空氣壓縮機是一種壓縮空氣、提高氣體壓力和輸送氣體的機器,也是將原動機供給機械能轉化成氣體壓力能的一種轉化裝置,消防員所使用的空氣呼吸器便可以利用空氣壓縮機來充氣。空氣壓縮機按款式不同可以分為活塞式空氣壓縮機、螺桿式空氣壓縮機以及離心式空氣壓縮機三種,它們的工作原理有所不同。

 

  一、活塞式空氣壓縮機工作原理

 

  電動機通過傳動裝置使曲軸6作圓周運動,同時曲軸6又通過連桿5帶動活塞3在氣缸內作往復直線運動。當活塞3向右運動時,氣缸4內產生真空,外界空氣在大氣壓力作用下,推開吸氣閥2進入氣缸4內腔中。

 

  當活塞反向向左運動時,吸氣閥2關閉,空氣受到壓縮,待這壓縮進行到一定程度(即氣缸內壓力達到一定數值)時,排氣閥1被打開,氣體排出,當活塞行至氣缸4左端時,排氣結束,完成了一個循環,曲軸6至此恰好轉了一圈。

 

  這樣,在吸氣閥和排氣閥的控制下,周而復始地重復進行著吸氣和排氣過程,從而實現了對氣體的吸入、壓縮、排出及供氣過程。

 

  二、螺桿式空氣壓縮機工作原理

 

  螺桿壓縮機的氣缸里面平行地布置著兩個按一定傳動比反向旋轉又互相嚙合的螺旋形轉子。節圓外具有凸齒的轉子稱為陽轉子;節圓內具有凹齒的轉子稱為陰轉子。

 

  一般陽轉子與原動機連接,由陽轉子經同步齒輪組帶動陰轉子轉動。螺桿壓縮機工作時,氣體經吸入口分別進入陰陽螺桿的齒間容積,隨著螺桿的不斷旋轉,各自的齒間容積也不斷增大,當齒間容積達到最大值時與吸氣口斷開,吸氣過程結束。

 

  壓縮過程是緊隨其后進行的,陰陽螺桿的相互嚙合使齒間容積值不斷減小,氣體的壓力逐漸提高,當齒間容積與排氣口相通時,壓縮過程結束而進入排氣過程。

 

  在排氣過程中,螺桿的不斷旋轉連續地將壓縮后的氣體送至排氣管道,一直到齒間容積達到最小值為止。隨著轉子的連續回轉,上述過程周而復始地重復進行。

 

  螺桿式空氣壓縮機按壓縮腔是否噴入潤滑油,又可以劃分為噴油螺桿式空氣壓縮機和無油螺桿式空氣壓縮機。

 

  1、噴油螺桿式空氣壓縮機

 

  噴油螺桿式空氣壓縮機采用的是陽轉子帶動陰轉子,兩轉子之間是接觸的,如同齒輪傳動,接觸面之間大量摩擦,在壓縮空氣的過程中,有熱量產生,需噴入大量的潤滑油,壓縮空氣與潤滑油混合后一道升壓,再離開壓縮腔,然后再通過油氣分離器分離。

 

  2、無油螺桿式空氣壓縮機

 

  無油螺桿式空氣壓縮機則完全不同,該機壓縮腔由一對不接觸的陰陽螺桿轉子組成,在壓縮的過程中,陽轉子和陰轉子的運動是靠一對同步齒輪做非常精密的傳動,轉子既要保證對空氣進行壓縮,又要保證優良的氣密性,所以轉子的加工工藝要求極高,無油壓縮機采用無油潤滑螺桿嚙合實現壓力升高。

 

  三、離心式空氣壓縮機工作原理

 

  離心式空氣壓縮機是利用高速旋轉的葉輪使空氣受到離心力的作用產生壓力,同時獲得速度,離開葉輪后空氣經擴壓器等擴張通道將動能逐漸轉化為壓力能,從而使壓力得到提高。

 

  一級壓縮后的空氣流入擴壓器,使速度降低,壓力提高。再經彎道、回流器使氣體流入下一級繼續壓縮。由于氣體在壓縮過程中溫度升高,氣體在高溫壓縮時,消耗功將會增大。

 

  為了減少壓縮功耗,故在壓縮過程中采用中間冷卻,由第一級出口的氣體不直接進入第二級,而是通過蝸室和出氣管,引到中間冷卻器進行冷卻,冷卻后的低溫氣體,再經吸氣室進入第二級進行壓縮。然后再經下一級壓縮,最后,由最末級出來的高壓氣體經排氣管排出。

 

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