煤化工設(shè)備培訓(xùn)講義

煤化工設(shè)備知識(shí)培訓(xùn)

2010年7月7日1目錄流體輸送機(jī)械沉降干燥設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備傳熱設(shè)備塔設(shè)備萃取設(shè)備2流體的輸送流體輸送機(jī)械輸送液體的機(jī)械稱為泵輸送氣體的機(jī)械稱為風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)3泵按泵作用于液體原理分類

1、葉片式泵（動(dòng)力式泵）

由泵內(nèi)葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用將液體連續(xù)的吸入并壓出。葉片式泵包括離心泵、混流泵、軸流泵、部分流泵及旋渦泵。

2、容積式泵(正排量泵）

包括往復(fù)式泵和容積式泵。它們分別由泵內(nèi)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生擠壓作用將液體吸入并壓出。前者排液過程是間歇的。常見的往復(fù)式泵有各種型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常見回轉(zhuǎn)式泵有外嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵、螺桿泵、回轉(zhuǎn)徑向柱塞泵、回轉(zhuǎn)軸向柱塞泵、滑片泵羅茨泵及液環(huán)泵等。

3、其它類型泵

包括利用流體靜壓或流體流體動(dòng)能來輸送液體的流體動(dòng)力泵。如噴射泵、空氣升液器、水錘泵等。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁泵。按泵的用途分類

按泵的用途可分為進(jìn)料泵、回流泵、塔底泵、循環(huán)泵、產(chǎn)品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、潤(rùn)滑油泵和封液泵等。按所適用的介質(zhì)分類分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等。

4泵泵的基本參數(shù)

流量Q（m3/h），揚(yáng)程H（m），轉(zhuǎn)速n(r/min),功率（軸功率和配用功率）P（kW），效率η（%），汽蝕余量（NPSH）r(m),進(jìn)出口徑φ（mm），葉輪直徑D（mm）,泵重量W（kg）流量V:液體在泵出口截面的流量揚(yáng)程He：每牛頓重量液體在泵出口截面具有的總機(jī)械能與在泵進(jìn)口界面具有的總機(jī)械能的差值有效功率Ne：由流量及揚(yáng)程算得的液體流過泵體所得的功率軸功率Na：外界輸入泵的功率泵的功率：有效功率與軸功率之比離心泵工作原理：被輸送液體經(jīng)吸入室進(jìn)入泵內(nèi)，并充滿泵腔，原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的葉片帶動(dòng)被輸送液體與葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，被輸送液體由葉輪中心向葉輪邊緣流動(dòng)，其速度逐漸增大，在流出葉輪的瞬間其速度最大，然后進(jìn)入蝸室，被輸送液體速度逐步降低，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，再經(jīng)壓力管進(jìn)一步降低速度，被輸送液體的壓力繼續(xù)升高，達(dá)到需要的壓力后將液體壓入泵的排出管路。當(dāng)液體由葉輪中心流向葉輪邊緣后，葉輪中心呈現(xiàn)低壓狀態(tài)，利用壓差液體被吸入泵內(nèi)。如此葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)完成液體輸送。5泵原理圖當(dāng)泵殼內(nèi)存有空氣，因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而，貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi)，即離心泵無自吸能力，使離心泵不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”。6泵離心泵的種類一、按工作葉輪數(shù)目來分類1、單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。2、多級(jí)泵.：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為n個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。二、按工作壓力來分類1、低壓泵：壓力低于100米水柱；2、中壓泵：壓力在100~650米水柱之間；3、高壓泵：壓力高于650米水柱。三、按葉輪進(jìn)水方式來分類1、單側(cè)進(jìn)水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個(gè)進(jìn)水口；2、雙側(cè)進(jìn)水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個(gè)進(jìn)水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個(gè)單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。四、按泵殼結(jié)合縫形式來分類1、水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。2、垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。五、按泵軸位置來分類1、臥式泵：泵軸位于水平位置。2、立式泵：泵軸位于垂直位置。7泵離心泵的結(jié)構(gòu)8泵葉輪

葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動(dòng)能主要增加靜壓能。葉輪一般有6~12片后彎葉片。葉輪有開式、半閉式和閉式三種，如圖所示。開式葉輪在葉片兩側(cè)無蓋板，制造簡(jiǎn)單、清洗方便，適用于輸送含有較大量懸浮物的物料，效率較低，輸送的液體壓力不高；半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無蓋板，而在另一側(cè)有蓋板，適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，效率也較低；閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。有一個(gè)進(jìn)水口的是單吸，可以從兩面一起進(jìn)水的為雙吸。根據(jù)葉輪上葉片上的幾何形狀，可將葉片分為后彎、徑向和前彎三種，由于后彎葉片有利于液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，故而被廣泛采用。9泵泵殼

作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形，故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴(kuò)大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置

10泵軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種1、填料密封

填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋對(duì)它作軸向壓縮，當(dāng)軸與填料有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時(shí)，填料中浸漬的潤(rùn)滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機(jī)理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說，要保持良好的潤(rùn)滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。若潤(rùn)滑不良，或壓得過緊都會(huì)使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整，以便填料中的潤(rùn)滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間流失之后，再擠出一些潤(rùn)滑劑，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。

11泵2、機(jī)械密封機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)由靜止環(huán)（靜環(huán)）1、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動(dòng)環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償還。12泵離心泵的氣蝕現(xiàn)象

泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下，對(duì)葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標(biāo)注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕余量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

產(chǎn)生氣蝕的原因：其吸入壓力低于輸送溫度下液體的氣化壓力。引起離心泵吸入壓力過低的因素如下：泵吸上的安裝高度過高，關(guān)注泵的灌注頭過低；泵送液體的溫度高于規(guī)定溫度；泵吸入管局部阻力過大；泵的運(yùn)行工況點(diǎn)偏離額定點(diǎn)過多；閉式系統(tǒng)中的系統(tǒng)壓力下降。13泵離心泵的特性曲線

離心泵的H、η、N都與離心泵的Q有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實(shí)驗(yàn)來測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的一組關(guān)系曲線：

H～Q、η～Q、N～Q——離心泵的特性曲線注意：特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。各種型號(hào)的離心泵都有本身獨(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn)。1）H～Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時(shí)可能有例外）2）N～Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時(shí)軸功率最小。離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥，使啟動(dòng)電流最小，以保護(hù)電機(jī)。3）η～Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量再增大，效率便下降。14泵通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線，實(shí)質(zhì)上，離心泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的外部表現(xiàn)形式，通過實(shí)測(cè)求得。特性曲線包括：流量-揚(yáng)程曲線（Q-H），流量-效率曲線（Q-η），流量-功率曲線（Q-N），流量-汽蝕余量曲線（Q-（NPSH）r），性能曲線作用是泵的任意的流量點(diǎn)，都可以在曲線上找出一組與其相對(duì)的揚(yáng)程，功率，效率和汽蝕余量值，這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱工況或工況點(diǎn)，離心泵最高效率點(diǎn)的工況稱為最佳工況點(diǎn)，最佳工況點(diǎn)一般為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。一般離心泵的額定參數(shù)即設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區(qū)間運(yùn)行，即節(jié)能，又能保證泵正常工作，因此了解泵的性能參數(shù)相當(dāng)重影響離心泵性能的主要因素流體密度：離心泵的流量和揚(yáng)程與密度無關(guān)；功率隨密度增大而增加轉(zhuǎn)速：當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，流量、揚(yáng)程和功率都增大。可以利用相似率表示：葉輪直徑：15泵離心泵的工作點(diǎn)工作點(diǎn)：當(dāng)離心泵安裝在管路中，泵所提供的流量與揚(yáng)程，應(yīng)與管路所需要的流量與揚(yáng)程相一致。將管路性能曲線Hi-Q與泵的性能曲線H-Q繪于一圖，兩曲線的交點(diǎn)即為工作點(diǎn)。如下圖的M點(diǎn)。QHHi-Q曲線H-Q曲線MH=HiQ=Qi16泵通過改變管路特性曲線來改變泵的工作點(diǎn)。方法是在泵出口管路上裝一調(diào)節(jié)閥，改變閥門開度，將改變管路的局部阻力，從而使管路特性曲線發(fā)生變化，導(dǎo)致泵的工作點(diǎn)隨之變化。如閥門關(guān)小時(shí)，管路的局部阻力加大，管路特性曲線變陡，工作點(diǎn)由M上移至M1點(diǎn)，流量由Q降至Q1。反之，流量增大。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)流量，簡(jiǎn)便易行，可連續(xù)變化缺點(diǎn)：關(guān)小閥門時(shí)增大了流動(dòng)阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不夠合理。改變泵的葉輪直徑泵的葉輪直徑增加，泵特性曲線上移，工作點(diǎn)隨之由M上移至M1，流量由Q增大到Q1。優(yōu)點(diǎn)：較經(jīng)濟(jì)，無額外能量損失缺點(diǎn)：流體調(diào)節(jié)范圍有限、不方便，難以做到連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)不當(dāng)會(huì)降低泵的效率。一般很少采用。QMHQQ1M1MQHQQ1M117泵離心泵的組合操作串聯(lián)當(dāng)單臺(tái)泵達(dá)不到壓頭要求時(shí)，采用串聯(lián)組合。兩臺(tái)完全相同的離心泵串聯(lián)，從理論上講，在同樣的流量下，其提供的壓頭應(yīng)為單泵的兩倍。因而依據(jù)單泵特性曲線1上一系列坐標(biāo)點(diǎn)，保持橫標(biāo)(Q)不變，使縱標(biāo)(H)加倍，繪出兩泵串聯(lián)后的特性曲線2。串聯(lián)泵的操作流量和壓頭由工作點(diǎn)決定，由圖知，串聯(lián)后流量亦有所增加，但壓頭低于單臺(tái)泵壓頭的兩倍。QHH1QQ串H串2特點(diǎn)：Q并<2Q單H并>H單并聯(lián)當(dāng)單臺(tái)泵達(dá)不到流量要求時(shí)，采用并聯(lián)組合。兩臺(tái)相同的離心泵并聯(lián)，理論上講在同樣的壓頭下，其提供的流量應(yīng)為單泵的兩倍。因而依據(jù)單泵特性曲線1上一系列點(diǎn)，保持縱標(biāo)(H)不變，使橫標(biāo)(Q)加倍，繪出兩泵并聯(lián)后的特性曲線2。并聯(lián)泵的實(shí)際流量和壓頭由工作點(diǎn)決定，由圖知，并聯(lián)后壓頭有所增加，但流量低于單泵流量的兩倍(實(shí)際上三臺(tái)以上泵的并聯(lián)不多)。QHQH1Q并H并2H串<2H單Q串>Q單

18泵離心泵組合方式的選擇生產(chǎn)中如何選擇組合方式，還與管路特性有關(guān)，一般：1、當(dāng)單泵壓頭遠(yuǎn)達(dá)不到要求時(shí)，必須采用串聯(lián)；2在某些情況下，并串聯(lián)都可提高流量和壓頭，這時(shí)與管路特性有關(guān)。對(duì)低阻型輸送管路，并聯(lián)組合優(yōu)于串聯(lián)組合，即并聯(lián)可獲得更高的流量和壓頭，選并聯(lián)；對(duì)高阻型輸送管路，串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)組合，即串聯(lián)可獲得更高的流量和壓頭，選串聯(lián)。

19泵多級(jí)泵20泵雙吸泵21泵其他類型的泵往復(fù)泵：往復(fù)泵其構(gòu)造主要是由泵缸、活塞及單向閥組成單動(dòng)泵：活塞一側(cè)裝有吸入閥和排出閥活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，排出閥關(guān)閉，吸入閥打開，液體進(jìn)入泵缸，直至活塞移至最右端?；钊捎蚁蜃笠苿?dòng)，吸入閥關(guān)閉而排出閥開啟，將液體以高壓排出?；钊浦磷蠖?，則排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)了送液目的。因此往復(fù)泵是依靠其工作容積改變對(duì)液體進(jìn)行做功。在一次工作循環(huán)中，吸液和排液各交替進(jìn)行一次，其液體的輸送是不連續(xù)的。活塞往復(fù)非等速，故流量有起伏。Qθ主要用于小流量，高壓強(qiáng)的場(chǎng)合，輸送高粘度液體時(shí)效果比離心泵好。不能用于腐蝕性流體及有固體粒子的懸浮液的輸送。22泵齒輪泵齒輪泵也是正位移泵的一種，如圖。泵殼內(nèi)的兩個(gè)齒相互嚙合，按圖中所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在泵的吸入口，兩個(gè)齒輪的齒向兩側(cè)撥開，形成低壓將液體吸入。齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體封閉于齒穴和泵殼體之間，被強(qiáng)行壓至排出端。在排出端兩齒輪的齒相互合攏，形成高壓將液體排出。齒輪泵產(chǎn)生較高的壓頭但流量小，用于輸送粘稠液體及膏狀物，但不能輸送含固體顆粒的懸浮液。23泵螺桿泵

由泵殼和一根或幾根螺桿構(gòu)成。一根螺桿：螺桿和泵殼形成的空隙排送液體。兩根螺桿：與齒輪泵類似，利用互相嚙合的螺桿排送液體。特點(diǎn)是壓頭高，效率高，噪音小。適于在高壓下輸送粘稠性液體。流量調(diào)節(jié)時(shí)用旁路(回流裝置)調(diào)節(jié)。24泵水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵的工作原理，其外殼式圓形的，葉輪偏心安裝，液環(huán)亦呈圓形，由相鄰葉片、葉輪內(nèi)筒及液面構(gòu)成往復(fù)泵缸體。隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，泵缸容積發(fā)生變化。水環(huán)真空泵可抽到600mmHg真空度。因通常泵內(nèi)充水，故稱為水環(huán)真空泵，如泵內(nèi)充其他液體，則稱為液體真空泵。25泵噴射泵

它是利用文丘里管，在截面最小處流速最大，壓強(qiáng)最小，壓強(qiáng)最低處常用來抽吸氣體。噴射泵內(nèi)的流動(dòng)流體一般為水或者水蒸氣，其抽吸能力與水環(huán)真空泵相近，約可抽到600mmHg真空度左右。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，沒有運(yùn)動(dòng)部件，操作可靠，只需一臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)即可，故具有較好的應(yīng)用前景。26泵計(jì)量泵：計(jì)量泵是可以調(diào)節(jié)流量、并可以對(duì)流量進(jìn)行精確計(jì)量的泵類。計(jì)量泵主要用于化工、石油化工、醫(yī)藥、食品、日用化工、水處理等行業(yè)的生產(chǎn)中，定量輸送各種液體物料。在化工生產(chǎn)中，常用于按要求的配比同時(shí)將增加了流量調(diào)節(jié)和計(jì)量系統(tǒng)，對(duì)結(jié)構(gòu)和選材進(jìn)行必要的改進(jìn)，并提高制造精度，減少泵的內(nèi)漏和外漏損失，保持流量穩(wěn)定。計(jì)量泵多為容積式泵，因?yàn)樵诶碚撋先莘e式泵的流量與排出壓力的變化（揚(yáng)程）無關(guān)，易于計(jì)算。常用的計(jì)量泵有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。往復(fù)式計(jì)量泵的輸送部分稱為泵頭，按泵頭的形式，往復(fù)式計(jì)量可分為柱塞式、隔膜式、隔罩式、隔套式和波紋管式。旋轉(zhuǎn)式計(jì)量泵系由轉(zhuǎn)子泵發(fā)展而成。由轉(zhuǎn)子泵、減速器、和可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的原動(dòng)機(jī)組成。旋轉(zhuǎn)式計(jì)量泵的輸送部分稱為泵頭，按泵頭的形式，旋轉(zhuǎn)式計(jì)量可分為齒輪式、軟管式。27泵無泄漏泵：無泄漏泵的主要類型及結(jié)構(gòu)

無泄漏泵包括屏蔽泵、磁力泵、氣動(dòng)式隔膜泵、電磁泵等。根據(jù)工程習(xí)慣，本文所述無泄漏泵系指屏蔽泵和磁力泵，國(guó)外文獻(xiàn)常稱之為無軸封泵。屏蔽泵

在無泄漏泵中，屏蔽泵使用較廣。屏蔽泵主要有泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后軸承及推力盤等組成，電機(jī)與泵合為一體，定、轉(zhuǎn)子之間用非磁性薄壁材料制屏蔽套隔開，轉(zhuǎn)子由前后軸承支承浸在輸送介質(zhì)中。定子繞組通電后，電磁能透過屏蔽套傳入帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)葉輪輸送介質(zhì)磁力泵

磁力泵是通過分別裝在泵軸和電機(jī)軸上的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁力，將電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給泵軸，進(jìn)而帶動(dòng)葉輪輸送介質(zhì)。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外磁轉(zhuǎn)子通過隔離套與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子相互吸引，帶動(dòng)泵軸與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子磁鋼塊數(shù)量相同，形成一一對(duì)應(yīng)的磁極關(guān)系，二者同步轉(zhuǎn)動(dòng)。由于隔離套將泵軸完全封閉，從而達(dá)到無軸封、無泄漏。氣動(dòng)隔膜泵氣動(dòng)隔膜泵是一種利用壓縮空氣為動(dòng)力用以輸送液體的新型泵，通過隔膜使壓縮空氣和輸送液體完全隔開，特別適用于輸送帶腐蝕、含顆粒、高粘度的液體，能廣泛應(yīng)用于石油化工、輕工皮革、食品醫(yī)藥等行業(yè)，是制革行業(yè)噴漿流水線、油漆輸送裝置和壓鑄機(jī)自動(dòng)噴涂機(jī)中必配的設(shè)備。該泵具有噪音低、壽命長(zhǎng)、耐腐蝕、密封性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。采用全氣動(dòng)控制，具有防爆性，流量可調(diào)節(jié)，控制方便。電磁泵

電磁泵是一種將動(dòng)力和泵體直接結(jié)合為一體的液體泵。電磁泵的工作原理類似普通電磁閥，它以交流電為工作動(dòng)力，電流通過電磁繞組形成交變固定磁場(chǎng)，與可運(yùn)動(dòng)的泵體形成交互作用，帶動(dòng)泵體振動(dòng)，推動(dòng)液體輸出。28泵隔膜泵實(shí)際上是柱塞泵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四借彈性薄膜將被輸送液體與活柱隔開，從而使得活柱和泵缸得以保護(hù)。隔膜左側(cè)與液體接觸的部分均由耐腐蝕材料制造或涂一層耐腐蝕物質(zhì)；隔膜右側(cè)充滿水或油。當(dāng)柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，迫使隔膜交替地向兩側(cè)彎曲，將被輸送液體吸入或排出。彈性薄膜采用耐腐蝕橡膠或金屬薄片制成。適于：定量輸送劇毒、易燃、易爆、腐蝕性液體和懸浮液。29

入口suctionside葉輪impeller出口dischargeside滑動(dòng)軸承/slidebearing定子/stator轉(zhuǎn)子/rotor定子屏蔽套statorcan滑動(dòng)軸承slidebearing屏蔽電泵/CannedMotorPump工作原理/Technical

Principles泵30泵屏蔽泵31入口suctionside葉輪/impeller出口/dischargeside滑動(dòng)軸承/slidebearing外磁缸體/rotorouter

內(nèi)磁缸體/innerrotor隔離套/can電機(jī)端motorside滑動(dòng)軸承/slidebearing磁力傳動(dòng)泵工作原理泵32氣體輸送設(shè)備氣體輸送設(shè)備33氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理離心通風(fēng)機(jī)葉片之間的氣體在葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，受到離心力作用獲得動(dòng)能（動(dòng)壓頭）從葉輪周邊排出，經(jīng)過蝸殼狀機(jī)殼的導(dǎo)向，使之向通風(fēng)機(jī)出口流動(dòng)，從而在葉輪中心部位形成負(fù)壓，使外部氣流源源不斷流入補(bǔ)充，從而使風(fēng)機(jī)能排出氣體。電動(dòng)機(jī)通過軸把動(dòng)力傳遞給風(fēng)機(jī)葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)把能量傳遞給空氣，在旋轉(zhuǎn)的作用下空氣產(chǎn)生離心力，空氣延風(fēng)機(jī)葉輪的葉片向周圍擴(kuò)散，此時(shí)，風(fēng)機(jī)葉輪越大，空氣所接受的能量越大，也就是風(fēng)機(jī)的壓頭（風(fēng)壓）越大。如果將大的葉輪割小，不會(huì)影響風(fēng)量，只會(huì)減小風(fēng)壓。34氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的分類：因終壓小(≤15kPa)，故常用于通風(fēng)換氣和送氣。工業(yè)上常用的通風(fēng)機(jī)為離心通風(fēng)機(jī)，按其產(chǎn)生風(fēng)壓大小分為：低壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓低于1kPa(表壓)中壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓在1～3kPa(表壓)高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓在3～15kPa(表壓)結(jié)構(gòu)：機(jī)殼為蝸牛殼形，斷面有方形和圓形；葉輪直徑大，葉片數(shù)目多而且短。葉片有平直，前彎和后彎等形狀，前彎葉片送風(fēng)量大，但往往效率低，因此高效通風(fēng)機(jī)的葉片通常是后彎的。低壓離心通風(fēng)機(jī)：斷面方形，葉片平直，與中心成輻射狀中壓離心通風(fēng)機(jī)：斷面方形，葉片彎曲高壓離心通風(fēng)機(jī)：斷面圓形，葉片彎曲按進(jìn)氣方式分：離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)35氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)主要由：葉輪、機(jī)殼、聯(lián)軸器、軸。葉輪是產(chǎn)生風(fēng)壓和傳遞能量的主要作功部件；機(jī)殼主要用來引入氣體和排出氣體，同時(shí)將氣體的部分動(dòng)能變?yōu)閴毫δ埽?/p>

36氣體輸送設(shè)備-羅茨風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理與齒輪泵類似，但為兩葉片或三葉片形。轉(zhuǎn)葉片亦稱為轉(zhuǎn)子。兩轉(zhuǎn)子中一個(gè)主動(dòng)，一個(gè)從動(dòng)。二者在中間部位嚙合，把風(fēng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)空間分隔為吸入腔和壓出腔。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凹入部位的氣體被轉(zhuǎn)子由吸入腔帶到壓出腔，使壓出腔氣壓升高而向壓出管道排氣，吸入腔則氣壓降低并由吸入管吸氣。由于轉(zhuǎn)子外緣與機(jī)殼內(nèi)壁間的縫隙很小，且轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)，故正常操作時(shí)氣體由壓出腔漏回吸入腔的現(xiàn)象并不嚴(yán)重。37氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿的傳動(dòng)，活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化?；钊麖臍飧咨w處開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時(shí)，氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時(shí)為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時(shí)，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過程重復(fù)出現(xiàn)?？傊?，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。圖1活塞式空壓機(jī)工作原理圖

1—排氣閥2—?dú)飧?—活塞4—活塞桿

5—滑塊6—連桿7—曲柄8—吸氣閥

9—閥門彈簧38氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞向右移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力pa，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內(nèi)，這個(gè)過程稱為壓縮過程。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空管道內(nèi)壓力p后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi)，這個(gè)過程稱為排氣過程?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)——活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

這種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)在排氣過程結(jié)束時(shí)總有剩余容積存在。在下一次吸氣時(shí)，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會(huì)膨脹，從而減少了吸人的空氣量，降低了效率，增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在，當(dāng)壓縮比增大時(shí)，溫度急劇升高。故當(dāng)輸出壓力較高時(shí)，應(yīng)采取分級(jí)壓縮。分級(jí)壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排氣量。

圖1為單級(jí)活塞式空壓機(jī)，常用于需要0.3—0.7MPa壓力范圍的系統(tǒng)。單級(jí)活塞式空壓機(jī)若壓力超過0.6MPa，各項(xiàng)性能指標(biāo)將急劇下降，故往往采用多級(jí)壓縮，以提高輸出壓力。為了提高效率，降低空氣溫度，需要進(jìn)行中間冷卻。圖2(a)為二級(jí)壓縮的活塞式空壓機(jī)設(shè)備示意圖。如圖2(b)所示，空氣經(jīng)低壓缸后壓力由p1提高至p2，溫度由Tl升至T2；然后流入中間冷卻器，在等壓下對(duì)冷卻水放熱，溫度降為Tl；再經(jīng)高壓缸壓縮到所需要的壓力p3。并由該圖可見，進(jìn)入低壓缸和高壓缸的空氣溫度Tl和T2，位于同一等溫線12′3′上，兩個(gè)壓縮過程12、2′3偏離等溫線不遠(yuǎn)。同一壓縮比p3／p1的單級(jí)壓縮過程為123″，比兩級(jí)壓縮偏離等溫線12′3′遠(yuǎn)得多，即溫度要高許多。且單級(jí)壓縮消耗功相當(dāng)于圖中面積613″46，兩級(jí)壓縮消耗功相當(dāng)于圖中面積61256和52′345之和，節(jié)省的功相當(dāng)于2′23″32′?？梢?，分級(jí)壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高效率。

，卸荷式控制方式是指當(dāng)貯氣罐內(nèi)的壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，空壓機(jī)不停止運(yùn)轉(zhuǎn)而通過打開安全閥進(jìn)行不壓縮運(yùn)轉(zhuǎn)。這種空轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。而壓力開關(guān)式控制方式是指當(dāng)貯氣罐內(nèi)的壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，空壓機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

39氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)活塞式空壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，并且容易實(shí)現(xiàn)大容量和高壓輸出。缺點(diǎn)是振動(dòng)大，噪聲大，且因?yàn)榕艢鉃閿嗬m(xù)進(jìn)行，輸出有脈沖，需要貯氣罐。、按活塞的壓縮動(dòng)作分類1）單作用壓縮機(jī)：氣體只在活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮，又稱單動(dòng)壓縮機(jī)。2）雙作用壓縮機(jī)：氣體在活塞的兩側(cè)均能進(jìn)行壓縮，又稱復(fù)動(dòng)或多動(dòng)壓縮機(jī)。3）多缸單作用壓縮機(jī)：利用活塞的一面進(jìn)行壓縮，而有多個(gè)氣缸的壓縮機(jī)。4）多缸雙作用壓縮機(jī)：利用活塞的兩面進(jìn)行壓縮，而有多個(gè)氣缸的壓縮機(jī)。3、按壓縮機(jī)的排氣終壓力分類1）低壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在3～10表壓。2）中壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在10～100表壓。3）高壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在100～1000表壓。4）超高壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在1000表壓以上。4、按排氣量（進(jìn)口狀態(tài)）分類類型排氣量m3/min微型壓縮機(jī)＜1小型壓縮機(jī)1~10中型壓縮機(jī)10~60大型壓縮機(jī)＞605、按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、角度式、對(duì)稱平衡型和對(duì)制式等。一般立式用于中小型；臥式用于小型高壓；角度式用于中小型；對(duì)稱平衡型使用普遍，特別適用于大中型往復(fù)式壓縮機(jī)；對(duì)制式主要用于超高壓壓縮機(jī)。國(guó)內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)通用結(jié)構(gòu)代號(hào)的含義如下：結(jié)構(gòu)形式代號(hào)立式Z臥式P角度式L、S星型T、V、W、X對(duì)稱平衡型H、M、D對(duì)制式DZ40氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)的主要性能指標(biāo)1）額定排氣量：即為壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣量，指壓縮機(jī)在特定進(jìn)口狀態(tài)下的排氣量。常用單位m3/min，m3/h。額定排氣壓力：即為壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣壓力，常用單位MPa，bar。2）排氣溫度：考慮到積炭和安全運(yùn)行，對(duì)于相對(duì)分子量小于或等于12的介質(zhì)，排氣溫度不超過135℃；對(duì)乙炔、石油氣、濕氯氣排氣溫度不超過100℃；其他氣體建議不超過150℃。3）活塞力：活塞在止點(diǎn)出所受到的氣體力最大，因此將這時(shí)的氣體力稱為活塞力。4）級(jí)數(shù)：大中型往復(fù)壓縮機(jī)以省功原則選擇級(jí)數(shù)，通常情況下其各級(jí)壓力比≤4。

往復(fù)式壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。41氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)42氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)一、機(jī)體機(jī)體包括氣缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個(gè)整體。它是支承氣缸套、曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體。氣缸采用氣缸套結(jié)構(gòu)，安裝在氣缸體上的缸套座孔中，便于當(dāng)氣缸套磨損時(shí)維修或更換。43氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)二、曲軸曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要部件之一，傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造。44氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)三、連桿連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并把動(dòng)力傳遞給活塞對(duì)氣體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。連桿體在工作時(shí)承受拉、壓交變載荷，故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵（如QT40－10）鑄造，桿身多采用工字形截面且中間鉆一長(zhǎng)孔作為油道。45氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)四、十字頭

十字頭由十字頭體、滑板和十字頭銷等組成。十字頭體與活塞桿相連接，承受活塞側(cè)向力的作用。小型壓縮機(jī)的十字頭體，常用HT21—40鑄鐵鑄造；大中型壓縮機(jī)的十字頭體，常用ZG25、ZG35鑄鋼或40號(hào)鋼鍛造。十字頭銷與連桿小頭相連，傳遞全部活塞力；其材料應(yīng)具有較好的韌性、耐磨損和耐疲勞性能，常用20號(hào)鋼制造，并經(jīng)表面滲碳淬火，使其外硬內(nèi)韌，既耐磨又耐疲勞；其表面硬度要求HRC=55~62。滑板在滑道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求耐磨，常采用鑄鐵或鑄鋼滑板，并在摩擦面上澆注巴氏合金；可拆滑板，也有采用銅合金和鋁合

46氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)五、活塞組活塞組是活塞、活塞銷及活塞環(huán)的總稱?；钊M在連桿帶動(dòng)下，在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而與汽缸等共同組成一個(gè)可變的工作容積，以實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過程。1、活塞活塞可分為筒形和盤形兩大類。活塞的材料一般為鋁合金或鑄鐵2、活塞銷活塞銷是用來連接活塞和連桿小頭的零件，在工作時(shí)承受復(fù)雜的交變載荷。3、活塞環(huán)活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)。汽環(huán)的主要作用是使活塞和氣缸壁之間形成密封，防止被壓縮氣從活塞和氣缸壁之間的間隙中泄漏；油環(huán)的作用是布油和刮去氣缸壁上多余的潤(rùn)滑油。47氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)六、氣閥與軸封氣閥氣閥是壓縮機(jī)的一個(gè)重要部件，屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個(gè)工作過程。48氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)軸封軸封的作用在于防止壓縮氣體沿曲軸伸出端向外泄漏，或者是當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力低于大氣壓時(shí)，防止外界空氣漏入。49氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)潤(rùn)滑方式壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方式可分為飛濺潤(rùn)滑和壓力潤(rùn)滑兩種類型。飛濺潤(rùn)滑是利用運(yùn)動(dòng)零件的機(jī)械作用，將潤(rùn)滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機(jī)就有很多的采用飛濺潤(rùn)滑。一方面在連桿大頭下端裝設(shè)甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤(rùn)滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面；另一方面，在電動(dòng)機(jī)一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動(dòng)機(jī)側(cè)端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤(rùn)滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機(jī)中，飛濺潤(rùn)滑僅依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。50氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)輸氣的調(diào)節(jié)方式：51氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)特點(diǎn)：活塞式壓縮機(jī)的用途非常廣泛，幾乎沒有任何限制。它可以壓縮空氣，也可以壓縮氣體，幾乎不需要作任何改動(dòng)?；钊綁嚎s機(jī)是唯一一種能夠?qū)⒖諝夂蜌怏w壓縮至高壓，以適合諸如呼吸空氣等用途的設(shè)計(jì)。

活塞式壓縮機(jī)的配置可包括從適用於低壓／小容量用途的單缸配置，到能壓縮至非常高壓力的多級(jí)配置。在多級(jí)壓縮機(jī)中，空氣被分級(jí)壓縮，逐級(jí)增大壓力。

其優(yōu)點(diǎn)是：

(1)不論流量大小，都能得到所需要的壓力，排氣壓力范圍廣，最高壓力可達(dá)320MPa（工業(yè)應(yīng)用），甚至700MPa，（實(shí)驗(yàn)室中）

(2)單機(jī)能力為在500m3/min以下的任意流量

(3)在一般的壓力范圍內(nèi)，對(duì)材料的要求低，多采用普通的鋼鐵材料

(4)熱效率較高，一般大、中型機(jī)組絕熱效率可達(dá)0.7~0.85左右

(5)氣量調(diào)節(jié)時(shí)，排氣量幾乎不受排氣壓力變動(dòng)的影響

52氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(jī)(6)氣體的重度和特性對(duì)壓縮機(jī)的工作性能影響不大，同一臺(tái)壓縮機(jī)可以用于不同的氣體

(7)驅(qū)動(dòng)機(jī)比較簡(jiǎn)單，大都采用電動(dòng)機(jī)，一般不調(diào)速

由于以上優(yōu)點(diǎn)，活塞式壓縮機(jī)在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用，但此機(jī)型也存在一些缺點(diǎn)：

（1）

結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，易損件多，占地面積大，投資較高，維修工作量大，使用周期較短，但經(jīng)過努力可以達(dá)到8000小時(shí)以上

（2）

轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器體積大而重，單機(jī)排氣量一般小于500m3/min

（3）

機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動(dòng)

（4）

排氣不連續(xù)，氣流有脈動(dòng)，容易引起管道振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)往往因氣流脈動(dòng)、共振而造成管網(wǎng)或機(jī)件的損壞

（5）

流量調(diào)節(jié)采用補(bǔ)助容積或旁路閥，雖然簡(jiǎn)單、方便、可靠，但功率損失大，在部分載荷操作時(shí)效率降低

（6）

用油潤(rùn)滑的壓縮機(jī)，氣體中帶油需要脫除

（7）大型工廠采用多臺(tái)壓縮機(jī)組時(shí)，操作人員多或工作強(qiáng)度較大

53氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)螺桿空壓機(jī)的工作原理

一、螺桿式空氣壓縮機(jī)的概述螺桿式空氣壓縮機(jī)是噴油單級(jí)雙螺桿壓縮機(jī)，采用高效帶輪(或軸器)傳動(dòng)，帶動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行空氣壓縮，通過噴油對(duì)主機(jī)壓縮腔進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。雙螺桿空氣壓縮機(jī)具有優(yōu)良的可靠性能，機(jī)組重量輕、震動(dòng)小、噪聲低、操作方便、易損件少、運(yùn)行效率高是其最大的優(yōu)點(diǎn)。二、壓縮機(jī)主機(jī)工作原理螺桿式空氣壓縮機(jī)的核心部件是壓縮機(jī)主機(jī)，是容積式壓縮機(jī)中的一種，空氣的壓縮是靠裝置于機(jī)殼內(nèi)互相平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子的齒槽之容積變化而達(dá)到。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線，由吸入側(cè)推向排出側(cè),完成吸入、壓縮、排氣三個(gè)工作過程。54氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)55氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)的主要零部件的結(jié)構(gòu)：

（1）.機(jī)殼：螺桿式制冷壓縮機(jī)的機(jī)殼一般為剖分式。它由機(jī)體（氣缸體）、吸氣端座、排氣端座及兩端端蓋組成。（2）.轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是螺桿式制冷壓縮機(jī)的主要部件。常采用整體式結(jié)構(gòu)，將螺桿與軸做成一體。1—陰螺桿

2—陽螺桿

（3）.軸承與油壓平衡活塞：螺桿式制冷壓縮機(jī)屬高速重載。為了保證陰、陽轉(zhuǎn)子的精確定位及平衡軸向力和徑向力，必須選用高精度、高速、重載的軸承和相應(yīng)的平衡機(jī)構(gòu)，確保轉(zhuǎn)子可靠運(yùn)行。（4）.軸封：制冷系統(tǒng)的密封至關(guān)重要，因此在開啟螺桿式制冷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子外伸軸處，通常采用密封性能較好的接觸式機(jī)械密封。（5）.輸氣量調(diào)節(jié)滑閥：輸氣量調(diào)節(jié)滑閥是螺桿式制冷壓縮機(jī)中用來調(diào)節(jié)輸氣量的一種結(jié)構(gòu)元件，雖然螺桿式制冷壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié)方法有多種，但采用滑閥的調(diào)節(jié)方法獲得了普遍的應(yīng)用。（6）.噴油結(jié)構(gòu)：螺桿式制冷壓縮機(jī)大多采用噴油結(jié)構(gòu)。（7）.聯(lián)軸器:開啟螺桿式制冷壓縮機(jī)通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。

56氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié):螺桿式制冷壓縮機(jī)輸氣量調(diào)節(jié)的方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、柱塞閥調(diào)節(jié)等。目前使用較多的為滑閥調(diào)節(jié)和塞柱閥調(diào)節(jié)。

1.滑閥調(diào)節(jié)

1)工作原理

即通過改變轉(zhuǎn)子的有效工作長(zhǎng)度，來達(dá)到輸氣量調(diào)節(jié)的目的。

螺桿式制冷壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié)范圍一般為10%~100%內(nèi)的無級(jí)調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)幾乎是成正比例關(guān)系，但在50%以下時(shí)，性能系數(shù)則相應(yīng)會(huì)大幅度下降。

2.塞柱閥調(diào)節(jié)

塞柱閥調(diào)節(jié)輸氣量的工作原理。塞柱閥的啟閉是通過電磁閥控制液壓泵中油的進(jìn)出來實(shí)現(xiàn)的。塞柱閥調(diào)節(jié)輸氣量只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法在小型、緊湊型螺桿壓縮機(jī)中常常可以看到。

57氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)滑閥調(diào)節(jié)58氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)部件：1.油分離器：對(duì)于大中型開啟式壓縮機(jī)，為了提高分離效果，通常設(shè)置一次油分離器后，再增設(shè)二次油分離器。三種常見的油分離器結(jié)構(gòu)：

a)臥式油分離器

b)立式油分離器

c)二次油分離器

2.油冷卻器：大中型的螺桿式壓縮機(jī)必須設(shè)置油冷卻器，降低油溫，使油具有合適的粘度，以便再次循環(huán)使用。油冷卻器有兩種：a)水冷卻型油冷卻器

b)制冷劑冷卻型油冷卻器

3.油過濾器：為了保護(hù)制冷機(jī)的潤(rùn)滑部分和液壓泵，在油系統(tǒng)的兩個(gè)地方設(shè)置過濾器。

4.液壓泵和油壓調(diào)節(jié)閥：液壓泵是螺桿式壓縮機(jī)不可缺少的重要輔助設(shè)備，可以由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，也可與壓縮機(jī)聯(lián)動(dòng)。為了使供給壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油保持一定的油壓，裝有油壓調(diào)節(jié)閥。

5.油加熱器、油壓保護(hù)開關(guān)和油溫保護(hù)：為了防止在環(huán)境溫度較低時(shí)由于油溫過低影響機(jī)組起動(dòng)，一般都裝有油加熱器。向壓縮機(jī)正常供油是機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，故油壓保護(hù)對(duì)提高壓縮機(jī)可靠性至關(guān)重要。如因油冷卻器性能下降，水量減少或斷水等原因，使向壓縮機(jī)供油的溫度超過規(guī)定值時(shí)，油溫保護(hù)裝置動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)隨即停止工作。59氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

①螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此壓縮機(jī)的平衡性好，振動(dòng)小，可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。

②螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，重量輕，無吸、排汽閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長(zhǎng)。

③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下，用單級(jí)壓縮仍然可正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機(jī)沒有余隙，沒有吸、排汽閥，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。

④螺桿式壓縮機(jī)對(duì)濕壓縮不敏感。

⑤螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10％一100％范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)，但在40％以上負(fù)荷時(shí)的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì)。

60氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機(jī)比較項(xiàng)目單螺桿壓縮機(jī)

雙螺桿壓縮機(jī)

往復(fù)活塞式壓縮機(jī)

力的平衡性

氣體壓力產(chǎn)生的徑向、軸向力自動(dòng)平衡

氣體壓力產(chǎn)生的徑向力無法平衡、軸向力須由平衡活塞平衡

曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生大的慣性力，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)速度變化大

效率

中速(1500-3500r/min)時(shí)效率高，直聯(lián)，比功率5.6-6.2KW/(m3/min)

高速(3000-7000r/min)時(shí)效率高，加增速齒輪，比功率6.0-6.6KW/(m3/min)

低速(600-1500r/min)，磨擦副多，效率較低，比功率7.0-8.0KW/(m3/min)

噪聲、振動(dòng)

力平衡性好、振動(dòng)小、噪聲低、一般為60-68DB(A)

力平衡性差、金屬螺桿嚙合時(shí)有高頻噪聲64-78DB(A)

有不平衡慣性力，振動(dòng)大，需用基礎(chǔ)固定，低頻噪聲80DB(A)

耐久性

徑、軸向力完全平衡，軸承壽命長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子軸承為3萬h，星輪軸承為5萬h

轉(zhuǎn)子負(fù)荷大，軸承壽命短，一般為8000-1.8萬h

磨擦部位多，機(jī)械損耗大，閥片、活塞環(huán)等易損件壽命為3000-6000h

裝配性

零部件少，可獨(dú)立裝配、調(diào)整后進(jìn)入主機(jī)

轉(zhuǎn)子軸承負(fù)荷大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配調(diào)整時(shí)須專門工廠

部件多，一般需在總裝時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整

維修性

主機(jī)機(jī)殼采用整體結(jié)構(gòu)后，星輪側(cè)有大窗口，維修方便

轉(zhuǎn)子軸承壽命較短，更換時(shí)須打開機(jī)殼，工作量大

易損件更換頻繁，拆卸工作量大，維修困難

體積

體積最小，箱式隔聲包裝的結(jié)構(gòu)緊湊，維修容易

主機(jī)體積小，但驅(qū)動(dòng)裝置的空間被分隔

體積、重量都較大，振動(dòng)大，需要基礎(chǔ)加以固定

溫度

排氣溫度低＜90°C

排氣溫度高＜110°C

排氣溫度最高＜180°C

3m3/min運(yùn)行1年耗電量

3×5.6×250×8＝33600(度)

3×6.5×250×8＝39000(度)

3×7×250×8＝42000(度)

61氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)透平壓縮機(jī)的發(fā)展史1900年制造第一臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)（軸流式的）1956年美國(guó)克拉克公司1000噸/日的合成氨廠制造了氮?dú)浜铣蓺獾蛪弘x心壓縮機(jī)，排氣壓力25.5x105Pa。1963年為德克薩斯的600噸/日的合成氨廠制造了氮?dú)浜铣蓺飧邏弘x心壓縮機(jī)，排氣壓力155x105Pa，功耗8800KW，從此離心式壓縮機(jī)跨入了高壓領(lǐng)域。近來，由于化工行業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場(chǎng)合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地?cái)U(kuò)大了應(yīng)用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機(jī)的壓力有（150~350）×105Pa的，海上油田注氣用的離心壓縮機(jī)壓力有高達(dá)700×105Pa的。作為高爐鼓風(fēng)用的離心式鼓風(fēng)機(jī)的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上。62氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯，乙烯，丁二烯，苯等，可加工成塑料，纖維，橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機(jī)也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉、煤化工、制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機(jī)也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。離心式壓縮機(jī)之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機(jī)有以下一些優(yōu)點(diǎn)。1、離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)筒單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。2、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費(fèi)用及人員少。3、在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對(duì)化工介質(zhì)可以做到絕對(duì)無油的壓縮過程。4、離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動(dòng)。對(duì)一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)作動(dòng)力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機(jī)也還存在一些缺點(diǎn)。5、離心式壓縮機(jī)目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場(chǎng)合。6、離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。7、目前離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。63氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)的種類：離心壓縮機(jī)的種類繁多，根據(jù)其性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可按如下幾方面進(jìn)行分類。分類名稱說明按排氣壓力分低壓壓縮機(jī)排氣壓力在3~10Kg/cm2中壓壓縮機(jī)排氣壓力在10~100Kg/cm2高壓壓縮機(jī)排氣壓力在100~1000Kg/cm2超高壓壓縮機(jī)排氣壓力＞1000Kg/cm2按功率分微型壓縮機(jī)軸功率小于10KW小型壓縮機(jī)軸功率處于10~100KW中型壓縮機(jī)軸功率處于100~1000KW大型壓縮機(jī)軸功率處于1000KW以上按吸入氣體的流量分小流量壓縮機(jī)流量小于100Nm3/min中流量壓縮機(jī)流量處于100~1000Nm3/min大流量壓縮機(jī)流量大于1000Nm3/min按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分水平剖分型一般用于50×105Pa垂直剖分型64氣體輸送設(shè)備-離心式壓縮機(jī)透平式壓縮機(jī)工作原理汽輪機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進(jìn)汽部份進(jìn)入葉輪，由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體能連續(xù)不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動(dòng)。氣體因離心作用增加了壓力，還可以很大的速度離開工作輪，氣體經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低了速度，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，進(jìn)一步增加了壓力。如果一個(gè)工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級(jí)葉輪串聯(lián)起來工作的辦法來達(dá)到對(duì)出口壓力的要求。級(jí)間的串聯(lián)通過彎通，回流器來實(shí)現(xiàn)。這就是離心式壓縮機(jī)的工作原理。65氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)軸流式壓縮機(jī)66氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)67氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)68氣體輸送設(shè)備-離心式壓縮機(jī)1.吸入室2.葉輪3.擴(kuò)壓器4.彎道5.回流器6.蝸殼7、8.軸端密封9.支持軸承10.止推軸承11.卡環(huán)12.機(jī)殼13.端蓋14.螺栓15.推力盤16.主軸17.聯(lián)軸器18輪蓋密封19.隔板密封20.隔板圖6-1離心式壓縮機(jī)縱剖面結(jié)構(gòu)圖.69氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)70氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)71氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)透平壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)1、流量m3/h2、排氣壓力和壓力比3、轉(zhuǎn)速單位r/min4、功率單位kw5、效率72氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)進(jìn)氣室73氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)離心葉輪的典型結(jié)構(gòu)葉輪是主要的做功元件，它將外界（原動(dòng)機(jī)）的能量傳遞給氣體，使氣體增壓。按葉輪結(jié)構(gòu)型式閉式葉輪：性能好、效率高；由于輪蓋的影響，葉輪圓周速度受到限制。半開式葉輪：效率較低，強(qiáng)度較高。雙面進(jìn)氣葉輪：適用于大流量，且軸向力平衡好。74氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)按葉輪葉片型式后彎型葉輪：β2A＜90°，級(jí)效率高，穩(wěn)定工作范圍寬。徑向型葉輪：β2A＝90°，性能介于后彎型和前彎型之間。前彎型葉輪：β2A＞90°，級(jí)效率較低，穩(wěn)定工作范圍窄。75氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)76氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)主軸主軸是起支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩作用的。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式。有階梯軸及光軸兩種，光軸有形狀簡(jiǎn)單，加工方便的特點(diǎn)。77氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)內(nèi)缸總成由隔板上下剖分的內(nèi)缸端蓋密封軸承箱組成隔板束內(nèi)缸78氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)平衡盤

在多級(jí)離心式壓縮機(jī)中因每級(jí)葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等，使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)指向低壓端的合力，這個(gè)合力即稱為軸向力。軸向力對(duì)于壓縮機(jī)的正常運(yùn)行是有害的，容易引起止推軸承損壞，使轉(zhuǎn)子向一端竄動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)件偏移與固定元件之間失去正確的相對(duì)位置，情況嚴(yán)重時(shí)，轉(zhuǎn)子可能與固定部件碰撞造成事故。平衡盤是利用它兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它的一側(cè)壓力是末級(jí)葉輪盤側(cè)間隙中的壓力，另一側(cè)通向大氣或進(jìn)氣管，通常平衡盤只平衡一部分軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受，在平衡盤的外緣需安裝氣封，用來防止氣體漏出，保持兩側(cè)的差壓。軸向力的平衡也可以通過葉輪的兩面進(jìn)氣和葉輪反向安裝來平衡。79氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)推力盤由于平衡盤只平衡部分軸向力，其余軸向力通過推力盤傳給止推軸承上的止推塊，構(gòu)成力的平衡，推力盤與推力塊的接觸表面，應(yīng)做得很光滑，在兩者的間隙內(nèi)要充滿合適的潤(rùn)滑油，在正常操作下推力塊不致磨損，在離心壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)向另一端竄動(dòng)，為保證轉(zhuǎn)子應(yīng)有的正常位置，轉(zhuǎn)子需要兩面止推定位，其原因是壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，各級(jí)的氣體還未建立，平衡盤二側(cè)的壓差還不存在，只要?dú)怏w流動(dòng)，轉(zhuǎn)子便會(huì)沿著與正常軸向力相反的方向竄動(dòng)，因此要求轉(zhuǎn)子雙面止推，以防止造成事故。80氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)聯(lián)軸器

由于離心壓縮機(jī)具有高速回轉(zhuǎn)、大功率以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難免有一定振動(dòng)的特點(diǎn)，所用的聯(lián)軸器既要能夠傳遞大扭矩，又要允許徑向及軸向有少許位移，聯(lián)軸器分齒型聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器，目前常用的都是膜片式聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器不需要潤(rùn)滑劑，制造容易。機(jī)殼機(jī)殼也稱氣缸，對(duì)中低壓離心式壓縮機(jī)，一般采用水平中分面機(jī)殼，利于裝配，上下機(jī)殼由定位銷定位，即用螺栓連接。對(duì)于高壓離心式壓縮機(jī)，則采用圓筒形鍛鋼機(jī)殼，以承受高壓。這種結(jié)構(gòu)的端蓋是用螺栓和筒型機(jī)殼連接的。81氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)擴(kuò)壓器氣體從葉輪流出時(shí)，它仍具有較高的流動(dòng)速度。為了充分利用這部分速度能，以提高氣體的壓力，在葉輪后面設(shè)置了流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器一般有無葉、葉片、直壁形擴(kuò)壓器等多種形式。彎道在多級(jí)離心式壓縮機(jī)中級(jí)與級(jí)之間，氣體必須拐彎，就采用彎道，彎道是由機(jī)殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形空間。82氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)回流器在彎道后面連接的通道就是回流器，回流器的作用是使氣流按所需的方向均勻地進(jìn)入下一級(jí)，它由隔板和導(dǎo)流葉片組成。導(dǎo)流葉片通常是圓弧的，可以和氣缸鑄成一體也可以分開制造，然后用螺栓連接在一起。蝸殼蝸殼的主要目的，是把擴(kuò)壓器后，或葉輪后流出的氣體匯集起來引出機(jī)器，蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形。83氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)密封為了減少通過轉(zhuǎn)子與固定元件間的間隙的漏氣量，常裝有密封。密封分內(nèi)密封，外密封兩種。內(nèi)密封的作用是防止氣體在級(jí)間倒流，如輪蓋處的輪蓋密封，隔板和轉(zhuǎn)子間的隔板密封。外密封是為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄露，或外界空氣竄入機(jī)器內(nèi)部而設(shè)置的，如機(jī)器端的密封。離心壓縮機(jī)中密封種類很多，常用的有以下幾種：1）迷宮密封迷宮密封目前是離心壓縮機(jī)用得較為普遍的密封裝置，用于壓縮機(jī)的外密封和內(nèi)密封。迷宮密封的氣體流動(dòng)(見圖)，當(dāng)氣體流過梳齒形迷宮密封片的間隙時(shí)，氣體經(jīng)歷了一個(gè)膨脹過程，壓力從P1降至右端的P2，這種膨脹過程是逐步完成的，當(dāng)氣體從密封片的間隙進(jìn)入密封腔時(shí)，由于截面積的突然擴(kuò)大，氣流形成很強(qiáng)的旋渦，使得速度幾乎完全消失，密封面兩側(cè)的氣體存在著壓差，密封腔內(nèi)的壓力和間隙處的壓力一樣，按照氣體膨脹的規(guī)律來看，隨著氣體壓力的下降，速度應(yīng)該增加，溫度應(yīng)該下降，但是由于氣體在狹小縫隙內(nèi)的流動(dòng)是屬于節(jié)流性質(zhì)的，此時(shí)氣體由于壓降而獲得的動(dòng)能在密封腔中完全損失掉，而轉(zhuǎn)化為無用的熱能，這部分熱能轉(zhuǎn)過來又加熱氣體，從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來，恢復(fù)到壓力沒有降低時(shí)的溫度，氣流經(jīng)過隨后的每一個(gè)密封片和空腔就重復(fù)一次上面的過程，一直到壓力P2為止。由此可見迷宮密封是利用節(jié)流原理，當(dāng)氣體每經(jīng)過一個(gè)齒片，壓力就有一次下降，經(jīng)過一定數(shù)量的齒片后就有較大的壓降，實(shí)質(zhì)上迷宮密封就是給氣體的流動(dòng)以壓差阻力，從而減小氣體的通過量。

84氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)

常用的迷宮密封用的較多的有以下幾種：

平滑形軸作成光軸，密封體上車有梳齒或者鑲嵌有齒片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。，

曲折形見圖，為了增加每個(gè)齒片的節(jié)流降壓效果，發(fā)展了曲折型的迷宮密封，密封效果比平滑形好。臺(tái)階形見圖，這種型式的密封效果也優(yōu)于平滑形，常用于葉輪輪蓋的密封，一般有3~5個(gè)密封齒。

85氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)2）油膜密封，即浮環(huán)密封浮環(huán)密封的原理是靠高壓密封在浮環(huán)與軸套間形成的膜，產(chǎn)生節(jié)流降壓，阻止高壓側(cè)氣體流向低壓側(cè)，浮環(huán)密封既能在環(huán)與軸的間隙中形成油膜，環(huán)本身又能自由徑向浮動(dòng)?？扛邏簜?cè)的環(huán)叫高壓環(huán)，低壓側(cè)的環(huán)叫低壓環(huán)，這些環(huán)可以自由沿徑向浮動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)，密封油壓力通常比工藝氣壓力高0.5Kg/cm2左右進(jìn)入密封室，一路經(jīng)高壓環(huán)和軸之間的間隙流向高壓側(cè)，在間隙中形成油膜，將高壓氣封住，另一路則由低壓環(huán)與軸之間的間隙流出，回到油箱，通常低壓環(huán)有好幾只，從而達(dá)到密封的目的。浮環(huán)密封用鋼制成，端面鍍錫青銅，環(huán)的內(nèi)側(cè)澆有巴氏合金，以防軸與油環(huán)的短時(shí)間的接觸，巴氏合金作為耐磨材料。浮環(huán)密封可以做到完全不泄露，被廣泛地用作壓縮機(jī)的軸封裝置。86氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)

圖6-7螺旋槽動(dòng)環(huán)密封面機(jī)械密封裝置有時(shí)用于小型壓縮機(jī)軸封上，壓縮機(jī)用的機(jī)械密封與一般泵用的機(jī)械密封的不同點(diǎn)，主要是轉(zhuǎn)速高，線速度大，PV值高，摩擦熱大和動(dòng)平衡要求高等。因此，在結(jié)構(gòu)上一般將彈簧及其加荷裝置設(shè)計(jì)成靜止式而且轉(zhuǎn)動(dòng)零件的幾何形狀力求對(duì)稱，傳動(dòng)方式不用銷子、鏈等，以減少不平衡質(zhì)量所引起的離心力的影響，同時(shí)從摩擦件和端面比壓來看，盡可能采取雙端面部分平衡型，其端面寬度要小，摩擦副材料的摩擦系數(shù)低，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)冷卻和潤(rùn)滑，以便迅速導(dǎo)出密封面的摩擦熱。3）機(jī)械密封87氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)4）干氣密封隨著流體動(dòng)壓機(jī)械密封技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，其重要的一種密封型式螺旋槽面氣體動(dòng)壓密封即干氣密封在石化行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于封油浮環(huán)密封干氣密封具有較多的優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定可靠易操作，輔助系統(tǒng)少，大大降低了操作人員維護(hù)的工作量，密封消耗的只是少量的氮?dú)?，既?jié)能又環(huán)保。圖所示為螺旋槽面干氣密封的示意圖。它由動(dòng)環(huán)1、靜環(huán)2、彈簧4、O形環(huán)3、5、8，組裝套7及軸6組成。圖6-7所示為動(dòng)環(huán)表面精加工出螺紋槽而后研磨、拋光的密封面。一般來講螺旋槽深度約2.5~10μm，密封環(huán)表面平行度要求很高，需小于1μm，螺旋槽形狀近似對(duì)數(shù)螺旋線。88氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)如圖示，當(dāng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)將密封用的氮?dú)庵芟蛭肼菪蹆?nèi)，由外徑朝向中心，徑向方向朝著密封堰流動(dòng)，而密封堰起著阻擋氣體流向中心的作用，于是氣體被壓縮引起壓力升高，此氣體膜層壓力企圖推開密封，形成要求的氣膜。此平衡間隙或膜厚h典型值為3μm。這樣，被密封氣體壓力和彈簧力與氣體膜層壓力配合好，使氣膜具有良好的彈性既氣膜剛度高，形成穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)并防止密封面相互接觸，同時(shí)具有良好剛度的氮?dú)饽た捎行У淖柚贡唤橘|(zhì)的泄漏。

89氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)干氣密封作用力情況見圖在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下該密封的閉合力（彈簧和氣體作用力）等于開啟力（氣膜作用力），當(dāng)受到外力干擾，間隙減小，則氣體剪切率增大，螺旋槽開啟間隙的效能增加，開啟力大于閉合力，恢復(fù)到原間隙，若受到外擾間隙增大，則間隙內(nèi)膜壓下降，開啟力小于閉合力，密封面合攏恢復(fù)到原間隙。

干氣密封作用力圖90氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)12、軸承離心式壓縮機(jī)有徑向軸承和推力軸承。徑向軸承為滑動(dòng)軸承，它的作用是支持轉(zhuǎn)子使之高速運(yùn)轉(zhuǎn)，止推軸承則承受轉(zhuǎn)子上剩余軸向力，限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)，保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置。(1)徑向軸承徑向軸承主要有軸承座、軸承蓋、上下兩半軸瓦等組成。軸承座：是用來放置軸瓦的，可以與氣缸鑄在一起，也可以單獨(dú)鑄成后支持在機(jī)座上，轉(zhuǎn)子加給軸承的作用力最終都要通過它直接或間接地傳給機(jī)座和基礎(chǔ)。軸承蓋：蓋在軸瓦上，并與軸瓦保持一定的緊力，以防止軸承跳動(dòng)，軸承蓋用螺栓緊固在軸承座上。軸瓦：用來直接支承軸頸，軸瓦圓表面澆巴氏合金，由于其減摩性好，塑性高，易于澆注和跑合，在離心壓縮機(jī)中廣泛采用。在實(shí)際中，為了裝卸方便，軸瓦通常是制成上下兩半，并用螺栓緊固，目前使用巴氏合金厚度通常在1~2mm。軸瓦在軸承座中的放置有兩種：一種是軸瓦固定不動(dòng)，另一種是活動(dòng)的，即在軸瓦背面有一個(gè)球面，可以在運(yùn)動(dòng)中隨著主軸撓度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)軸瓦的位置，使軸瓦沿整個(gè)長(zhǎng)度方向受力均勻。潤(rùn)滑油從軸承側(cè)表面的油孔進(jìn)入軸承，在進(jìn)入軸承的油路上，安裝一個(gè)節(jié)流孔板，借助于節(jié)流孔板直徑的改變，就可以調(diào)節(jié)進(jìn)入軸承油量的多少，在軸瓦的上半部?jī)?nèi)有環(huán)狀油槽，這樣使得潤(rùn)滑油能更好地循環(huán)，并對(duì)軸頸進(jìn)行冷卻。91氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)透平壓縮機(jī)徑向軸承最早采用的是園瓦軸承，后來逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承。

92氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)(2)推力軸承推力軸承與徑向軸承一樣，也是分上下兩半，中分面有定位銷，并用螺栓連接，球面殼體與球面座間用定位套筒，防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于是球面支承或可根據(jù)軸撓曲程度而自動(dòng)調(diào)節(jié)，推力軸承與推力盤一起作用，安裝在軸上的推力盤隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng)，把軸傳來的推力壓在若干塊靜止的推力塊上，在推力塊工作面上也澆鑄一層巴氏合金，推力塊厚度誤差小于0.01~0.02mm。離心壓縮機(jī)在正常工作時(shí)，軸向力總是指向低壓端，承受這個(gè)軸向力的推力塊稱為主推力塊。在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于氣流的沖力方向指向高壓端，這個(gè)力使軸向高壓端竄動(dòng)，為了防止軸向高壓端竄動(dòng)，設(shè)置了另外的推力塊，這種推力塊在主推力塊的對(duì)面，稱為副推力塊。推力盤與推力塊之間留有一定的間隙，以利于油膜的形成，此間隙一般在0.25~0.35mm以內(nèi),最主要的是間隙的最大值應(yīng)當(dāng)小于固定元件與轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間的最小軸向間隙,這樣才能避免動(dòng)、靜件相碰。潤(rùn)滑油從球面下部進(jìn)油口進(jìn)入球面殼體，再分兩路，一路經(jīng)中分面進(jìn)入徑向軸承，另一路經(jīng)兩組斜孔通向推力軸承，進(jìn)推力軸承的油一部分進(jìn)入主推力塊，另一部分進(jìn)入副推力塊。離心壓縮機(jī)中廣泛采用米切爾式推力軸承和金斯泊雷式軸承93氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)推力均衡系統(tǒng)

“金斯貝蕾”噴油嘴94氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)95氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)的工況的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是改變壓縮機(jī)的工況點(diǎn)，所用的方法從原理上講就是設(shè)法改變壓縮機(jī)的性能曲線或者改變管網(wǎng)性能曲線兩種。具體地說有以下幾種調(diào)節(jié)方式：1、出口節(jié)流調(diào)節(jié)，即在壓縮機(jī)出口安裝調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，來改變管路性能曲線，改變壓縮機(jī)的工作點(diǎn)，進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。出口節(jié)流的調(diào)節(jié)方法是人為的增加出口阻力來調(diào)節(jié)流量，是不經(jīng)濟(jì)的方法，尤其當(dāng)壓縮機(jī)性能曲線較陡而且調(diào)節(jié)的流量（或者壓力）又較大時(shí)，這種調(diào)節(jié)方法的缺點(diǎn)更為突出，目前除了風(fēng)機(jī)及小型鼓風(fēng)機(jī)使用外，壓縮機(jī)很少采用這種調(diào)節(jié)方法。2、進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)，既在壓縮機(jī)進(jìn)口管上安裝調(diào)節(jié)閥，通過入口調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力。進(jìn)氣壓力的降低直接影響到壓縮機(jī)排氣壓力，使壓縮機(jī)性能曲線下移，所以進(jìn)口調(diào)節(jié)的結(jié)果實(shí)際上是改變了壓縮機(jī)的性能曲線，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。和出口節(jié)流法相比，進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性較好，據(jù)有關(guān)資料介紹，對(duì)某壓縮機(jī)進(jìn)行測(cè)試表明：在流量變化為60～80%的范圍內(nèi)，進(jìn)口節(jié)流比出口節(jié)流節(jié)省功率約為4～5%。所以這是一種比較簡(jiǎn)單而常用的調(diào)節(jié)方法。但也還是存在一定的節(jié)流損失以及工況改變后對(duì)壓縮機(jī)本身效率有些影響。進(jìn)口節(jié)流法還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是：關(guān)小進(jìn)口閥，會(huì)使壓縮機(jī)性能曲線向小流量區(qū)移動(dòng)，因而可使壓縮機(jī)在更小的流量工況下工作，不易造成喘振。96氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)3、改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其性能曲線也有相應(yīng)的改變，所以可用這個(gè)方法來改變工況點(diǎn)，以滿足生產(chǎn)上的調(diào)節(jié)要求。離心壓縮機(jī)的能量頭近似正比于n2，所以用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法可以得到相當(dāng)大的調(diào)節(jié)范圍。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并不引起其他附加損失，只是調(diào)節(jié)后的新工況點(diǎn)不一定是最高效率點(diǎn)導(dǎo)致效率有些降低而已。所以從節(jié)能角度考慮，這是一種經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法。改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法不需要改變壓縮機(jī)本身的結(jié)構(gòu)，只是要考慮到增加轉(zhuǎn)速后轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速以及軸承的壽命等問題。但是這種方法要求驅(qū)動(dòng)機(jī)必須是可調(diào)速的。

97氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(jī)透平壓縮機(jī)的阻塞工況和非穩(wěn)定工況阻塞工況就是當(dāng)流量增加到一定值時(shí)，葉輪對(duì)氣體做的功只能用來克服流動(dòng)損失，而不能提高氣體的壓力。阻塞現(xiàn)象，當(dāng)流量不斷增大，氣流長(zhǎng)生的負(fù)沖角變大，是葉片的工作面上發(fā)生分離，當(dāng)流量增大一定程度時(shí)候，葉輪做工全變?yōu)槟芰繐p失，壓力不再升高，甚至是葉道中的流動(dòng)變?yōu)槭諗啃再|(zhì)，又是流到最小截面處出現(xiàn)了聲速，此時(shí)壓力不再升高喘振現(xiàn)象壓縮機(jī)流量減少時(shí)，隨著旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生和發(fā)展，可能出現(xiàn)另一種不穩(wěn)定工況現(xiàn)象，壓縮機(jī)的氣體流量