螺杆式空压机的介绍及工作原理

　　一．概述

　　空压机是各种工厂、筑路、矿山及建筑行业的必备设备，主要用来提供源源不断的具有一定压力的压缩空气，例如给气动阀供气，给需要一定压力气体的工艺流程提供气源。空压机有很多种类，如螺杆式空压机、活塞式空压机、离心式空压机、涡旋式空压机等等，而螺杆式空压机的市场潜力极大，并在很多行业得到广泛的运用。空压机在其控制中采用加载—卸载阀来控制空压机的供气，由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使

　　得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后仍然工频运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损，并且加载是一个突然的过程，会对设备和电网造成较大的冲击。因此对空压机进行变频改造具有改善电机的启动和运行、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。本文主要讲述台安空压机控制器CCAC-M与东元7200GS变频器组成的控制系统在螺杆式空压机上的应用。

　　二．螺杆式空压机工作原理

　　以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，如图1所示为单 螺杆空压机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。

　　采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量，当用气量发生变化时，变频器改变转速的方式调节 空压机的排气量，达到排气压力恒定不变，并节约能源的目的。

　　螺杆空压机螺杆空压机的特点：

　　螺杆空压机阴、阳转子间以及转子与机体外壳的精密配合减小了气体回流泄漏，提高了效率；

　　只有转子的相互啮合，无气缸的往复运动，减少了振动和噪音源。

　　独特的润滑方式具有以下优点：

　　凭借自身所产生的压力差，不断向压缩室和轴承注冷却液，简化了复杂的机械结构；

　　注入冷却液可在转子之间形成液膜，副转子可直接由主转子带动，无需借助高精密度的同步齿轮；

　　喷入的冷却液可以增加气密的作用，减低因高频压缩所产生的噪音，还可吸收大量的压缩热，因此，单级压缩比即使高达16也可使排气温度不致过高，转子与机壳之间不会因热膨胀系数不同而产生磨擦。

　　螺杆空压机的优缺点：

　　螺杆空压机具有振动小，无需用地脚螺栓固定在基础上，电机功率低、噪音低、效率高、排气压力稳定、且无易损件等优点。

　　缺点是所压缩出来的空气含油，其含油量为1～3×10-6，对压缩气含油量要求严格的工序需增加除油装置。

　　螺杆空压机的热能回收利用：

　　目前，螺杆空压机在正常运行时，是将电能转化为机械能和热能两部分，而机械能只是电能转换的一部分，约占电能的15%左右。另外85%的电能转化为热能，热能过高会直接影响空压机的正常工作。一般，空压机的正常工作温度维持在80℃~100℃，由于电能长时间转换热能，为了不影响空压机的正常工作，空压机就通过本身增加风冷或水冷的方式将多余的热能排放到空气中去，这样既浪费了大量热能，又加剧了大气“温室效应”，造成环境热污染；

　　因此，如果能将空压机多余的热能回收转换成我们日常生活所需的自来水加热到50℃~60℃，供工厂工人洗澡使用，这样既解决原本通过锅炉烧水才能让工人洗热水澡的较高成本，又减少的空气中二氧化碳和二氧化硫等温室气体排放

　　特拉斯空压机

　　阿特拉斯空压机操作前，需注意的问题：

　　1、保持油池中润滑油在标尺范围内，空压机操作前应检查注油器内的油量不低于刻度线值；

　　2、检查各运动部位是否灵活，各联接部位是否紧固，润滑系统是否正常，电机及电器控制设备是否安全可靠；

　　3、检查防护装置及安全附近是否完好齐全；

　　4、检查排气管路是否畅通；

　　5、接通水源，打开各进水阀，使冷却水畅通。

　　阿特拉斯空压机操作时，应注意的问题：

　　1、注意和期停用后首次起动前，需盘车检查，注意有无撞击、卡住或响声异常等现象；

　　2、机械必须在无载荷状态下起动，待空载运转情况正常后，再逐步使空气压缩机进入负荷运转；

　　3、空压机正常运转后，应经常注意各种仪表读数，并随时予以调整。

　　阿特拉斯空压机操作中，应检查下列情况：

　　1、电动机温度是否正常，各电表读数是否在规定的范围内；

　　2、各机件运动声音是否正常；

　　3、吸气阀是否发热，阀的声音是否正常；

　　4、空压机各种安全防护设备是否可靠；

　　5、空压机操作2小时后，需将油水分离器、中间冷却器、后冷却器内的油水排放一次，储风桶内油水每班排放一次。

　　阿特拉斯空压机操作时，发现以下情况，应立即停止：

　　1、润滑油终断或冷却水终断；

　　2、水温突然升高或下降；

　　3、排气压力突然升高，安全阀失灵；

　　4、负荷突然超出正常值；

　　5、机械响声异常；

　　6、电动机或电器设备等出现异常。

　　阿特拉斯空压机总注意事项：

　　1、空压机操作完，停车后关闭冷却水进水阀门；

　　2、如因电源终断停车时，应使电动机恢复启动位置，以防恢复供电，由于启动控制器无动作而造成事故；

　　3、空压机操作停车10日以上时，应向各摩擦面注以充分的润滑油。停车一个月以上作长期封存时，除放出各处油水，拆除所有进、排气阀并吹干净外，还应擦净气缸镜面、活塞顶面，曲轴表面以及所有非配合表面，并进行油封，油封后用盖盖好，以防潮气、灰尘浸入。

　　4、空压机的空气滤清器须经常清洗，保持畅通，以减少不必要的动力损失。

　　5、空压机操作喷砂除锈等灰尘较大的工作时，应使机械与喷砂场地保持一定距离，并应采取相应的防尘措施。

　　空压机能量消耗来源：

　　1、据检测，空压机所消耗的电能仅有10%转化为压缩空气，剩下的90%都转化为热能了。在大多数工厂，到处都能听到漏气的声音，但是很少有人在意，因此，如果能解决系统漏气，就节省了大量的能源。

　　2、一些工厂错误的用气方式。如：在一些线路板生产厂家，大多数电镀线上都要用振动来增加对小孔的电镀能力，有些厂家偏好采用气振来达到此目的，殊不知，这样做比采用电振的方式要多消耗十倍以上的电力。因此，空压机的节能，在及时治理漏气问题的同时还要避免不当的用气方式。

　　空压机节能改造之策：

　　(一)、变频调速方式

　　采取变频调速方式来降低空压机电动机的轴功率输出。改造之前，空压机的压力达到设定压力时，即会自动卸荷；改造之后，空压机并不卸荷，而是通过降低转速来降低压缩机时的产气量，维持气网需要的最低压力。这里，有两个地方可以节能：

　　(1)、减少压缩机从卸荷状态到加载状态这一突变过程带来的电能消耗。

　　(2)、电机的运转频率降低至工频以下，使电机轴的输出功率减少。

　　以上两种方式都不同程度的降低了空压机在运行过程中的能源消耗，但是空压机在工作过程中产生如此大的热能而让它白白地散发到空气中去，却在很长的时间内未得到用户的普遍重视，这不能说不是一个极大的遗憾。

　　(二)、集中控制方式

　　根据用气情况自动控制空压机的运行台数，改造之前，空压机开启的台数是固定的。

　　(1)、若用气量进一步减少，性能好的空压机则会自动停机。此时，空压机即使是在卸载情况下也是要消耗电能的。改造后，便可停掉相应台数的空压机，运行台数减少了，无疑就节约了用电。

　　(2)、当用气减少到一定量时，空压机是通过减少加载时间来减少产气量。

　　(三)、空压机热能回收方式

　　空压机热能回收是一项非常环保的节能方式。其工作原理是：空压机的高温油经过热交换器把热量传递到冷却水中，冷却水被加热后流到保温贮水桶中，这样就可达到热能回收的目的

　　空压机是利用活塞在汽缸中的往复运动来压缩空气的。首先任何空压机的不论大小一般都是有其他动力带动曲轴箱内的曲轴转动，曲轴通过连杆带动活塞在气缸内做往复运动。当活塞往下运动的时候缸内容积变大，缸内气压变小，这时空气就由着进气管道被吸进了气缸；当活塞向上运动的时候进气道关闭，缸内容积变小，这样缸内空气就由排气道被压缩到储气筒里面。 有人要问了，进气道和排气道是怎么开闭的?如何适时开闭的？其实一般这都是由进排气口的单向阀所控制。进气孔的单向阀只允许空气流向气缸。而排气孔的单向阀只允许空气流出气缸。这样空气就只会由进气孔进气，从排气孔出气。所以当有单向阀损坏了的时候，空压机就会打不上气或气打的慢打不足。一般这种情况不多见。还有比如活塞上的活塞环坏了，导致气缸内空气由缸壁和活塞间漏气也会造成打不上气和气打不足。 在使用中我们要保持空压机有良好的润滑，进气的空滤要保持完好有效等等。保持进排气道的畅通。