回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)

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1、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)4.1緒論回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)是一種工作容積作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的容積式氣體壓縮機(jī)械。氣體的壓縮是通過容積的變化來實(shí)現(xiàn)，而容積的變化又是借壓縮機(jī)的一個或幾個轉(zhuǎn)子在氣缸里作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來達(dá)到。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的工作容積不同于往復(fù)式壓縮機(jī)，它除了周期性地?cái)U(kuò)大和縮小外，其空間位置也在變更。只要在氣缸上合理地配置吸氣孔口與排氣口，就可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的基本工作過程——吸氣、壓縮、排氣以及可能有的氣體膨脹過程?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)借容積的變化以實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮，這一點(diǎn)與往復(fù)式壓縮機(jī)相同，它們都屬于容積式壓縮機(jī)；回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的主要機(jī)件（轉(zhuǎn)子）在氣缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這一點(diǎn)又與速度式壓縮機(jī)相同。所以，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)同時兼有上述兩類機(jī)器的特點(diǎn)

2、。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)沒有往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，一般也沒有氣閥，零部件（特別是易損件）少，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，因而制造方便，成本低廉，同時操作簡便，維修周期長，易于實(shí)現(xiàn)自動化。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的排氣量與排氣壓力幾乎無關(guān)，與往復(fù)式壓縮機(jī)一樣，具有強(qiáng)制輸氣的特征。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)運(yùn)動機(jī)件的動力平衡性良好，故壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)高、基礎(chǔ)小。這一優(yōu)點(diǎn)，在移動式機(jī)器中尤為明顯。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高，它可以和高速原動機(jī)（如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)等）直接相聯(lián)。高轉(zhuǎn)數(shù)帶來了機(jī)組尺寸小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。同時，在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周之內(nèi)，通常有多次排氣過程，所以它輸氣均勻、壓力脈動小，不需設(shè)置大容量的儲氣罐?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的適應(yīng)性強(qiáng)，在較廣的工況范圍內(nèi)保持高效

3、率。排氣量小時，不像速度式壓縮機(jī)那樣會產(chǎn)生喘振現(xiàn)象。在某些類型的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(如羅茨鼓風(fēng)機(jī)、螺桿式壓縮機(jī))中，運(yùn)動機(jī)件相互之間，以及運(yùn)動機(jī)件與固定機(jī)件之間，并不直接接觸，在工作容積的周壁上無需潤滑，可以保證氣體的潔凈，做到絕對無油的壓送氣體（這類機(jī)器稱為無油田轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)）。同時，由于相對運(yùn)動的機(jī)件之間存在間隙以及沒有氣閥，故它能壓送污濁和帶液滴、含粉塵的氣體。但是，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)也有它的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)是：由于轉(zhuǎn)數(shù)較高，加之工作容積與吸、排氣孔口周期性地相通、切斷，產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的空氣功力噪聲，其中以螺桿式壓縮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)尤為突出，若不采取減噪消音措施，即不能被用戶所樂用。許多回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，如螺桿

4、式、羅茨式、轉(zhuǎn)子式等運(yùn)動機(jī)件表面多半呈曲面形狀，以其嚙合運(yùn)動使工作容積改變，這些曲面的加工及其檢驗(yàn)均較復(fù)雜，有的還需使用專用設(shè)備?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)工作容積的周壁，大多不呈圓柱形，使運(yùn)動機(jī)件之間或運(yùn)動機(jī)件與固定機(jī)件之間的密封問題較難滿意解決，通常僅以其間保持一定的運(yùn)動間隙達(dá)到密封，氣體通過間隙勢必產(chǎn)生泄漏，這就限制了回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)難以達(dá)到較高的終了壓力?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的形式和結(jié)構(gòu)類型較多，分類也各有不同。按轉(zhuǎn)子的數(shù)量區(qū)分：單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，個別情況下還有多轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)；按氣體壓縮的方式區(qū)分：有內(nèi)壓縮和無內(nèi)壓縮回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)；按工作容積是否有油(液)區(qū)分：有無油（液）和噴油(液)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

5、通常都按結(jié)構(gòu)元件的特征區(qū)分和命名，目前廣為使用的有羅茨鼓風(fēng)機(jī)、滑片式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)。此外，單螺桿壓縮機(jī)、液環(huán)式壓縮機(jī)、偏心轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)以及旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)等在不同領(lǐng)域內(nèi)也得到應(yīng)用。各種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的簡圖示見圖4-1中。上述各種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，除羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬無內(nèi)壓縮的機(jī)器外，其余均是有內(nèi)壓縮的機(jī)器。-128-回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)大多作為中、小排氣量，中、低壓壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)之用。目前，回轉(zhuǎn)式壓圖4-1縮機(jī)在冶金、化工、石油、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造以及建筑工程等工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用；隨著人民生活水平的逐步提高,在耐用消費(fèi)品中也將得到廣泛的應(yīng)用。不同類型的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍如圖4-2所示。本教材將對廣為

6、應(yīng)用的螺桿式壓縮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)和滑片式壓縮機(jī)作較為詳細(xì)的論述,而對其他的周轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)僅作一般介紹。對回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的圖4-2研究，主要是提高效率，降低噪聲，減低成本以及延長使用壽命，以充分發(fā)揮其長處，使其在與其它類型壓縮機(jī)的相互競爭中逐步穩(wěn)定或擴(kuò)大自己的使用范圍。目前，圍繞最優(yōu)化設(shè)計(jì)，下列幾方面的研究工作有待進(jìn)-129-行：1、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、熱力參數(shù)及性能參數(shù)的最優(yōu)化選擇；,2、改進(jìn)和創(chuàng)立回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)(包括對嚙合部分的參數(shù)、形狀與嚙合特性的研究)；3、進(jìn)一步減輕機(jī)組重量,減小機(jī)組尺寸,發(fā)展快裝、低噪聲、全自動化機(jī)組；4、改革主要零部件的制造工藝,提高精度、延長壽命、降低成本

7、。-130-4.24.2.1一般工作過程.2.回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的工作過程回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的每個運(yùn)動周期(例如旋轉(zhuǎn)一周)內(nèi)，分別有若干個相同的工作容積依次進(jìn)行相同的工作過程。因此，在研究回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的工作過程時，只需討論其中某一個工作容積的全部過程，就能完全了解整個機(jī)器的工作，這一工作容積，稱為基元容積。設(shè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，基元容積完成壓縮機(jī)的一個工作循環(huán)，因此，可以認(rèn)為基元容積的容積值是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角參數(shù)?的函