第十七章礦山空氣壓縮設(shè)備

第十七章礦山空氣壓縮設(shè)備17.1概述一、空氣壓縮設(shè)備指壓縮和輸送氣體的整套設(shè)備，包括空壓機(jī)、輸氣管路和附屬設(shè)備等。二、空氣壓縮設(shè)備的任務(wù)：向井下輸送壓縮空氣，做為風(fēng)動(dòng)機(jī)械的動(dòng)力源。如風(fēng)鉆、錨噴機(jī)等。三、空壓機(jī)站的組成空壓機(jī)、電動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備、冷卻泵站、附屬設(shè)備、管路等。四、空壓機(jī)的分類1.按工作原理分：1）容積型：利用減小空氣體積提高單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量，從而提高氣體壓力。又可分為：活塞式、螺桿式、滑片式三種2）速度型：利用增加空氣質(zhì)點(diǎn)的速度，提高氣體的壓力。可分為：離心式和軸流式兩種。我國(guó)礦山使用最多的是活塞式空壓機(jī)（又稱往復(fù)式空壓機(jī)）?；钊娇諌簷C(jī)的分類方式見圖：五、活塞式空壓機(jī)的工作原理17.2活塞式空壓機(jī)的工作循環(huán)一、性能參數(shù)1.排氣量V（m3/min）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)測(cè)得空壓機(jī)排出的氣體體積數(shù)，再換算成吸氣狀態(tài)下的體積數(shù)。2.排氣壓力p（Pa）：空壓機(jī)出口壓力。氣體分子熱運(yùn)動(dòng)而相互碰撞，在容器的單位面積上產(chǎn)生的務(wù)的統(tǒng)計(jì)平均值，稱為壓力。一個(gè)大氣壓＝0.1MPa3.吸、排氣溫度（K）：吸入T1，排出T2。4.比功率Nb（kw）：吸入空氣為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，軸功率與排氣量的比值。二、一級(jí)活塞式空壓機(jī)的工作循環(huán)（一）理論工作循環(huán)1）三個(gè)假設(shè)①在吸排氣過程中，氣體狀態(tài)分別與吸排氣管內(nèi)的氣體狀態(tài)相同，在吸、排氣過程中壓力保持不變②氣缸內(nèi)沒有余隙容積，密封良好，氣閥關(guān)閉及時(shí)③在壓縮過程中，壓縮規(guī)律保持不變符合以上假設(shè)的工作循環(huán)稱為理論工作循環(huán)。1.吸氣過程0-12.壓縮過程1-23.排氣過程2-3-1（二）實(shí)際工作循環(huán)影響實(shí)際工作循環(huán)的因素：P4381.余隙容積的影響：使吸氣過程的吸氣量減小應(yīng)對(duì)措施：①減小余隙容積（調(diào)正）②減小壓縮比③絕熱2.吸、排氣阻力的影響：減小吸排氣阻力，即使4-1盡量接近0-1’3.壓縮過程中壓縮規(guī)律變化的影響：吸入的較低氣溫的空氣在絕熱條件下吸收缸壁熱量，造成1-2和1’-2’的差別。4.其他因素的影響：吸入氣體溫度、漏氣、空氣溫度等的影響，造成排氣量減小。三、兩級(jí)壓縮1.采用兩級(jí)壓縮的原因：1）余隙容積的存在限制了壓縮比的提高2）壓縮空氣終了溫度限制了壓縮比的提高壓縮比越高，終了溫度就越高，過高時(shí)，潤(rùn)滑油粘度降低，增加了表面摩擦，同時(shí)引起潤(rùn)滑油的蒸發(fā)與分解。油的蒸汽在達(dá)到閃點(diǎn)溫度時(shí)可引起油自燃；在排氣閥及排氣管處積垢，增大排氣阻力，甚至可引起爆炸。如需要較高的排氣壓力，則需進(jìn)行多級(jí)壓縮。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：排氣溫度：?jiǎn)胃住?90℃，雙缸≤160℃。由些推知單缸壓縮比為4.96，礦用氣動(dòng)設(shè)備需壓：0.63MPa，進(jìn)氣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為0.1MPa，需6.3以上的壓縮比，考慮沿途損失，一般壓縮比為7-8，故需要用兩級(jí)壓縮。2.兩級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)P4391）節(jié)省功耗2）降低排氣溫度3）提高空壓機(jī)的排氣量4）可以降低活塞力5）中間冷卻器可以分離一部分油和水，提高壓氣的質(zhì)量。3.壓縮比的分配：一般第一級(jí)壓縮比取小一些，比其它級(jí)低5%-10%。故兩級(jí)壓縮在低壓缸和高壓缸內(nèi)完成。17.3往復(fù)式（活塞式）空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)一、主要部件：按其作用分為：氣路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)等組成。（一）壓縮機(jī)構(gòu)1.氣缸2.氣閥3.活塞（二）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：由曲軸、連桿、十字頭、皮帶輪等組成。作用：將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊闹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（三）潤(rùn)滑系統(tǒng)：由兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)組成1.齒輪油泵機(jī)油潤(rùn)滑：潤(rùn)滑傳動(dòng)系統(tǒng)，壓力油循環(huán)。不進(jìn)入氣路。2.注油器將高壓機(jī)油壓入氣缸進(jìn)行潤(rùn)滑：潤(rùn)滑氣路系統(tǒng)。油入汽缸后隨壓氣排走。（四）冷卻系統(tǒng)：主要指氣缸水套和中間冷卻器。氣缸水套：冷卻氣缸中間冷卻器：冷卻第一級(jí)壓縮缸的排氣。（五）排氣量調(diào)速機(jī)構(gòu)1.關(guān)閉吸氣管法：主要由壓力調(diào)節(jié)器和減荷閥完成。2.壓開吸氣閥法：3.余隙容積調(diào)節(jié)法（六）安全保護(hù)裝置1.超溫、斷水、超壓、斷油保護(hù)出現(xiàn)上述四種情況，保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。2.安全閥：一級(jí)：安裝在中間冷卻器上。二級(jí)：安裝在儲(chǔ)氣罐上用于在超壓時(shí)釋放空氣達(dá)到減壓目的。17.4附屬設(shè)備一、濾風(fēng)器：對(duì)空氣進(jìn)行濾清應(yīng)定期清洗，保證濾風(fēng)阻力≤2500MPa。為減少清洗次數(shù)，可設(shè)在距地面4米以上。二、儲(chǔ)氣罐：作用：1.緩和壓力脈動(dòng)2.分離水、油3.儲(chǔ)氣備耗氣量增大之需。儲(chǔ)氣罐應(yīng)設(shè)在室外陰涼處，與空壓機(jī)的距離不大于12-15米，在空壓機(jī)懷儲(chǔ)氣罐的連接管上不應(yīng)裝設(shè)閘閥。儲(chǔ)氣罐應(yīng)定期清洗，可用鹽酸溶液清洗，禁止火燒。本系列產(chǎn)品可供風(fēng)動(dòng)工具及風(fēng)動(dòng)機(jī)械所需的壓縮空氣。廣泛地應(yīng)用于礦山開采、冶金工業(yè)、土木建筑、機(jī)械制造等工業(yè)企業(yè)，以及適用于此壓力范圍的其它工業(yè)部門壓縮空氣用。4L-20/8型空氣壓縮機(jī)獲山西省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獎(jiǎng)。17.5其他類型壓縮機(jī)一、螺桿式（容積型）優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)輸出無脈動(dòng)的大流量壓縮空氣，出口溫度溫度60℃，排出可不含油。（若轉(zhuǎn)子與機(jī)殼不接觸時(shí)不需潤(rùn)滑）二、滑片式（容積型）優(yōu)點(diǎn)：重量輕，體積小，工作平衡，供氣均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：效率低，耗油大，輸出空氣含大量油分（向氣流噴油潤(rùn)滑），出口需設(shè)油霧分享器和冷卻器。三、離心式：速度型四、對(duì)稱平衡式T17-2dMK80（MK80-5，MK80-10）型是ROTORCOMP第二代螺桿式壓縮機(jī)改進(jìn)型產(chǎn)品，屬高壓型系列。排氣壓力：4.0Mpa，容積流量：10m3/min，壓縮機(jī)軸功率55KW。D（D51、D52、D81）型是ROTORCOMP無油活塞式壓縮機(jī)系列產(chǎn)品。排氣壓力：0.75Mpa～1.5Mpa，容積流量：0.545～1.360m3/min，壓縮