壓縮機的基礎知識

2022-07-14 10:30:06 字數 4727 閱讀 1947

圖1所示是一種單吸式壓縮機的工作簡圖。

1)膨脹過程:當活塞2向左邊移動時,氣缸的容積增大,壓力下降,原先殘留在氣缸內的餘氣不斷膨脹圖1 氣缸工作簡圖

2)吸入過程:當壓力降到小於進氣管的壓力時進口管中的氣體便推開氣閥3進入氣缸,隨著活塞逐漸向左移動,氣體繼續進入氣缸,直到活塞移至左邊的末端(又稱左死點)為止。

3)壓縮過程:當活塞掉轉方向向右移動時,氣缸的容積逐漸減小,便開始了壓縮氣體的過程。這時氣缸內的壓力不斷公升高,但由於排氣管外的壓力此時大於氣缸內的壓力,故排氣閥4無法開啟,氣缸內的壓力逐漸公升高。

4)排出過程:當氣缸內的壓力逐漸公升高到克服排氣管外壓力和彈簧力之和時,排氣閥開啟,開始排出過程。直到活塞移至右邊的末端(又稱右死點)為止。然後活塞又開始向左移動,重複以上過程。

活塞在氣缸內每走乙個來回,就經歷乙個工作迴圈。

7什麼是壓縮氣體的三種熱過程?

答:1)等溫壓縮過程:在壓縮過程中,把與壓縮功相當的熱量全部移去,使氣缸內的氣體溫度保持不變,這種過程稱為等溫過程。這一過程耗功最小,是理想過程,在實際中很難辦到。

2)絕熱壓縮過程:在壓縮過程中,與外界沒有絲毫熱交換,結果使缸內氣體溫度公升高。這種不向外散熱的過程稱為絕熱過程。絕熱過程耗功最大,也是一種理想過程。

3)多變壓縮過程:在壓縮過程中既不完全等溫也不完全絕熱的過程稱為多變過程。這種過程介於等溫和絕熱過程之間,是最常見的過程。

從右圖可以看出,等溫壓縮曲線所包圍的面積abc2d比絕熱縮曲線abcd所包圍的面積小,面積的大小也可以表示耗功的大小,所以在壓縮過程中,要減少耗功,就必須使多變過程向等溫過程靠攏。將壓縮產生的熱量移去越多越好,所以冷卻效果越好越省功,越經濟。

8什麼叫示功圖?

答:活塞式壓縮機每經過一次工作迴圈,氣體壓力和容積變化的情況圖示,叫示功圖。圖的縱座標表示壓力,橫座標表示容積。

如圖1-3就是氣體在理想狀態下的示功圖,這種圖可以用專門的儀器測得。

9什麼是壓力比?

答:壓縮後氣體壓力與壓縮前氣體壓力的比值稱為壓力公升高比(簡稱壓力比)。

10什麼是餘隙容積?

答:所謂餘隙容積就是指壓縮機在排氣終了,活塞處於死點位置時活塞餘氣缸之間的空間以及連線氣閥和氣缸之間的通道的空間的總和。

11什麼是多級壓縮?為什麼要多級壓縮?

答:所謂多級壓縮,即根據所需的壓力,將壓縮機的氣缸分為若干級,逐級提高壓力。並在每級壓縮之後,設立級間冷卻器,冷卻每級壓縮後的高溫氣體。這樣就能降低每一級的排氣溫度。

用單級壓縮機將氣體壓到很高的壓力,其壓縮比必然增大,壓縮後氣體的溫度也會公升得很高。當壓力比超過一定數值時,氣體壓縮後的終結溫度就會超過一般壓縮機潤滑油的閃點(200℃~240℃),潤滑油會被燒成碳渣,造成潤滑困難。此外,壓力比越大,殘留在餘隙容積內的氣體壓力越大,膨脹後,占去的氣缸空間越大,大大影響了氣缸的工作效率。

一般每一級壓縮比不超過3~5。

12什麼是壓縮機的生產能力?

答:單位時間內壓縮機排出的氣體,換算到最初吸入狀態下的氣體體積量,稱為壓縮機的生產能力。也稱為壓縮機的排氣量。其單位為m3/h或m3/min。

13影響壓縮機提高生產能力的因素有哪些?

答:1)餘隙:餘隙大,殘留氣體膨脹量大,壓縮機的生產能力下降,餘隙小,活塞容易碰缸,損壞裝置,因此餘隙要調整適當。

2)洩漏損失:壓縮機的生產能力與活塞環、吸入氣閥和排出氣閥以及氣缸填料的氣密程度有關。

3)吸入氣閥的阻力:吸入氣閥阻力過大,開啟速度降低,壓縮機的生產能力降低。

4)吸入氣體的溫度:氣體溫度越高,體積密度減小,單位時間內吸入氣體的質量減少,壓縮機的生產能力降低。因此壓縮機夏天的生產能力總是比冬天低。

14活塞壓縮機由哪些部件組成?

答:活塞壓縮機主要由構成壓縮容積的氣缸、活塞,防止氣體洩漏的填料函,控制氣流吸入和排出的吸排氣閥以及傳遞動力的曲軸、連桿、十字頭和保證機組執行角速度變化不能超標的飛輪等。

圖3 往復式壓縮機結構示意圖

15活塞式壓縮機的氣路系統包括哪些?

答:活塞式壓縮機的氣路系統包括:管道、閥門、入口過濾器、出、入口緩衝罐、氣液分離罐、級間冷卻器、出口單向閥、以及安全閥等。

16活塞式壓縮機的油路系統由拿幾部分組成?

答:活塞式壓縮機的油路系統由注油器、潤滑油幫浦、潤滑油過濾器、潤滑油冷卻器等組成。

17活塞式壓縮機的潤滑系統分哪兩類?油路走向如何?

答:通常分為傳動機構潤滑油系統和氣缸填料潤滑油系統兩類。油路走向分別是:

1)傳動機構潤滑油系統:

油箱→油幫浦→油過濾器→油冷卻器→曲軸軸承→連桿大小頭→十字頭滑道→回油管。

2)氣缸填料潤滑油系統:

油箱→注油器→單向閥→氣缸各點

→單向閥→填料各點

18活塞式壓縮機的水路系統冷卻哪些部位?

答:通常水路系統冷卻:1)氣缸2)氣缸蓋3)填料函4)潤滑油冷卻器5)級間冷卻器

19什麼是氣缸?對氣缸的基本要求有哪些?

答:氣缸是構成壓縮工作容積,在其中實現壓縮工作迴圈的主要部件。對氣缸的基本要求是:

1)氣缸是乙個承受交變載荷的壓力容器,應具有足夠的強度和剛度;

2)氣缸的內部工作面及尺寸要有必要的加工精度和表面粗糙度,有良好的耐磨蝕性和密封性;

3)氣缸具有良好的冷卻和潤滑條件;

4)氣缸上的開孔和通道,在尺寸和形狀等方面要盡可能有利於減少氣流阻力損失;

5)氣缸的結構要有利於製造、檢驗和維修;

6)力求結構簡單、造價低。

20活塞由哪些部分組成?分為哪幾種形式?

答:活塞元件包括:活塞、活塞環、活塞桿等。根據結構形式的不同,活塞可以分為筒形活塞、盤形活塞、級差式活塞、組合式活塞及柱塞。

21活塞桿的作用?對活塞桿的基本要求有哪些?

答:活塞桿的作用是連線活塞和十字頭,傳遞作用於活塞上的力並帶動活塞運動。

對活塞桿的基本要求是:

1)要有足夠的強度、剛度和穩定性;

2)耐磨性好並有較高的加工精度和表面粗糙度要求;

3)在結構上儘量減少應力集中的影響;

4)保證連線可靠,防止鬆動;

5)活塞桿結構的設計要便於活塞的拆裝。

22活塞環的用途是什麼?密封原理?有哪幾種形式?

答:活塞環的用途是密封活塞和氣缸的間隙,防止氣體從壓縮容積的一側漏向另一側。活塞環的密封原理是靠多個活塞環形成的曲折通道,對流經它的洩漏氣體產生多次節流阻塞和旋渦滯阻作用,在有少許漏洩的情況下,形成很大的阻力降來實現密封的。

活塞環按切口形式可以分為直切口、斜切口、搭切口三種形式。

23氣閥由哪些零件組成?各零件由什麼作用?

答:氣閥是由閥座、公升高限制器、閥片和彈簧組成,用螺栓把他們緊固在一起。如圖4所示

閥座是氣閥的基礎,是主體。公升高限制器用來控制閥片公升程的大小,而公升高限制器上的同心凸台是起導向作用的。閥片是氣閥的關鍵零件,它是關閉進出口閥,保證壓縮機吸入、排出氣量按設計要求工作,它的好壞關係到壓縮機的效能。

彈簧起著輔助閥片迅速彈回,以及保持密封的作用。

圖4 氣閥結構圖圖 5 氣閥實物圖

24氣閥的作用是什麼?對氣閥有哪些要求?

答:氣閥的作用是控制氣缸中的氣體吸入和排出。對氣閥的要求是:

1)氣閥開閉及時,關閉時嚴密不漏氣;2)氣流通過氣閥時,阻力損失小;3)氣閥使用壽命長;4)氣閥形成的餘隙容積小;5)結構簡單,互換性好。

25活塞式壓縮機氣閥有哪些形式?

答:常用的氣閥有環狀閥、網狀閥、碟形閥、條狀閥、直流閥、多層環狀閥等,在各種氣閥中以環狀閥最為普遍。

26填料函的作用式什麼?包括什麼?

答:填料函的作用式防止壓縮氣體沿活塞桿方向洩漏。它主要由密封盒、閉鎖環、密封圈和鐲形彈簧組成。

密封盒用來安放密封圈及閉鎖環。密封盒的兩個側端應研磨,以保證密封盒與密封盒、密封盒與密封圈之間的徑向密封。

27連桿是怎樣運動的?其作用是什麼?

答:活塞式壓縮機的連桿作平面擺動,其大頭和曲柄連線作旋轉運動,其小頭和十字銷(或活塞銷)相連作往復運動。連桿包括:連桿體、連桿大頭、連桿小頭、連桿螺栓四個部分。

其作用是:將曲軸和十字頭相連,將曲軸的旋轉運動轉換成活塞的往復運動,將外界輸入的功率傳給活塞元件。

28活塞式壓縮機飛輪的作用是什麼?

答:其作用主要是保證壓縮機有足夠的飛輪矩和均勻的切向力曲線,通過飛輪旋轉過程中貯存的動能來緩衝活塞式壓縮機旋轉角速度的波動。

29什麼是十字頭?十字頭包括哪些部分?

答:十字頭是連線連桿和活塞桿的部件,是將迴轉運動轉化為往復直線運動的關節。十字頭由十字頭體、滑板、十字頭銷等組成。

30往復式壓縮機的流量調節方法有哪幾種?

答:1)頂閥器調節;2)吸排氣管道旁路調節;3)餘隙容積調節;4)無級氣量調節。

圖6 十字頭圖7 回流省功原理圖

31往復式壓縮機無級氣量調節系統的原理如何?

答:無級氣量調節系統的原理實際上應用的是壓縮機的「回流省功」原理。當無級氣量調節系統的負荷調整到50%時,如右圖所示,在壓縮機的活塞往復運動中,當氣缸進氣終了時,進氣閥的閥片在執行機構作用下仍被卸荷器強制地保持開啟狀態,壓縮過程並不沿原壓縮曲線由位置c到位置d,而是先由位置c到達位置cr,50,此時原吸入氣缸中的部分氣體經被頂開的進氣閥回流到進氣管而不被壓縮;待活塞運動到特定的位置cr,50(對應所要求的氣量)時,執行機構使頂開進氣閥片的強制外力消失,進氣閥片回落到閥座上而關閉,氣缸內剩餘的氣體開始被壓縮,壓縮過程開始沿著位置cr,50到達位置dr,50。

氣體達到額定排氣壓力後從排氣閥排出,容積流量減少。這種調節方法的優點是壓縮機的指示功消耗與實際容積流量成正比,是一種簡單高效的壓縮機流量調節方式。這就是壓縮機的「回流省功」原理。

32何謂有油潤滑壓縮機?何謂無油潤滑?

答:氣缸,填料函要用注油潤滑的壓縮機稱有油潤滑的壓縮機。沒有注油器潤滑的壓縮機稱無油潤滑壓縮機。通常無油潤滑壓縮機的活塞環和填料都是用自潤滑材料製成的。

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