螺桿形線和離心機原理介紹

1、天津市阿特普科螺桿壓縮機有限公司壓縮機原理COMPRESSOR TYPES壓縮機種類壓縮機種類壓縮機種類 空氣和氣體壓縮機的基本原理分類 壓縮機壓縮機容積式容積式動力式動力式噴射式噴射式徑向式徑向式(離心式離心式)軸流式軸流式往復式往復式旋轉式旋轉式滑片式滑片式 液環(huán)式液環(huán)式 螺桿式螺桿式 羅茨式羅茨式 直聯式直聯式十字頭式十字頭式 活塞式活塞式迷宮式迷宮式膜片式膜片式WORKING PRINCIPLES工作原理工作原理工作原理容積式壓縮機往復式壓縮氣體體積從而提高氣體壓力雙作用氣缸設計雙作用氣缸設計 活塞速度低 更長的活塞環(huán)、軸承、密封和填料的壽命 更低的轉速 更低的運行溫度 P 系系 列列

2、 活活 塞塞 壓壓 縮縮 機機高高 可可 靠靠 性性 超長雙倍中間隔離段保證了絕對無油的空氣P 系系 列列 活活 塞塞 壓壓 縮縮 機機刮油環(huán) 完全無油的壓縮腔完全無油的壓縮腔高高 可可 靠靠 性性 和和 長長 壽壽 命命輕載(350g/cm2)PTFE活塞環(huán)設計，保證長壽命運行 工作原理工工 作作 原原 理理 利 用 一 對 互 相 嚙 合 的 陰 陽 螺 桿 在 不 斷 回 轉 的 過 程 中， 陰 陽 螺 桿 嚙 合 所 密 封 住 的 幾 個 空 間 體 積 的 變 化， 從 而 連 續(xù) 地 完 成 吸 氣、 壓 縮 和 排 氣 的 過 程。 是 利 用 容 積 的 變 化 來 壓 縮

3、 氣 體， 是 典 型 的 容 積 式 壓 縮 機。陰轉子陰轉子陽轉子陽轉子正位移式壓縮機螺桿式壓縮氣體體積從而提高氣體壓力噴油噴油螺桿壓縮機螺桿壓縮機-壓縮腔內噴油，壓縮腔內噴油，陽轉子直接帶動陰轉子嚙合陽轉子直接帶動陰轉子嚙合(螺桿接觸螺桿接觸)無油無油螺桿壓縮機螺桿壓縮機-壓縮腔內無其它介質壓縮腔內無其它介質(無油無油),由同步齒輪帶動陰陽轉子嚙合由同步齒輪帶動陰陽轉子嚙合(轉子不接觸轉子不接觸)無油和噴油螺桿壓縮機無油和噴油螺桿壓縮機 特特 點：點： 高 內 壓 比 更 低 的 比 功 率 SER 收收 益：益： 低 能 耗新 一 代 專 利 螺 桿 型 線螺 桿 表 面 磨 削 加

4、工GA 系 列 噴 油 螺 桿 壓 縮 機 新 一 代 螺 桿Atlas Copco 新一代的螺桿型線新一代的螺桿型線陽轉子陽轉子陰轉子陰轉子6 6條槽條槽4 4個齒個齒新一代不對稱型線的設計, 螺桿表面磨削加工；4/6齒結合， 轉子直徑相等，陰轉子剛度高， 因此有更小彎曲和更小內部泄漏和損失；轉子間的密封線幾乎均有最小的間隙；無“敲擊”，傳送無脈沖的壓縮空氣排氣端的出氣孔最小( 漏氣三角形小),更小內部泄漏和損失 型型 線線 設設 計計 要要 求求 軸 向 氣 密 性 和 橫 向 氣 密 性 高 接 觸 線 長 度 盡 量 短 面 積 利 用 系 數 大 減 少 和 避 免 漏 氣 三 角

5、形 重 量 輕 ， 剛 性 好 良 好 的 工 藝 性螺螺 桿桿 齒齒 數數 選選 擇擇 螺 桿 齒 數 可 選 擇 24，33，34，44，45，46，56，57，68 等。 46方 案 具 有 良 好 的 剛 度 ，并 能 使 陰 陽 螺 桿 的 剛 度 接 近 相 等 ，因 而 是 現 代 螺 桿 的 標 準 齒 數 。螺螺 桿桿 型型 線線 的的 演演 變變Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線標標 準準 Atlas Copco 型線型線 (SAP)Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線SAPSigma SAP型 線: 4/6 齒 結 合 ，轉 子 直 徑 相

6、等 相 對 于 5/6 齒 (Sigma)或 4/5 齒 (Cyclon) 結 合，陰轉 子 有 更 高 的 剛 度 因 此 不 易 變 形 內 部 泄 漏 損 失 小 Sigma 型 線 (Kaeser): 5/6 齒 結 合 陰 轉 子 直 徑 小Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線SAP 型 線 : 由 于 壓 縮 力 的 原 因 ，接 觸 在 齒 側 的 后 緣 轉 子 密 封 線 的 間 隙 已 達 到 最 小 化 無“敲 擊”，無 噪 音 排 氣 端 的 出 氣 孔 最 小 (漏氣 三 角 形 小 ) 最 小 內 部 泄 漏 和 損 失Atlas Copco 的 最

7、新 螺 桿 型 線 SAPSAP 型 線 能能 磨磨 削削 加加 工工 表表 面面 光光 潔潔 度度 高、間高、間 隙隙 小小 最最 小小 內內 部部 泄泄 漏漏 和和 損損 失失Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線 較 高 的 內 壓 比 (10 bar) 提 高 了 效 率 ，尤 其 在 10和13bar 機 型 有 更 大 的 轉 子 直 徑 齒 頂 速 度 (tip-speed）低 ，且 接 近 最 佳 速 度Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線SAP重重 量量 因因 子子 100Sigma重重 量量 因因 子子 140 SAP型 線: 4/6 齒 結 合

8、，轉 子 直 徑相 等 同 等 功 率 時 ，設 計 更 為 緊 湊 Sigma 型 線 (Kaeser): 5/6 齒 結 合 大 量 不 必 要 的 設 計 重量(多 余 重 量) 同 等 功 率 時 ，重 量 增 加 40% 高高 效效 ，可，可 靠靠 和和 緊緊 湊湊 的的 設設 計計 七七 大大 理理 由由 4/6 齒 結 合，轉 子 直 徑 相 等 ， 剛 度 高 轉 子 接 觸 在 后 緣 漏 氣 三 角 形 小 , 軸 向 氣 密 性 好 SAP 型 線 能 磨 削 加 工 表 面 精 度 高 ，齒 間 間 隙 小 較 高 的 內 壓 比 (10 bar ) 最 佳 齒 頂 速

9、 度 (tip-speed ) 最 佳 重 量 比Atlas Copco 的 最 新 螺 桿 型 線 螺桿壓縮機特點 兼有往復壓縮機和離心壓縮機的特點 單位排氣量的體積、重量、占地面積以及排氣脈動均遠比往復壓縮機小 沒有氣閥、活塞環(huán)等易損件，因而運轉可靠，壽命長，易于實現遠距離控制 不存在不平衡慣性力和力矩，所以螺桿壓縮機基礎小，甚至可以無基礎運轉 由于陰陽螺桿齒間實際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可以壓送含液氣體、臟氣體 螺桿壓縮機有強制輸氣的特點，排氣量幾乎不受排氣壓力的影響 螺桿壓縮機在寬廣的工況范圍內，仍能保持較高的效率，沒有離心機在小氣量時喘振現象 很強的中高頻率噪音，必須采取消聲減

10、噪措施 齒面是一空間曲面，需專用設備和刀具加工 由于靠間隙密封及轉子剛性限制，只適用于中、低壓范圍排氣端排氣端進氣端進氣端4 圓柱軸承(徑向)4 低壓端4 一套配對的4點接觸球軸承(軸向)和圓柱軸承(徑向)4 高壓端SKF最高等級徑向和軸向重載止推軸承的組合最高等級徑向和軸向重載止推軸承的組合一流的軸承一流的軸承螺桿主機轉子和電機保持永久對中彈性聯軸器的設計降低了啟動扭矩的應力GA90-315 由高效全封閉風冷式電機驅動 (IP-55,絕緣等級F 級)GA 90-160 單主機單主機一體化的主機一體化的主機GA200-315 機組采用2個轉子并聯的方式主動齒輪驅動2個固定在轉子上的從動齒輪螺桿

11、主機轉子和電機保持永久對中彈性聯軸器的設計降低了啟動扭矩的應力GA90-315 由高效全封閉風冷式電機驅動 (IP-55,絕緣等級F 級)GA200-315 雙主機雙主機一體化的主機一體化的主機 低 功 耗 和 高 可 靠 性 新 一 代 ZR/ZT無 油 螺 桿 壓 縮 機 來來 源源 于于 優(yōu) 異 的 螺 桿 型 線 整 體 化 的 設 計 高 效 的 配 套 件 四 十 多 年 成 熟 的 設 計 經 驗空氣空氣油氣混合物油氣混合物油油冷凝液冷凝液4 無油泵無油泵 4 簡單、高效的調節(jié)系統(tǒng)簡單、高效的調節(jié)系統(tǒng)4 維修量少、可靠性高維修量少、可靠性高GA(W)90-160GA(W)90-1

12、60 PACK PACK 流程圖流程圖ZR/ZT110-750 系列系列ZR110-275流程圖流程圖壓縮空氣油加載 / 卸載，控制器，放空閥和消音器空氣過濾器油過濾器油旁路閥高壓級主機低壓級主機消音器單向閥油 泵壓縮空氣出口后冷卻器級間冷卻器油冷卻器水-分離器 和 排水冷卻水油池消音器空氣進口出水進水工作原理提高氣體速度即(動能)1/2 mv 再轉化成氣體壓力的提高動力式壓縮機2葉輪葉片擴壓葉片動力式壓縮機離心式工作原理壓力的升高遵循伯努利方程：P VM P 2葉輪葉片擴壓葉片 葉輪旋轉 旋轉的葉輪葉片提高氣體速度 靜止的擴壓葉片使速度突然下降從而提高氣體壓力工作原理蝸殼蝸殼葉輪葉輪擴壓器擴

13、壓器工作原理進口法蘭進口法蘭葉輪的葉輪的吸入口吸入口葉輪的葉輪的邊緣邊緣擴壓器出口擴壓器出口壓力在葉輪壓力在葉輪內的升高內的升高壓力在擴壓器壓力在擴壓器內的升高內的升高吸入壓力吸入壓力排氣壓力排氣壓力 壓 力 升 高 工作原理排氣壓力取決于空氣離排氣壓力取決于空氣離開葉輪時的速度開葉輪時的速度壓力的變化壓力的變化: 減小最后一級葉輪的直徑減小最后一級葉輪的直徑工作原理流量的變化流量的變化:減小每級葉輪葉片的寬度減小每級葉輪葉片的寬度工作原理徑向葉輪徑向葉輪+可用較小的葉輪直徑獲得同樣的出口速度可用較小的葉輪直徑獲得同樣的出口速度-但調節(jié)范圍較小但調節(jié)范圍較小后彎葉輪后彎葉輪+更大的調節(jié)范圍更大

14、的調節(jié)范圍+更高的效率更高的效率-較大的直徑較大的直徑工作原理排氣壓力排氣壓力100 %輸入功率輸入功率100 %吸入流量吸入流量 (質量質量) 100 %進氣壓力下降將使流量進氣壓力下降將使流量下降，反之亦然。下降，反之亦然。進氣壓力下降將使輸入進氣壓力下降將使輸入功率下降，功率下降， 反之亦然。反之亦然。離心式壓縮機軟特性工作原理離 心 壓 縮 機 特 性離心壓縮機問世已約100多年! 無油螺桿壓縮機在1950年問世無油螺桿主機有穩(wěn)定的使用壽命(SPM 標準周期測定)，而離心壓縮機主機壽命無法預測，需永久的振動監(jiān)測復雜工況機械故障多而且嚴重是離心壓縮機的顯著特點 (高速 - 機械平衡點多，

15、適合于穩(wěn)定工況、大排量)離心壓縮機對于進氣工況非常敏感，在35 時是其能耗相對有利點(空氣密度低)，但此點并不具備年度平均代表性(一般應在20以下)放空調節(jié)使能量大量浪費而自動雙模式有很大的局限性蝶閥連續(xù)調節(jié)需更高的能耗. ZR 無油螺桿可避免此現象，并可采用變頻壓縮機進一步降低能耗對于用戶而言離心壓縮機必須完善的附件配套才能正常運轉機器特 性 曲 線容積式壓縮機：容積式壓縮機： 恒流型壓縮機恒流型壓縮機 壓力比變化與軸功成正比壓力比變化與軸功成正比動力式壓縮機：動力式壓縮機：1、恒壓型壓縮機、恒壓型壓縮機2、壓力變化能引起流量變化、壓力變化能引起流量變化Power P = P1 . V1 .

16、 ( ) - 1 nn-1P2P1n-1nPower P = Hp . mh軸功軸功 進氣溫度、質量進氣溫度、質量(空氣密度空氣密度)、壓縮比、壓縮比流量流量CAPACITY容積式壓縮機容積式壓縮機螺桿式螺桿式動力式壓縮機動力式壓縮機壓壓 力力轉 速 對 氣 量 的 影 響P 2 S1、容積式壓縮機流量與轉速成正比，與壓力無關、容積式壓縮機流量與轉速成正比，與壓力無關2、離心式壓縮機壓力與轉速的平方成正比，即：、離心式壓縮機壓力與轉速的平方成正比，即：所以，頻率所以，頻率(轉速轉速)變化變化 3%，每級出口壓力變化，每級出口壓力變化 6%(對于對于3級離心壓縮機，壓力變化級離心壓縮機，壓力變化

17、18% 功率功功 率率 裝裝 機機 功功 率率 指指 電電 機機 的的 銘銘 牌牌 功功 率。率。 并并 不不 直直 接接 反反 應應 壓壓 縮縮 機機 的的 功功 耗。耗。 軸軸 功功 率率 是是 指指 壓壓 縮縮 機機 的的 實實 際際 輸輸 入入 功功 率。率。 直直 接接 反反 應應 壓壓 縮縮 機機 的的 功功 耗。耗。 機機 組組 功功 率率 指指 螺螺 桿桿 壓壓 縮縮 機機 隔隔 噪噪 箱箱 中中 包包 括括 壓壓 縮縮 機、機、 馬馬 達達 和和 其其 他他 所所 有有 輔輔 助助 設設 備備 的的 消消 耗耗 功功 率。率。 這這 個個 指指 標標 反反 映映 用用 戶戶 真真 正正 將將 用用 去去 的的 功功 耗。耗。 螺螺 桿桿 壓壓 縮縮 機機 電電 機機 服服 務務 系系 數數1.01.2 離離 心心 式式 壓壓 縮縮 機機 電電 機機 服服 務務 系系 數數1.15效率效效 率率 在在 空空 壓壓 機機 領