一、噴油螺桿式空壓機(jī)概述

 

噴油螺桿式空壓機(jī)成為當(dāng)今空氣壓縮機(jī)發(fā)展的新主流，與同等功率下的活塞式壓縮機(jī)相比，具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)越而可靠。其振動(dòng)小、噪音低、效率高、無易損件，主副轉(zhuǎn)子間以及轉(zhuǎn)子與機(jī)體外殼間的精密配合減小了氣體回流泄漏，提高了效率；只有轉(zhuǎn)子的相互嚙合，無氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減少了振源和噪音源；獨(dú)特的潤滑方式帶來了諸多優(yōu)點(diǎn)。

 

憑借自身所產(chǎn)生的壓力差，不斷向壓縮室和軸承注入潤滑油，簡化了復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

 

注入的潤滑油可在轉(zhuǎn)子之間形成油膜，主轉(zhuǎn)子可直接帶動(dòng)副轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，無需高精密度的同步齒輪。

 

噴入的潤滑油可增加壓縮的氣密性。

 

潤滑油吸收大量的壓縮熱，因此，即使單級(jí)壓縮比高達(dá)16，機(jī)頭仍然可以控制在一般潤滑油的結(jié)碳及劣化溫度以下，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間也不會(huì)因膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生摩擦。

 

潤滑油可減低高頻壓縮所產(chǎn)生的噪音。

 

二、噴油螺桿式空壓機(jī)機(jī)體構(gòu)造

三、螺桿壓縮機(jī)壓縮原理

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主副轉(zhuǎn)子所形成的齒間容積逐漸擴(kuò)大，該容積僅僅與吸氣口連通，外界空氣被吸入齒間容積內(nèi)。當(dāng)齒間容積增到最大時(shí)，齒間容積與吸氣口斷開，吸氣結(jié)束。此為“進(jìn)氣過程”。

在吸氣終了時(shí)，主副轉(zhuǎn)子齒峰會(huì)與機(jī)殼閉封，在齒間容積內(nèi)的空氣即被封閉在由主、副轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉腔內(nèi)，此即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，主副轉(zhuǎn)子齒相互嚙合，嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng)，齒間容積內(nèi)的空氣也跟著向排氣端輸送，即“輸送過程”。

在輸送過程中，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小，齒間容積內(nèi)之氣體體積也隨之減小，氣體被壓縮，壓力升高，此即“壓縮過程”。壓縮的同時(shí)，潤滑油因壓力差而噴入齒溝內(nèi)與空氣混合。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到齒間容積與機(jī)殼排氣口相通時(shí)，被壓縮之氣體開始排出，這個(gè)過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合，此時(shí)齒間容積為零，氣體被完全排出，即完成“排氣過程”。

四、系統(tǒng)流程及組件功能簡介

 

（一）、空氣系統(tǒng)流程

 

 1、流程

 

      空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后，經(jīng)由進(jìn)氣閥進(jìn)入壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)進(jìn)行壓縮，并與潤滑油混合。與油混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細(xì)分離器去除油分后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入使用系統(tǒng)。

 

      2、組件功能

 

    （1）空氣濾清器        （2）進(jìn)氣閥         （3）油氣桶

 

     （4）壓力維持閥        （5）冷卻器         （6）安全閥

空氣濾清器濾芯為一干式紙質(zhì)過濾濾芯，其主要功能是過濾空氣中的塵埃。當(dāng)控制面板上空氣濾清器阻塞指示燈亮?xí)r，表示空氣濾清器濾芯必須清潔或更換，但壓縮機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

空氣濾清器外殼為鐵質(zhì)或塑料，內(nèi)裝旋風(fēng)除塵裝置，可去除絕大部分灰塵，大大延長空濾芯的壽命。

 

進(jìn)氣閥是整個(gè)空壓機(jī)空氣流程及控制系統(tǒng)中核心元件之一。進(jìn)氣閥的打開或關(guān)閉的動(dòng)作對(duì)應(yīng)著空壓機(jī)的兩種運(yùn)行狀態(tài)：（進(jìn)氣閥的打開或關(guān)閉是針對(duì)閥內(nèi)的進(jìn)氣口而言，進(jìn)氣閥打開即進(jìn)氣口打開）

 

重車：進(jìn)氣閥全開，空壓機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)全氣量輸出。

 

空車：進(jìn)氣閥全關(guān)，空壓機(jī)無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，無壓縮空氣輸出。

 

容調(diào)：進(jìn)氣閥部分打開，空壓機(jī)部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮空氣輸出量在0～100％之間。

 

活塞式進(jìn)氣閥，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只要管路1無壓力輸入，微孔2就會(huì)泄放掉活塞底部的氣壓，活塞就會(huì)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空吸力下往下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣口打開，空氣被吸入，空壓機(jī)重載運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)管口1有壓力輸入時(shí)，且此壓力足以克服真空吸力，則活塞受氣壓推動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)直至與上蓋接觸關(guān)閉進(jìn)氣口。空壓機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)。管口1的壓力供給與否由泄放電磁閥控制。

蝶式進(jìn)氣閥結(jié)構(gòu)如圖5-2所示，主要由碟片、單擺式止回閥、伺服氣缸、殼體等部分組成。伺服氣缸內(nèi)的活塞上下運(yùn)動(dòng)推動(dòng)碟片軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)碟片打開或關(guān)閉進(jìn)氣口。

 

碟片自然狀態(tài)是關(guān)閉的，這使得空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)不帶負(fù)荷啟動(dòng)。

 

當(dāng)管口1有壓力輸入，且此壓力能克服伺服氣缸內(nèi)彈簧力時(shí)，此氣壓力將推動(dòng)伺服氣缸內(nèi)活塞向上運(yùn)動(dòng)，則活塞上的頂桿使蝶片繞其中間的軸旋轉(zhuǎn)。這時(shí)進(jìn)氣閥打開，空壓機(jī)重車。當(dāng)管口1的壓力泄放掉后，伺服氣缸的活塞在彈簧力作用下恢復(fù)到平常處置。蝶片也在其帶動(dòng)下復(fù)位，則進(jìn)氣口關(guān)閉，空壓機(jī)空車。

 

當(dāng)管口1有壓力輸入但不足以完全克服彈簧力時(shí)，活塞會(huì)在中間某位置保持平衡，相應(yīng)蝶片也會(huì)穩(wěn)定在某一角度，使進(jìn)氣閥保持部分打開，空壓機(jī)容調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

管口1的輸入壓力由三向電磁閥和反比例閥控制。

 

進(jìn)氣閥的碟片下方還設(shè)有單擺式止回閥。當(dāng)緊急停機(jī)時(shí)止回閥可防止系統(tǒng)內(nèi)高壓的油氣反沖噴出進(jìn)氣閥外。

油氣桶的作用有兩個(gè)：儲(chǔ)存潤滑油及油氣第一次分離。

 

壓縮機(jī)體排出的油氣混合氣首先排至油氣桶，經(jīng)油氣桶第一次分離，絕大部分油被分離出來，沉降于油氣桶底部，參與下次循環(huán)，仍含有少量油份的壓縮空氣將送至油細(xì)分離器。

 

油氣桶側(cè)裝有觀油鏡用于觀察油位，正常的油位是：機(jī)器重車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油位位于油鏡兩條紅線之間。如重車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)油位高于上紅線則油位過高，如重車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)油位低于下紅線則油位過低。建議此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)加油。

 

由于停機(jī)后系統(tǒng)內(nèi)的油回流到油氣桶中，使停機(jī)時(shí)的油位可能位于上紅線上方。

 

油氣桶備有加油口，用于添加潤滑油。底部有泄油口，用于排放冷凝水及換油時(shí)排放潤滑油。

壓力維持閥位于油細(xì)分離器出口處，其開啟壓力一般設(shè)定在0.4～0.5MPa。壓力維持閥之所以這樣設(shè)定是由于：

 

a. 壓縮機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)優(yōu)先建立起系統(tǒng)內(nèi)潤滑油循環(huán)所需的最低壓力，確保機(jī)體良好潤滑。

 

b. 當(dāng)油氣桶內(nèi)壓力超過壓力維持閥的設(shè)定開啟壓力時(shí)，壓力維持閥方開啟，允許壓縮空氣排出，這樣就可避免因流過油細(xì)分離器的空氣流速過快而降低其油氣分離效果，也可保護(hù)油細(xì)分離器避免因內(nèi)外壁壓差過大而受損。

 

另外，壓力維持閥還有止回功能。當(dāng)空壓機(jī)空車時(shí)，空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)壓力較低，用戶系統(tǒng)較高的壓力因壓力維持閥的存在而不會(huì)倒流回來。

（二）、潤滑油系統(tǒng)流程

 

1、噴油流程說明

 

螺桿式壓縮機(jī)的潤滑油循環(huán)是靠油氣桶內(nèi)的壓力與壓縮機(jī)體內(nèi)噴油口處的壓力差來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，無需配備專門的油泵。具體流程如下：高溫的潤滑油從油氣桶出來后，經(jīng)過熱控閥，進(jìn)入油冷卻器冷卻，再經(jīng)過油過濾器去除雜質(zhì)顆粒。然后分為兩路：絕大部分油由機(jī)體下端噴入壓縮室，參與壓縮過程。小部分油則通往機(jī)體前后端，用以潤滑機(jī)體軸承組。潤滑軸承油最后回到吸氣口同空氣一起進(jìn)入壓縮室，參與壓縮過程。

 

2、油路上各組件功能

 

（1）熱控閥（2）油冷卻器（3）油過濾器

 

熱控閥

 

水分的產(chǎn)生及其對(duì)壓縮機(jī)的危害之前已有敘述。油路中熱控閥能有效地防止冷凝水的大量析出。其功能如下：熱控閥總共有三個(gè)接口：入油口、出油口和旁通口。旁通口接油冷卻器入口，常態(tài)時(shí)關(guān)閉。當(dāng)入油口的油溫較低時(shí)（如冷態(tài)機(jī)組剛起動(dòng)時(shí)），熱控閥不動(dòng)作，油不經(jīng)過冷卻器直接流入油過濾器。當(dāng)油溫漸漸上升到67℃以上時(shí)，熱控閥開始動(dòng)作，旁通口漸漸打開，出油口漸漸關(guān)閉，一部分油開始進(jìn)入油冷卻器冷卻。當(dāng)油溫繼續(xù)上升至72℃以上時(shí)，旁通口全部打開，出油口全部關(guān)閉，潤滑油全部流經(jīng)油冷卻器進(jìn)行冷卻。這樣可以保證排氣溫度高于70℃，從而避免壓縮空氣中的冷凝水在機(jī)組中大量析出。

 

（三）、冷卻系統(tǒng)

 

1、風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)

 

風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)包含風(fēng)扇和冷卻器兩大部件，冷卻器采用鋁制板翅式換熱器，風(fēng)扇將冷空氣強(qiáng)制吹向冷卻器，空氣在流過冷卻器散熱翅片時(shí)，與壓縮空氣或潤滑油做熱交換，將熱量帶走，達(dá)到冷卻壓縮空氣和冷卻潤滑油的效果。

 

 2、水冷式冷卻系統(tǒng)

 

采用管殼式冷卻器。一支為后部冷卻器用來冷卻壓縮空氣，另一支為油冷卻器用于冷卻噴入機(jī)體前的潤滑油。這種冷卻器是在管殼中平行排布許多薄壁換熱銅管，水走銅管內(nèi)，熱油或熱空氣走銅管外，通過熱交換后，水將油和空氣的熱量帶走。

 

五、常見故障及解決方法