机经久耐用、高效节能,是工业和商业企业的理想选择。无论您需要的是直接驱动还是皮带驱动、固定转速还是可变转速、低马力还是高马力以及 CFM 的空气压缩机,加德纳丹佛都有全面的机型供您选择。

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