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活塞式空压机的工作原理
日期:2013/1/29 20:01:33    阅读:
在气缸内作往复运动的活塞向右移动时,气缸内活塞左腔的压力低于大气压力 p a ,吸气阀开启,外界空气吸入缸内,这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后,排气阀打开。压缩空气送至输气管内,这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。

图 1 活塞式空压机工作原理图
1 —排气阀 2 —气缸 3 —活塞 4 —活塞杆
5 —滑块 6 —连杆 7 —曲柄 8 —吸气阀
9 —阀门弹簧

这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时,剩余容积内的压缩空气会膨胀,从而减少了吸人的空气量,降低了效率,增加了压缩功。且由于剩余容积的存在,当压缩比增大时,温度急剧升高。故当输出压力较高时,应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高容积效率,增加压缩气体排气量。
图 1 为单级活塞式空压机,常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。单级活塞式空压机若压力超过 0 . 6MPa ,各项性能指标将急剧下降,故往往采用多级压缩,以提高输出压力。为了提高效率,降低空气温度,需要进行中间冷却。图 2 (a) 为二级压缩的活塞式空压机设备示意图。如图 2 (b) 所示,空气经低压缸后压力由 p 1 提高至 p 2 ,温度由 T l 升至 T 2 ;然后流入中间冷却器,在等压下对冷却水放热,温度降为 T l ;再经高压缸压缩到所需要的压力 p 3 。并由该图可见,进入低压缸和高压缸的空气温度 T l 和 T 2 ,位于同一等温线 12 ′ 3 ′ 上,两个压缩过程 12 、 2 ′ 3 偏离等温线不远。同一压缩比 p 3 / p 1 的单级压缩过程为 123 ″ ,比两级压缩偏离等温线 12 ′ 3 ′ 远得多,即温度要高许多。且单级压缩消耗功相当于图中面积 613 ″ 46 ,两级压缩消耗功相当于图中面积 61256 和 52 ′ 345 之和,节省的功相当于 2 ′ 23 ″ 32 ′ 。可见,分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高效率。
活塞式空压机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中,卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时,空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时,空压机自动停止运转。
活塞式空压机的优点是结构简单,使用寿命长,并且容易实现大容量和高压输出。缺点是振动大,噪声大,且因为排气为断续进行,输出有脉冲,需要贮气罐。

空气压缩机


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