螺桿式空氣壓縮機是如何工作的?

空氣壓縮機是工業設施中的常見設備。這樣做的原因是簡單的; 需要壓縮空氣來進行廣泛的工業過程。本文探討了旋轉螺桿式壓縮機的工作原理以及各種類型、優勢和應用。

什麼是螺桿式空氣壓縮機?

螺旋式空氣壓縮機使用由螺旋齒輪組成的旋轉正排量機構,通過減小腔室的體積來壓縮空氣。它的運行模式有點像其他類型的壓縮機,例如往復式活塞和離心式壓縮機。旋轉螺桿式空氣壓縮機與往復式和離心式空氣壓縮機之間的主要區別在於它們提供恆定的壓縮空氣流,並且是 100% 佔空比的機器。

單螺桿與雙螺桿壓縮機

螺桿式壓縮機根據設計分為兩類:單螺桿和雙螺桿。

  • 單螺桿空氣壓縮機由一個主螺桿組成,該主螺桿與金屬外殼內的兩個配合的閘轉子嚙合。
  • 雙螺桿壓縮機包含兩個螺旋螺桿,它們相互嚙合以壓縮空氣。

與雙螺桿壓縮機相比,單螺桿壓縮機通常製造成本更低且更易於維護。它還以更小的尺寸提供更好的性能和效率。然而,雙螺桿壓縮機在較大尺寸時效率更高,它可以處理更高的壓力比,並且能夠在比單螺桿壓縮機更高的溫度下運行。

無油與噴油壓縮機

進一步分類螺桿空氣壓縮機,有無油型和噴油型。讓我們仔細看看下面的這些變體:

噴油螺桿壓縮機在壓縮室中含有潤滑劑,可降低運動部件之間的摩擦。然而,油不僅提供潤滑,還提供潤滑。它還用作冷卻劑以降低腔室中壓縮空氣的溫度,並通過用作液壓密封件來防止洩漏。無油壓縮機的壓縮室不含油。相反,他們使用一組正時齒輪進行旋轉,其中配合螺釘不直接相互接觸。油浸式壓縮機比無油式壓縮機實現更高的PSIG,並且由於空氣端中存在用作冷卻劑的油,因此運行溫度更低。然而,油遇到經過處理的空氣會造成污染,使油浸式壓縮機不適用於需要高純度的工業過程。無油螺桿式壓縮機的 PSIG 通常低於噴油式壓縮機,但可保持壓縮空氣不受污染,這是食品級和製藥應用中非常理想的品質。

旋轉螺桿壓縮機:它是如何工作的

那麼,螺桿式空壓機是如何工作的呢?螺桿式壓縮機的工作原理是密閉空間內的空氣壓力隨著體積的減小而增加。未壓縮的空氣通過進氣閥被吸入壓縮機。當它流經壓縮室時,嚙合螺釘的正位移作用通過迅速減小體積來加壓空氣。一系列過濾器將多餘的水分和殘留物從從出口排出機器的壓縮空氣中分離出來。

工業螺桿空壓機的主要部件

工業螺桿空氣壓縮機是用於生產壓縮空氣的高性能、高效率機器。它們是許多工業過程的重要組成部分。螺桿式空壓機的主要部件包括:

  • 進氣閥——將乾燥空氣引入燃燒室的吸氣閥。
  • 出口閥——向系統或過程供應壓縮空氣的閥門。
  • 壓縮室——發生空氣壓縮的地方;也稱為“空氣端”。
  • 空氣過濾器——存在於噴油壓縮機中,空氣過濾器將水分和油殘留物從壓縮空氣中分離出來,在出口閥處產生乾燥的空氣。
  • 油過濾器 –油過濾器淨化系統中的油,以防止污染物和不必要的殘留物積聚。它們還為機器零件提供潤滑,以實現平穩運行。
  • 油分離器 –油分離器有助於從壓縮空氣中去除殘留的油/油脂。
  • 轉子/滾子——主要的壓縮機構由帶有多個葉片的配合螺釘組成。
  • 軸承——軸承有助於最大限度地減少嚙合螺釘之間的摩擦力,確保更耐用的操作和更高的效率。

螺桿式壓縮機的應用

旋轉螺桿式壓縮機最常用於工業用途,例如製冷和空調,或用於大型製造廠的材料處理。它們也可以在小型應用中找到,例如便攜式空氣壓縮機或真空吸塵器。許多行業的運營都需要可靠的壓縮空氣流,這使得螺桿式空氣壓縮機成為理想的選擇。以下是一些使用它們的行業:

石油和天然氣

在石油和天然氣行業,螺桿式空氣壓縮機用於氣舉,將高壓氣體注入周圍地層以增加碳氫化合物的產量。其他應用包括管道維護服務、設備淨化和天然氣管道清管。

製造業

在汽車裝配、製藥和化工廠等製造設施中,操作員使用螺桿空氣壓縮機來操作壓縮動力工具,例如風鑽和液壓工具,其他應用包括設備清潔和一般維護。

食品包裝

在食品製造廠,螺桿式壓縮機提供壓縮空氣來操作用於食品包裝的吹塑機。它們還用於氣體沖洗食品包裝、產品分類和成型。無油螺桿空氣壓縮機更適合食品級應用。

建造

在建築行業,螺桿式壓縮機為操作重型工具提供高壓空氣。在吹漿、吹泥/洗孔和建築打樁作業中也需要壓縮空氣。

農業

拖拉機、泵、噴霧器和作物輸送機等重型農業設備都可以由旋轉式空氣壓縮機提供動力。除了傳統的農場,它們還用於奶牛場和溫室。

活力

石油鑽井平台中的石油鑽探發現旋轉式空氣壓縮機特別有用,為了保證船員的安全和受到保護,這些操作需要可靠的設備。它們的無火花輸送和穩定的輸出在石油鑽井平台等精密和隔離的過程中非常理想。

旋轉螺桿式壓縮機的好處

螺桿式空氣壓縮機是最節能的空氣壓縮機類型之一,它們也更緊湊,這使得它們非常適合較小的空間。螺桿式空氣壓縮機為工業運營商提供以下好處:

  • 連續運行(全佔空比)
  • 易於維護
  • 與其他壓縮機類型相比運行更安靜
  • 幫助節約能源
  • 可以在很寬的溫度範圍內運行
  • 安全方便

螺桿式空氣壓縮機的所有這些優點使其成為許多不同行業的熱門選擇。

螺旋式空氣壓縮機組件簡單介紹(下)

螺旋式 空氣壓縮機 其他常用組件:

空氣過濾器

進入壓縮機的空氣質量會影響系統的使用壽命,因此使用適合環境和氣流的空氣過濾器非常重要,該空氣過濾器可以直接安裝在壓縮機上,也可以遠程安裝並與進氣軟管連接,選擇過濾器的位置時應考慮涼爽、清潔的空氣。

初級分離罐

當壓縮空氣離開主機端時,它與壓縮機油混合,這種混合物進入初級分離罐,在那裡將油與空氣分離的第一步發生,初級分離罐利用機械分離和離心力將油分子驅動在一起,形成液滴,最終落到罐底,在這個階段從空氣中去除了大量的油,分離罐也用作儲油罐。

二級分離過濾器

一旦壓縮空氣離開初級分離罐,它幾乎是無油的,與空氣混合的剩餘油霧將進入二級分離過濾器,即聚結過濾器,該過濾器包括一種膜材料,可收集剩餘的油顆粒並將油循環回主供油系統,離開凝聚式過濾器的空氣被認為是無油的。

機油濾清器

螺旋式空氣壓縮機系統必須包括油過濾器,因為它具有閉環注油系統,機油濾清器的工作是收集機油中不應重新進入空氣壓縮機系統的任何鬆散顆粒,油過濾器可以位於壓縮機、分離罐上或遠程安裝在過濾歧管上。

油冷卻器

壓縮空氣的過程會產生熱量!這種熱量使油升溫,油在循環回壓縮機之前必須通過冷卻器,液冷卻器可以與發動機的冷卻系統結合使用,也可以使用獨立的空-液冷卻器,液對液版本將需要足夠的冷卻能力來冷卻壓縮機油以及發動機冷卻。氣液冷卻器將需要清潔、涼爽的空氣,以將油保持在最佳溫度範圍內。

軟管

在各種空氣壓縮機部件之間移動油和空氣需要使用軟管,軟管必須滿足熱量、壓力和壓縮機油化學成分的要求,不正確的軟管選擇會導致這些軟管過早失效,這可能既昂貴又危險。

控件

空氣壓縮機將使用按鈕、開關或槓桿形式的機械或電氣控制,這些控件將關閉和打開空氣壓縮機,還可以提供重要的診斷或服務信息,控件中使用的組件的位置和類型應反映空氣壓縮機所處的環境。

油是噴油螺桿式空氣壓縮機的關鍵部件,同時執行許多重要工作。油潤滑系統,保護組件免受磨損,保持系統冷卻,並有助於捕獲和清除污染物。如果沒有正確類型的合成油,噴油螺桿空氣壓縮機將無法運行。

封裝空氣端

一些製造商使用封裝空氣端,將空氣端金屬外殼內的多個組件(包括轉子、進氣閥和分離器)組合在一個封裝中,封裝的空氣端體積龐大且受到限制,給空氣壓縮機製造商、車輛裝配商和原始設備製造商帶來了設計挑戰,組合件導致必須適應的笨拙、僵硬的形狀。

螺旋式空氣壓縮機組件簡單介紹(上)

當大多數人想到 空氣壓縮機 時,他們會想到往復式空氣壓縮機(活塞式空氣壓縮機),這些空氣壓縮機使用活塞將空氣推入較小的空間,對其進行壓縮,然後將壓縮空氣收集在儲氣罐中,活塞式空氣壓縮機相對便宜。

螺旋式 空氣壓縮機是一種較新的改進型空氣壓縮機,它們可能比傳統的活塞式機型更昂貴,但具有許多優點,使螺桿式空氣壓縮機成為全球服務卡車和貨車車隊經理的首選系統。

旋轉螺桿式空氣壓縮機通過在兩個嚙合轉子之間截留空氣並在空氣向下通過轉子時減少截留空氣的體積來運行,體積的減少會產生壓縮空氣,然後可用於驅動氣動工具、給輪胎充氣等,卡車和貨車上使用的螺桿式空氣壓縮機是噴油的,這代表油用於潤滑和密封空氣端的轉子,這使得轉子可以非常快速地產生高壓並在單級中壓縮空氣。

無油螺桿型號用於沒有油可以進入氣流的工業、生產或醫療應用,例如食品包裝或醫用氧氣,無油旋轉空氣壓縮機更昂貴,因為它們需要兩級壓縮才能達到與噴油旋轉系統相同的壓力,大多數公司僅在絕對需要時才使用無油螺桿式空氣壓縮機,因此通常不會在車輛上找到無油空氣壓縮機。

空氣通過進氣閥進入主機,在壓縮時與油混合,油隨後在離開系統之前從壓縮空氣中分離出來,雖然空氣端是空氣壓縮發生的地方,但需要許多額外的組件才能使旋轉螺桿空氣壓縮機工作,雖然空氣端是空氣壓縮發生的地方,但要使旋轉螺桿空氣壓縮機工作,還需要許多額外的組件。

個人和專業用空氣壓縮機的種類

空氣壓縮機的使用範圍更廣,適用範圍更廣,您會看到加油站提供壓縮空氣來給汽車輪胎充氣,而您的輪胎店使用壓縮空氣和氣動工具來拆卸輪胎,您可能已經在施工現場看到小型台式空氣壓縮機與噴槍或拖車式氣動空氣壓縮機一起為手提鑽和混凝土壓實機提供動力,事實上您可能已經接觸過許多不同類型的空氣壓縮機,甚至都不知道——它們可能隱藏在您的冰箱或生活中,空氣壓縮機有多種用途,可用於家庭或企業的休閒和維護,以高效、安全地完成工作,來自壓縮空氣的壓力有很多用途,我們肯定會遺漏一些應用,儘管如此,我們還是編制了一份冗長的清單,可以擴大您對空氣壓縮機在多種環境中的各種使用方式的了解,不同的應用需要不同類型的空氣壓縮機。

雖然在尺寸和電源方面有許多類型的壓縮機,但您會發現大多數空氣壓縮機的主要設計有兩種:往復活塞式空氣壓縮機和螺桿式空氣壓縮機,在這兩種設計中,您會發現有多種型號可供選擇,從小型儲罐中的低壓空氣(足以為您的自行車或汽車輪胎打氣)到加壓空氣的終極力量,為重型製造提供動力為工廠運行提供穩定可靠的空氣的設施,除非您在製造業或其他工業環境中工作,否則您可能最熟悉往復式活塞空氣壓縮機,但是您可能沒有看到這種空氣壓縮機設計的所有變化,油箱可以是立式或臥式,也可以是單缸或雙缸,可以是帶有輪子的便攜式設計,可以輕鬆移動,也可以是固定在一個地方的模型。

空氣壓縮機可分為三類:消費級、專業級和工業級。

消費級空氣壓縮機可以描述為煎餅或單級模型,它們用於家庭任務,如給輪胎和充氣產品充氣,也可能用於一些低負荷的氣動工具,如訂書機。

專業級空氣壓縮機提供更大的功率和更高的壓縮空氣,它們可以是兩級往復式模型或旋轉螺桿模型,並且可以提供更大的動力來一次運行多個氣動工具並間歇使用。

工業級空氣壓縮機將成為製造廠的主力或石油鑽井平台上的可靠電源,它們旨在長時間提供穩定的壓縮空氣流,並且可以在主要製造工廠的典型使用中承受波動的浪湧,這些壓縮機採用優質組件製造,可針對特定環境進行定制,以提高性能、能源效率和可靠性。

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