空压机原理及结构汇编

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1、空压机原理及结构 第一章：原理 第二章：应用 第三章：常见故障 拟 订：刘弟辉 审 核：鲜明峰 设备部 螺杆式 第四章：保养 第一章 原理 1、概述： 螺杆式空气压缩机，通 过电机传动主机转动进行空气 压缩，通过喷油对压缩腔进行 高温冷却和润滑，压缩腔内压 缩空气和润滑油的混合气体经 过两道粗、精分离，将压缩空 气中的机油分离出来，得到相 对较洁净的压缩空气。 螺杆式空气压缩机具有优 良的可靠性，其重量轻、震动 小、噪音低、运行效率高。 第一章 原理 2、工作原理： 螺杆空压机的核心部件是压缩主机，是容积式压缩机的一 种。空气压缩是由压缩腔内，高速旋转的阴阳转子空间变化而 产生的。电机通过联轴

2、器传动，由变速齿轮增速后驱动阳转子 ，再由阳转子带动阴转子，旋转的空间变化而产生的（一般阴 转子齿数大于阳转子）。 第一章 原理 2、工作原理： 喷入压缩腔内机油与空气混合，在转子齿槽间被有效的压缩。 油在转子齿槽间和腔壁形成一层油膜，避免金属与金属之间的直接 接触，并密封转子各部的间隙和吸收大部分产生的热量。 第一章 原理 3、空气压缩原理： 螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分的吸 气。螺杆式压缩机无进气与排气阀组，进气只靠减荷阀的开启、关 闭调节，当转子转动时，转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时， 其空间最大，此时，转子的齿沟空间与进气口之自由空气相 1）、吸气过程： 第一章

3、 原理 3、空气压缩原理： 通，因在排气时齿沟空气被全数排出，排气完时，齿沟处于真空状 态，当转至进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入阴阳转子的 齿沟内，当空气充满整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口 ，在齿间空气即被封闭。 1）、吸气过程： 第一章 原理 3、空气压缩原理： 阴、阳转子在吸气终了时，其齿顶会与机壳封闭，此时空气在 齿沟内封闭下不在外流，及“封闭过程”。阴阳转子继续转动，其 齿顶与齿沟在吸气端迎合，且吻合面逐渐向排气端移动，及“输气 过程” 2）、封闭及输气过程： 第一章 原理 3、空气压缩原理： 在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，即啮合面与排气口 间的间隙（空间）逐

4、渐被减小，齿沟内空气逐渐被压缩，压力提高 ，即压缩过程。而压缩的同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩 室内与空气混合。 3）、压缩及喷油过程： 第一章 原理 3、空气压缩原理： 当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时（此时，压缩气体 的压力最高），被压缩的气体开始从齿隙排出，直至齿顶与齿沟的 啮合面移至排气端面，此时两转子的啮合面与机壳排气口齿沟空间 为零，完成排气过程，同时，转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟 长度又达到最长，开始吸气过程。 4）、排气过程： 第一章 原理 3、空气压缩原理（图为气冷式-原理与水冷式同）： 第一章 原理 环境空气经由空气滤清器滤（A）除尘埃后，经卸荷阀（B）进

5、入压缩机主机（C）压缩室进行压缩，同时与喷入压缩腔内的润滑 油混合，与油混合的压缩空气经排气单向阀（D），进入油气分离 器（E）进行油和气的分离，经过分离后的压缩空气通过最小压力 阀（F），后冷却器（G），自动梳水的水气分离器（H），然后由 供气阀送入用户使用系统中。 1）、气路系统： （1）、系统运行流程 第一章 原理 1）、气路系统图（紫色）： a.空气过滤器 b.卸荷阀 c.主机 d.单向阀 e.油气分离器 f.最小压力阀 g.后冷却器 h.自动疏水的 水过滤器 L.油冷却器 m.油过滤器 n.回油管 o.断油阀 p.温控阀 第一章 原理 （2）、气路系统各组件功能： A、空气过滤器：

6、为干式纸制过滤器，过滤纸细孔度约为10 ，通常每 5001000H应进行清洁，清洁方法是使用低压空气由内向外吹； B、卸荷阀： 机组处于空载运行时，处于关闭状态；机组处于负载运行时， 高压空气克服卸荷阀的弹簧力处于开启状态； C、止回阀： 防止停机时，油气分离器中的压缩空气倒流回机体内，造成转 子反转； D、油气分离器： 油气分离器滤芯是由多层细密的玻璃纤维等材料组成，压缩空 气中所含的雾状油气经过后几乎可以被完全滤除，含油量可低于 5ppm。正常情况下可使用约4000H。 第一章 原理 （2）、气路系统各组件功能： E、最小压力阀： a.保证设备运行启动时优先建立起润滑所需的循环压力，确保

7、机组的润滑； b.在压力达到0.4MPa之后打开，可降低流过精油气分离器的空 气流速，确保油气分离的效果，保护油气分离器滤芯因压差过大损 坏。 F、气冷却器： 水冷却机组的气冷却为管壳式结构，用冷却水来冷却压缩空气 。其排气温度在40以下（冷却水入口水温最高不得超过35 ） 。水冷型空压机对环境温度条件不敏感，容易控制排气温度，若冷 却水质太差，则冷却器易结垢堵塞，水PH值很低（酸度较高）应使 用特殊铜材质。 第一章 原理 （2）、气路系统各组件功能： E、水气分离器： 除去因空气冷却后所冷凝出来的水分、油滴及杂质等，压缩空 气经过水气分离器后送出设备，设浮球阀可自动排水。 H、安全阀： 当压

8、力开关调节不当或失灵而使油气分离器内压力比设定排 气压力高出0.1MPa以上时，安全阀即跳开，使压力降至设定排气压 力以下。 G、自动放空阀： 当压缩机卸载或停机时，自动放空阀自动打开，使油气分离 器与大气相通，放气斜压。 第一章 原理 2）、油路系统： （1）、系统运行流程 油气分离器（J）内压力，将润滑油压入油冷却器（L），在 油冷却器内冷却后，经油过滤器（M）除去润滑油中的杂质颗粒等 ，再经过断油阀（O），然后分成两路，一路由机体（C）下端喷 入压缩室，冷却压缩空气，另一路通过机体的两端，用来润滑轴 承组和传动齿轮，然后各部分润滑油都聚集于压缩室的底部，随 着压缩空气排出。 与油混合的压

9、缩空气经过单向阀进入油气分离器，先通过机 械式旋风与撞击分离掉大部分油，其余含油雾空气再经过油气分 离滤芯，滤除剩余的油，干净的压缩空气经过最小压力阀进入后 冷却器冷却后，送至使用系统。 第一章 原理 2）、油路系统（蓝色）： 第一章 原理 2）、油路系统： （2）、各组件功能： A、油冷却器： 与气冷却器的冷却方式相同。 B、油过滤器： 油过滤器是一种纸质的过滤器，功能是除去油中的杂质，如 金属颗粒、油劣化物等，过滤精度在1015 之间，对轴承和转子 具有保护作用，更换周期最好不要超过设备运行时间1500小时。 C、断油阀： 断油阀在主机开机时开启，停机时关闭，功能是在停机时迅 速切断油路，

10、避免油气分离器内的油继续喷入压缩机内，导致润 滑油由进气口喷出。断油阀是重要零部件之一，一旦发生故障则 会导致压缩机主机因失油而损坏。 第一章 原理 2）、油路系统： （2）、各组件功能： D、油气分离器： 见上节说明。 E、温控阀（热力阀）： 当机组正常工作时，其排气温度最好高于环境温4050， 因为过低的排气温度会影响压缩机的正常使用。其作用就是使机 组的排气温度不低于70 ，对提高机组的可靠性，延长机组的使用寿 命有帮助。 温控阀内腔有一个旁通阀门，此门是敞开的，当温度低于70 ， 润滑油经旁通阀门、旁通油管、油过滤器、断油阀直接进入主机 工作腔，此时、润滑油未经冷却。 第一章 原理 3

11、）、冷却系统： 冷却水水质必须符合一般工业用水标准以上，尽量避免使用地 下水，若水质差则冷却水塔须定期加清洗剂来清洗沉积物，以免影 响冷却器的效率或寿命。 具体要求如下： （1）、冷却水接近中性，即氢离子浓度PH应在6.59.5之间； （2）、有机物质和悬浮机械杂质应小于25mg/L，含油量小于5mg/L 。 （3）、暂时硬度100，（硬度1O相当于是1L水中含有10mgCaO，或 7.19mgMgO）。 （4）、冷却水的温度应30，若高于32，气冷和水冷应各自 设置进出水管，不能串联； （5）、进水压力0.2MPa，0.5MPa。 第一章 原理 油分离器：油气分离器：压力调节器： 4）、组件

12、结构了解（以实际为准）： 第一章 原理 4）、组件结构了解（以实际为准）： 最小压力阀电磁阀放空阀（类型1） 第一章 原理 4）、组件结构了解（以实际为准）： 断油阀放空阀（类型2）空气滤芯 第一章 原理 4）、控制系统： P1：油过滤 器压差开关 P2：进气过 滤器压差开关 P3：油气分 离器芯压差开 关 P1：排气压力 T：供气温度 TS：主机排气 温度 ）、控制系统： （1）、主机运行： 空压机用户首次投入运行时，必须用点动方式 检查电机之 旋转方向是否正确，可通过压缩机接筒上的方孔看联轴器的旋转 方向是否与接筒上的箭头指示方向一致。 三相电源线可能有变动的任何情况下，启动主机均必须同重

13、 复上述步骤，本机切忌反转，一量反转会造成主机损坏。 在确保电机动转方向的情况下按下启动按钮，电机投入运行 ，压缩机组处理无负荷（空载）状态。 第一章 原理 （2）、负载空载状态： 机组启动后便处于空载状态，此时电磁阀、口切断， 口与口连通，使卸载阀回载口与大气相连，当卸载阀阀芯在其 后部弹簧力的作用下处于关闭状态，空气仅从卸荷阀上小孔进入 压缩室内，并逐步建立起压力，当压力慢慢升高后，由于组合阀 阀芯后气体与油分离器内的压力维持在a左右，确 保润滑油正常喷入到各润滑点。 ）、控制系统： 第一章 原理 第一章 原理 第一章 原理 ）、控制系统： 负载键接通，则机组便进入负载运行状态。此时，电磁

14、阀动 作，、口连通，、口切断。 压力气体进入卸荷阀，大量气体进入主机内，压力逐渐升高 。当压力升至.a左右时，最小压力阀全开空气，空气 输出。由于电磁阀、口切断，与口连通。组合阀控制口 接通高压气体，其压力与油分离器压力相等，阀芯在弹簧力的作 用下恢复复原始状态而关闭泄放口，不再泄放气体。 当排气阀压务达到设定之上限时，电磁阀失电，恢复原始状 态，机组一进入运行状态，卸载阀关闭，压力阀打开，最小压力 阀关闭，滑阀移向另一侧，推开压力阀压力为管线压力，油分离 器内之压力可降至.a左右，电机处于低功耗运转。等 管路系统之压力降至压力设定之下限时，电磁阀得电，机组进入 负载运行状态。 第一章 原理

15、第一章 原理 （）紧急停机 当排气温度超过度，或电动机因超载使过电流保护装 置动作时，电源被切断，电动机即刻停止运转。同时卸荷阀、断 油阀等全部关闭，压力阀打开，使油分离器内之高压气体泄放到 进口侧 注意：只有当机组运行过程中出现异常情况时，才允许按紧急停 机按钮。 ）、控制系统： （）停机 正常停机前应按空载键使机组处于空载运行状态，等机组 内压力降至.a左右后，按下停机键，电机电源切断而停 止运转。 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章

16、原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(PLC原理)： 第一章 原理 5）、电气控制(Y启动)： 第一章 原理 第三章 应用 4、压缩气源的配置： 4、压缩气源的配置： 上图为典型压缩气源配置，当压缩空气进入储气罐后，先经过 （V级）前过滤器，再经过空气干燥机去除压缩空气中的水分，然后 经过（A级）后过滤器时，压缩空气的品质达到：含尘粒径1um， 含油量0.1ppm。再配装（B级）精过滤器，压缩空气的品质可以达 到：含尘粒径0.01um，含油量0.01ppm。 第二章 应用 5、压缩空气净化设备的作用： 经空气压缩机排出的压缩空气含有一定的水分、微量的杂质和 微量的油份，压缩空气净化设备的作用就是对压缩空气进行净化处 理，去除压缩空气中的其它杂质、水分、油份的设备，也称压缩空