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一、噴油螺桿式空壓機概述

 

噴油螺桿式空壓機成為當今空氣壓縮機發(fā)展的新主流，與同等功率下的活塞式壓縮機相比，具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)越而可靠。其振動(dòng)小、噪音低、效率高、無(wú)易損件，主副轉子間以及轉子與機體外殼間的精密配合減小了氣體回流泄漏，提高了效率；只有轉子的相互嚙合，無(wú)氣缸的往復運動(dòng)，減少了振源和噪音源；獨特的潤滑方式帶來(lái)了諸多優(yōu)點(diǎn)。

 

憑借自身所產(chǎn)生的壓力差，不斷向壓縮室和軸承注入潤滑油，簡(jiǎn)化了復雜的機械結構。

 

注入的潤滑油可在轉子之間形成油膜，主轉子可直接帶動(dòng)副轉子轉動(dòng)，無(wú)需高精密度的同步齒輪。

 

噴入的潤滑油可增加壓縮的氣密性。

 

潤滑油吸收大量的壓縮熱，因此，即使單級壓縮比高達16，機頭仍然可以控制在一般潤滑油的結碳及劣化溫度以下，轉子與機殼之間也不會(huì )因膨脹系數不同而產(chǎn)生摩擦。

 

潤滑油可減低高頻壓縮所產(chǎn)生的噪音。

 

二、噴油螺桿式空壓機機體構造

三、螺桿壓縮機壓縮原理

當轉子轉動(dòng)時(shí)，主副轉子所形成的齒間容積逐漸擴大，該容積僅僅與吸氣口連通，外界空氣被吸入齒間容積內。當齒間容積增到最大時(shí)，齒間容積與吸氣口斷開(kāi)，吸氣結束。此為“進(jìn)氣過(guò)程”。

在吸氣終了時(shí)，主副轉子齒峰會(huì )與機殼閉封，在齒間容積內的空氣即被封閉在由主、副轉子及殼體組成的封閉腔內，此即“封閉過(guò)程”。兩轉子繼續轉動(dòng)，主副轉子齒相互嚙合，嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng)，齒間容積內的空氣也跟著(zhù)向排氣端輸送，即“輸送過(guò)程”。

在輸送過(guò)程中，隨著(zhù)轉子的旋轉，齒間容積由于轉子齒的嚙合而不斷減小，齒間容積內之氣體體積也隨之減小，氣體被壓縮，壓力升高，此即“壓縮過(guò)程”。壓縮的同時(shí)，潤滑油因壓力差而噴入齒溝內與空氣混合。

當轉子轉到齒間容積與機殼排氣口相通時(shí)，被壓縮之氣體開(kāi)始排出，這個(gè)過(guò)程一直持續到齒末端的型線(xiàn)完全嚙合，此時(shí)齒間容積為零，氣體被完全排出，即完成“排氣過(guò)程”。

四、系統流程及組件功能簡(jiǎn)介

 

（一）、空氣系統流程

 

 1、流程

 

      空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后，經(jīng)由進(jìn)氣閥進(jìn)入壓縮機機體內進(jìn)行壓縮，并與潤滑油混合。與油混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細分離器去除油分后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入使用系統。

 

      2、組件功能

 

    （1）空氣濾清器        （2）進(jìn)氣閥         （3）油氣桶

 

     （4）壓力維持閥        （5）冷卻器         （6）安全閥

空氣濾清器濾芯為一干式紙質(zhì)過(guò)濾濾芯，其主要功能是過(guò)濾空氣中的塵埃。當控制面板上空氣濾清器阻塞指示燈亮時(shí)，表示空氣濾清器濾芯必須清潔或更換，但壓縮機仍繼續運轉。

 

空氣濾清器外殼為鐵質(zhì)或塑料，內裝旋風(fēng)除塵裝置，可去除絕大部分灰塵，大大延長(cháng)空濾芯的壽命。

 

進(jìn)氣閥是整個(gè)空壓機空氣流程及控制系統中核心元件之一。進(jìn)氣閥的打開(kāi)或關(guān)閉的動(dòng)作對應著(zhù)空壓機的兩種運行狀態(tài)：（進(jìn)氣閥的打開(kāi)或關(guān)閉是針對閥內的進(jìn)氣口而言，進(jìn)氣閥打開(kāi)即進(jìn)氣口打開(kāi)）

 

重車(chē)：進(jìn)氣閥全開(kāi)，空壓機滿(mǎn)負荷運轉，實(shí)現全氣量輸出。

 

空車(chē)：進(jìn)氣閥全關(guān)，空壓機無(wú)負荷運轉，無(wú)壓縮空氣輸出。

 

容調：進(jìn)氣閥部分打開(kāi)，空壓機部分負荷運轉，壓縮空氣輸出量在0～100％之間。

 

活塞式進(jìn)氣閥，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。當空壓機運轉時(shí)，只要管路1無(wú)壓力輸入，微孔2就會(huì )泄放掉活塞底部的氣壓，活塞就會(huì )在轉子旋轉產(chǎn)生的真空吸力下往下運動(dòng)，進(jìn)氣口打開(kāi)，空氣被吸入，空壓機重載運轉。當管口1有壓力輸入時(shí)，且此壓力足以克服真空吸力，則活塞受氣壓推動(dòng)向上運動(dòng)直至與上蓋接觸關(guān)閉進(jìn)氣口?？諌簷C空載運轉。管口1的壓力供給與否由泄放電磁閥控制。

蝶式進(jìn)氣閥結構如圖5-2所示，主要由碟片、單擺式止回閥、伺服氣缸、殼體等部分組成。伺服氣缸內的活塞上下運動(dòng)推動(dòng)碟片軸旋轉，從而帶動(dòng)碟片打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)氣口。

 

碟片自然狀態(tài)是關(guān)閉的，這使得空壓機起動(dòng)時(shí)不帶負荷啟動(dòng)。

 

當管口1有壓力輸入，且此壓力能克服伺服氣缸內彈簧力時(shí)，此氣壓力將推動(dòng)伺服氣缸內活塞向上運動(dòng)，則活塞上的頂桿使蝶片繞其中間的軸旋轉。這時(shí)進(jìn)氣閥打開(kāi)，空壓機重車(chē)。當管口1的壓力泄放掉后，伺服氣缸的活塞在彈簧力作用下恢復到平常處置。蝶片也在其帶動(dòng)下復位，則進(jìn)氣口關(guān)閉，空壓機空車(chē)。

 

當管口1有壓力輸入但不足以完全克服彈簧力時(shí)，活塞會(huì )在中間某位置保持平衡，相應蝶片也會(huì )穩定在某一角度，使進(jìn)氣閥保持部分打開(kāi)，空壓機容調運轉。

 

管口1的輸入壓力由三向電磁閥和反比例閥控制。

 

進(jìn)氣閥的碟片下方還設有單擺式止回閥。當緊急停機時(shí)止回閥可防止系統內高壓的油氣反沖噴出進(jìn)氣閥外。

油氣桶的作用有兩個(gè)：儲存潤滑油及油氣第一次分離。

 

壓縮機體排出的油氣混合氣首先排至油氣桶，經(jīng)油氣桶第一次分離，絕大部分油被分離出來(lái)，沉降于油氣桶底部，參與下次循環(huán)，仍含有少量油份的壓縮空氣將送至油細分離器。

 

油氣桶側裝有觀(guān)油鏡用于觀(guān)察油位，正常的油位是：機器重車(chē)運轉時(shí)，油位位于油鏡兩條紅線(xiàn)之間。如重車(chē)運轉時(shí)發(fā)現油位高于上紅線(xiàn)則油位過(guò)高，如重車(chē)運轉時(shí)發(fā)現油位低于下紅線(xiàn)則油位過(guò)低。建議此時(shí)應立即停機加油。

 

由于停機后系統內的油回流到油氣桶中，使停機時(shí)的油位可能位于上紅線(xiàn)上方。

 

油氣桶備有加油口，用于添加潤滑油。底部有泄油口，用于排放冷凝水及換油時(shí)排放潤滑油。

壓力維持閥位于油細分離器出口處，其開(kāi)啟壓力一般設定在0.4～0.5MPa。壓力維持閥之所以這樣設定是由于：

 

a. 壓縮機剛啟動(dòng)時(shí)優(yōu)先建立起系統內潤滑油循環(huán)所需的最低壓力，確保機體良好潤滑。

 

b. 當油氣桶內壓力超過(guò)壓力維持閥的設定開(kāi)啟壓力時(shí)，壓力維持閥方開(kāi)啟，允許壓縮空氣排出，這樣就可避免因流過(guò)油細分離器的空氣流速過(guò)快而降低其油氣分離效果，也可保護油細分離器避免因內外壁壓差過(guò)大而受損。

 

另外，壓力維持閥還有止回功能。當空壓機空車(chē)時(shí)，空壓機系統內壓力較低，用戶(hù)系統較高的壓力因壓力維持閥的存在而不會(huì )倒流回來(lái)。

（二）、潤滑油系統流程

 

1、噴油流程說(shuō)明

 

螺桿式壓縮機的潤滑油循環(huán)是靠油氣桶內的壓力與壓縮機體內噴油口處的壓力差來(lái)自動(dòng)實(shí)現的，無(wú)需配備專(zhuān)門(mén)的油泵。具體流程如下：高溫的潤滑油從油氣桶出來(lái)后，經(jīng)過(guò)熱控閥，進(jìn)入油冷卻器冷卻，再經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器去除雜質(zhì)顆粒。然后分為兩路：絕大部分油由機體下端噴入壓縮室，參與壓縮過(guò)程。小部分油則通往機體前后端，用以潤滑機體軸承組。潤滑軸承油最后回到吸氣口同空氣一起進(jìn)入壓縮室，參與壓縮過(guò)程。

 

2、油路上各組件功能

 

（1）熱控閥（2）油冷卻器（3）油過(guò)濾器

 

熱控閥

 

水分的產(chǎn)生及其對壓縮機的危害之前已有敘述。油路中熱控閥能有效地防止冷凝水的大量析出。其功能如下：熱控閥總共有三個(gè)接口：入油口、出油口和旁通口。旁通口接油冷卻器入口，常態(tài)時(shí)關(guān)閉。當入油口的油溫較低時(shí)（如冷態(tài)機組剛起動(dòng)時(shí)），熱控閥不動(dòng)作，油不經(jīng)過(guò)冷卻器直接流入油過(guò)濾器。當油溫漸漸上升到67℃以上時(shí)，熱控閥開(kāi)始動(dòng)作，旁通口漸漸打開(kāi)，出油口漸漸關(guān)閉，一部分油開(kāi)始進(jìn)入油冷卻器冷卻。當油溫繼續上升至72℃以上時(shí)，旁通口全部打開(kāi)，出油口全部關(guān)閉，潤滑油全部流經(jīng)油冷卻器進(jìn)行冷卻。這樣可以保證排氣溫度高于70℃，從而避免壓縮空氣中的冷凝水在機組中大量析出。

 

（三）、冷卻系統

 

1、風(fēng)冷式冷卻系統

 

風(fēng)冷式冷卻系統包含風(fēng)扇和冷卻器兩大部件，冷卻器采用鋁制板翅式換熱器，風(fēng)扇將冷空氣強制吹向冷卻器，空氣在流過(guò)冷卻器散熱翅片時(shí)，與壓縮空氣或潤滑油做熱交換，將熱量帶走，達到冷卻壓縮空氣和冷卻潤滑油的效果。

 

 2、水冷式冷卻系統

 

采用管殼式冷卻器。一支為后部冷卻器用來(lái)冷卻壓縮空氣，另一支為油冷卻器用于冷卻噴入機體前的潤滑油。這種冷卻器是在管殼中平行排布許多薄壁換熱銅管，水走銅管內，熱油或熱空氣走銅管外，通過(guò)熱交換后，水將油和空氣的熱量帶走。

 

五、常見(jiàn)故障及解決方法