螺桿式壓縮機
編輯螺桿式壓縮機是一種類型的氣體壓縮機,例如空氣壓縮機,其使用旋轉式正位移機構。它們通常用于代替需要大量高壓空氣的活塞式壓縮機,以用于大型工業應用或操作大功率氣動工具,例如手提鉆和沖擊扳手。對于較小的轉子尺寸,轉子中的固有泄漏變得更加顯著,導致這種類型的機構不適用于小型空氣壓縮機。
旋轉螺桿的氣體壓縮過程是連續的掃掠運動,因此與活塞式壓縮機一樣,幾乎沒有脈動或流量波動。即使是大型壓縮機,這也使螺桿式壓縮機的噪音xxx降低,并且產生的振動也比活塞式壓縮機小得多,并在效率上產生了一些好處。
工作
編輯旋轉螺桿壓縮機使用兩個緊密嚙合的螺旋螺桿(稱為轉子)來壓縮氣體。在干運轉的旋轉螺桿壓縮機中,正時齒輪可確保公轉子和母轉子保持精確的對準,而不會產生接觸,這會導致快速磨損。在注油旋轉螺桿壓縮機中,潤滑油橋接轉子之間的空間,既提供液壓密封又在轉子之間傳遞機械能,從而使一個轉子完全由另一個轉子驅動。氣體從吸氣側進入,并隨著螺釘的旋轉而穿過螺紋。嚙合的轉子迫使氣體通過壓縮機,并且氣體在螺桿的末端排出。
該機構的有效性取決于螺旋形轉子之間以及轉子與用于壓縮腔室密封的腔室之間的精確配合間隙。然而,不可避免地會發生一些泄漏,并且必須使用高轉速來使泄漏流速與有效流速之比最小。
與羅茨鼓風機相比,現代螺桿式壓縮機在兩個轉子上的輪廓各不相同:公轉子具有凸瓣,該凸瓣與母轉子的凹腔嚙合。通常,公轉子的葉片比母轉子的葉片少,因此其旋轉速度更快。最初,螺桿壓縮機是用對稱的轉子腔輪廓制造的,但是現代版本使用不對稱的轉子,確切的轉子設計是專利的主題。
大小
編輯旋轉螺桿式壓縮機的容量通常以馬力(HP),標準立方英尺每分鐘(SCFM)*和磅每平方英寸(PSI)進行額定。對于5至30 HP范圍內的設備,這些設備的實際尺寸為相當于典型的兩級壓縮機。隨著馬力的增加,旋轉螺桿式壓縮機有了巨大的規模經濟效益。例如,一臺250馬力的復合壓縮機是大型設備,通常需要特殊的地基,房屋和訓練有素的索具放置設備。另一方面,可以使用標準叉車將250 HP旋轉螺桿壓縮機放置在普通車間。在工業中,通常將250 HP旋轉螺桿壓縮機視為緊湊的設備。
旋轉螺桿壓縮機通常在5至500 HP范圍內可用,可產生超過2500 SCFM的空氣流量。盡管有高壓旋轉螺桿壓縮機,但在壓縮空氣社區中,壓力上限通常約為125 PSI。
旋轉螺桿式壓縮機往往在有限的振動下運行平穩,因此不需要專門的基礎或安裝系統。通常,螺桿式壓縮機是使用標準的橡膠隔震支座安裝的,該支座設計用于吸收高頻振動。在以高轉速運行的旋轉螺桿壓縮機中尤其如此。
在較小程度上,某些壓縮機的額定立方英尺每分鐘(ACFM)。還有一些以每分鐘立方英尺(CFM)進行評級。使用CFM [3]給壓縮機定額是不正確的,因為它代表的流量與壓力基準無關。即在60 PSI時為?20?CFM?。
錐形螺桿壓縮機
相對較新開發的錐形螺桿壓縮機實際上是齒輪轉子的錐形螺旋延伸部。它沒有固有的“氣孔”泄漏路徑,在精心設計的螺桿壓縮機中,泄漏路徑會導致通過組件的大量泄漏。這允許小得多的轉子具有實用的效率,因為在較小的尺寸下,泄漏面積不會像在直螺桿壓縮機中那樣成為泵送面積的一部分。結合錐形轉子直徑的減小,這還允許在單級中以較低的輸出脈動獲得更高的壓縮比。
控制方案
編輯在旋轉螺桿式壓縮機中,有多種控制方案,每種方案各有優缺點。
開始/停止
在啟動/停止控制方案中,壓縮機控制致動繼電器,以根據壓縮空氣的需要向電動機施加動力并切斷動力。在大多數使用情況下,如果負載是間歇性的或與壓縮機的匹配差,則需要大量存儲,所需的存儲通常會大于壓縮機本身。
加載/卸載
在加載/卸載控制方案中,壓縮機保持連續供電。然而,當滿足或減少了對壓縮空氣的需求時,代替斷開對壓縮機的動力,將激活稱為滑閥的裝置。該裝置可揭露部分轉子,并按比例將機器的容量降低到通常壓縮機容量的25%,從而實現卸載壓縮機。與電動壓縮機中的啟動/停止控制方案相比,這減少了電動機的啟動/停止循環次數,從而以最小的運行成本變化提高了設備??的使用壽命。幾乎所有工業空氣壓縮機制造商都采用該方案。當加載/卸載控制方案與計時器組合以在連續卸載操作的預定時間段后停止壓縮機時,這被稱為雙重控制或自動雙重方案。該控制方案仍然需要存儲,因為只有兩種生產率可以匹配消耗量,盡管遠低于啟動/停止方案。
調制
代替啟動和停止壓縮機,如上所述的滑閥連續地根據需求調節容量,而不是逐步控制。雖然這會在很寬的需求范圍內產生一致的排氣壓力,但總功耗可能會比負載/卸載方案更高,導致壓縮機在零負載條件下達到滿負載功耗的70%。
由于相對于壓縮空氣輸出能力的壓縮機功耗調整有限,因此與變速驅動器相比,調制通常是效率低下的控制方法。但是,對于不可能頻繁地停止和恢復壓縮機運行的應用(例如,當壓縮機由內燃機驅動并且在沒有壓縮空氣接收器的情況下運行時),調制是合適的。如果負載從未超過壓縮機容量,則連續可變的生產率還消除了對大量存儲的需求。
可變排量
壓縮機公司Quincy Compressor,Kobelco,Gardner Denver和Sullair利用這些壓縮機,通過允許空氣繞過螺桿的各個部分,可變排量改變了用于壓縮空氣的螺桿壓縮機轉子的百分比。盡管與調制控制方案相比,這確實降低了功耗,但具有大量存儲(每個CFM 10加侖)的加載/卸載系統可能更有效。如果不大量存儲,可變排量系統會非常有效,尤其是在滿負荷的70%以上時。
可以實現可變排量的一種方式是通過在壓縮機的吸入側使用多個提升閥,每個提升閥都垂直到排放口上的相應位置。在汽車增壓器中,這類似于旁通閥的操作。
變速
盡管由變速驅動器提供動力的空氣壓縮機可以提供最低的運行能源成本,并且與適當維護的負載/卸載壓縮機相比,使用壽命不會顯著降低,但變速驅動器的變頻功率逆變器通常會xxx增加如果空氣需求恒定,則這種壓縮機的設計成本較高,從而降低了其經濟效益。但是,變速驅動器在壓縮機功耗和自由空氣輸送之間提供了幾乎線性的關系,從而可以在非常廣泛的空氣需求范圍內實現最高效的運行。對于非常低的需求,壓縮機仍將必須進入啟動/停止模式,因為由于轉子泄漏,效率在低生產率下仍會迅速下降。
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