長沙昱霆機電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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螺桿式空壓機的介紹及工作原理
一．概述
空壓機是各種工廠、筑路、礦山及建筑行業(yè)的必備設(shè)備，主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣，例如給氣動閥供氣，給需要一定壓力氣體的工藝流程提供氣源。空壓機有很多種類，如螺桿式空壓機、活塞式空壓機、離心式空壓機、渦旋式空壓機等等，而螺桿式空壓機的市場潛力極大，并在很多行業(yè)得到廣泛的運用�？諌簷C在其控制中采用加載—卸載閥來控制空壓機的供氣，由于用氣設(shè)備的工作周期或是生產(chǎn)工藝的差別，使
得用氣量發(fā)生波動，有時會造成空壓機頻繁加載、卸載。空壓機卸載后仍然工頻運轉(zhuǎn)，不僅浪費電能而且增加設(shè)備的機械磨損，并且加載是一個突然的過程，會對設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。因此對空壓機進行變頻改造具有改善電機的啟動和運行、減少設(shè)備的機械磨損、在一定范圍內(nèi)節(jié)約電能等效果。本文主要講述臺安空壓機控制器CCAC-M與東元7200GS變頻器組成的控制系統(tǒng)在螺桿式空壓機上的應(yīng)用。
二．螺桿式空壓機工作原理
以單螺桿空壓機為例說明空氣壓縮機工作原理，如圖1所示為單 螺桿空壓機的結(jié)構(gòu)原理圖。螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進氣口吸入，同時也吸入機油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機體。
采用變頻器可通過改變螺桿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的方式來改變排氣量，當用氣量發(fā)生變化時，變頻器改變轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié) 空壓機的排氣量，達到排氣壓力恒定不變，并節(jié)約能源的目的。
螺桿空壓機螺桿空壓機的特點：
螺桿空壓機陰、陽轉(zhuǎn)子間以及轉(zhuǎn)子與機體外殼的精密配合減小了氣體回流泄漏，提高了效率；
只有轉(zhuǎn)子的相互嚙合，無氣缸的往復(fù)運動，減少了振動和噪音源。
獨特的潤滑方式具有以下優(yōu)點：
憑借自身所產(chǎn)生的壓力差，不斷向壓縮室和軸承注冷卻液，簡化了復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)；
注入冷卻液可在轉(zhuǎn)子之間形成液膜，副轉(zhuǎn)子可直接由主轉(zhuǎn)子帶動，無需借助高精密度的同步齒輪；
噴入的冷卻液可以增加氣密的作用，減低因高頻壓縮所產(chǎn)生的噪音，還可吸收大量的壓縮熱，因此，單級壓縮比即使高達16也可使排氣溫度不致過高，轉(zhuǎn)子與機殼之間不會因熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生磨擦。
螺桿空壓機的優(yōu)缺點：
螺桿空壓機具有振動小，無需用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，電機功率低、噪音低、效率高、排氣壓力穩(wěn)定、且無易損件等優(yōu)點。
缺點是所壓縮出來的空氣含油，其含油量為1～3×10-6，對壓縮氣含油量要求嚴格的工序需增加除油裝置。
螺桿空壓機的熱能回收利用：
目前，螺桿空壓機在正常運行時，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能和熱能兩部分，而機械能只是電能轉(zhuǎn)換的一部分，約占電能的15%左右。另外85%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能過高會直接影響空壓機的正常工作。一般，空壓機的正常工作溫度維持在80℃~100℃，由于電能長時間轉(zhuǎn)換熱能，為了不影響空壓機的正常工作，空壓機就通過本身增加風冷或水冷的方式將多余的熱能排放到空氣中去，這樣既浪費了大量熱能，又加劇了大氣“溫室效應(yīng)”，造成環(huán)境熱污染；
因此，如果能將空壓機多余的熱能回收轉(zhuǎn)換成我們?nèi)粘Ｉ钏璧淖詠硭訜岬?0℃~60℃，供工廠工人洗澡使用，這樣既解決原本通過鍋爐燒水才能讓工人洗熱水澡的較高成本，又減少的空氣中二氧化碳和二氧化硫等溫室氣體排放
特拉斯空壓機
阿特拉斯空壓機操作前，需注意的問題：
1、保持油池中潤滑油在標尺范圍內(nèi)，空壓機操作前應(yīng)檢查注油器內(nèi)的油量不低于刻度線值；
2、檢查各運動部位是否靈活，各聯(lián)接部位是否緊固，潤滑系統(tǒng)是否正常，電機及電器控制設(shè)備是否安全可靠；
3、檢查防護裝置及安全附近是否完好齊全；
4、檢查排氣管路是否暢通；
5、接通水源，打開各進水閥，使冷卻水暢通。
阿特拉斯空壓機操作時，應(yīng)注意的問題：
1、注意和期停用后首次起動前，需盤車檢查，注意有無撞擊、卡住或響聲異常等現(xiàn)象；
2、機械必須在無載荷狀態(tài)下起動，待空載運轉(zhuǎn)情況正常后，再逐步使空氣壓縮機進入負荷運轉(zhuǎn)；
3、空壓機正常運轉(zhuǎn)后，應(yīng)經(jīng)常注意各種儀表讀數(shù)，并隨時予以調(diào)整。
阿特拉斯空壓機操作中，應(yīng)檢查下列情況：
1、電動機溫度是否正常，各電表讀數(shù)是否在規(guī)定的范圍內(nèi)；
2、各機件運動聲音是否正常；
3、吸氣閥是否發(fā)熱，閥的聲音是否正常；
4、空壓機各種安全防護設(shè)備是否可靠；
5、空壓機操作2小時后，需將油水分離器、中間冷卻器、后冷卻器內(nèi)的油水排放一次，儲風桶內(nèi)油水每班排放一次。
阿特拉斯空壓機操作時，發(fā)現(xiàn)以下情況，應(yīng)立即停止：
1、潤滑油終斷或冷卻水終斷；
2、水溫突然升高或下降；
3、排氣壓力突然升高，安全閥失靈；
4、負荷突然超出正常值；
5、機械響聲異常；
6、電動機或電器設(shè)備等出現(xiàn)異常。
阿特拉斯空壓機總注意事項：
1、空壓機操作完，停車后關(guān)閉冷卻水進水閥門；
2、如因電源終斷停車時，應(yīng)使電動機恢復(fù)啟動位置，以防恢復(fù)供電，由于啟動控制器無動作而造成事故；
3、空壓機操作停車10日以上時，應(yīng)向各摩擦面注以充分的潤滑油。停車一個月以上作長期封存時，除放出各處油水，拆除所有進、排氣閥并吹干凈外，還應(yīng)擦凈氣缸鏡面、活塞頂面，曲軸表面以及所有非配合表面，并進行油封，油封后用蓋蓋好，以防潮氣、灰塵浸入。
4、空壓機的空氣濾清器須經(jīng)常清洗，保持暢通，以減少不必要的動力損失。
5、空壓機操作噴砂除銹等灰塵較大的工作時，應(yīng)使機械與噴砂場地保持一定距離，并應(yīng)采取相應(yīng)的防塵措施。
空壓機能量消耗來源：
1、據(jù)檢測，空壓機所消耗的電能僅有10%轉(zhuǎn)化為壓縮空氣，剩下的90%都轉(zhuǎn)化為熱能了。在大多數(shù)工廠，到處都能聽到漏氣的聲音，但是很少有人在意，因此，如果能解決系統(tǒng)漏氣，就節(jié)省了大量的能源。
2、一些工廠錯誤的用氣方式。如：在一些線路板生產(chǎn)廠家，大多數(shù)電鍍線上都要用振動來增加對小孔的電鍍能力，有些廠家偏好采用氣振來達到此目的，殊不知，這樣做比采用電振的方式要多消耗十倍以上的電力。因此，空壓機的節(jié)能，在及時治理漏氣問題的同時還要避免不當?shù)挠脷夥绞健?/p>
空壓機節(jié)能改造之策：
(一)、變頻調(diào)速方式
采取變頻調(diào)速方式來降低空壓機電動機的軸功率輸出。改造之前，空壓機的壓力達到設(shè)定壓力時，即會自動卸荷；改造之后，空壓機并不卸荷，而是通過降低轉(zhuǎn)速來降低壓縮機時的產(chǎn)氣量，維持氣網(wǎng)需要的最低壓力。這里，有兩個地方可以節(jié)能：
(1)、減少壓縮機從卸荷狀態(tài)到加載狀態(tài)這一突變過程帶來的電能消耗。
(2)、電機的運轉(zhuǎn)頻率降低至工頻以下，使電機軸的輸出功率減少。
以上兩種方式都不同程度的降低了空壓機在運行過程中的能源消耗，但是空壓機在工作過程中產(chǎn)生如此大的熱能而讓它白白地散發(fā)到空氣中去，卻在很長的時間內(nèi)未得到用戶的普遍重視，這不能說不是一個極大的遺憾。
(二)、集中控制方式
根據(jù)用氣情況自動控制空壓機的運行臺數(shù)，改造之前，空壓機開啟的臺數(shù)是固定的。
(1)、若用氣量進一步減少，性能好的空壓機則會自動停機。此時，空壓機即使是在卸載情況下也是要消耗電能的。改造后，便可停掉相應(yīng)臺數(shù)的空壓機，運行臺數(shù)減少了，無疑就節(jié)約了用電。
(2)、當用氣減少到一定量時，空壓機是通過減少加載時間來減少產(chǎn)氣量。
(三)、空壓機熱能回收方式
空壓機熱能回收是一項非常環(huán)保的節(jié)能方式。其工作原理是：空壓機的高溫油經(jīng)過熱交換器把熱量傳遞到冷卻水中，冷卻水被加熱后流到保溫貯水桶中，這樣就可達到熱能回收的目的
空壓機是利用活塞在汽缸中的往復(fù)運動來壓縮空氣的。首先任何空壓機的不論大小一般都是有其他動力帶動曲軸箱內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸通過連桿帶動活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動。當活塞往下運動的時候缸內(nèi)容積變大，缸內(nèi)氣壓變小，這時空氣就由著進氣管道被吸進了氣缸；當活塞向上運動的時候進氣道關(guān)閉，缸內(nèi)容積變小，這樣缸內(nèi)空氣就由排氣道被壓縮到儲氣筒里面。 有人要問了，進氣道和排氣道是怎么開閉的?如何適時開閉的？其實一般這都是由進排氣口的單向閥所控制。進氣孔的單向閥只允許空氣流向氣缸。而排氣孔的單向閥只允許空氣流出氣缸。這樣空氣就只會由進氣孔進氣，從排氣孔出氣。所以當有單向閥損壞了的時候，空壓機就會打不上氣或氣打的慢打不足。一般這種情況不多見。還有比如活塞上的活塞環(huán)壞了，導(dǎo)致氣缸內(nèi)空氣由缸壁和活塞間漏氣也會造成打不上氣和氣打不足。 在使用中我們要保持空壓機有良好的潤滑，進氣的空濾要保持完好有效等等。保持進排氣道的暢通。
