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通常噴油螺桿空壓機(jī)至少包含以下幾個系統(tǒng):
①動力系統(tǒng);
②主機(jī);
③進(jìn)氣系統(tǒng);
④冷卻系統(tǒng);
⑤油氣分離系統(tǒng);
⑥控制系統(tǒng);
⑦消音、減震、通風(fēng)等附件......
1.動力系統(tǒng)
空壓機(jī)的動力系統(tǒng)是指原動機(jī)及傳動裝置??諌簷C(jī)的原動機(jī)主要是電動機(jī)以及柴油機(jī)。
通常固定式空壓機(jī)的原動機(jī)為電動機(jī),移動式除了電動機(jī)還有柴油機(jī)。
螺桿空壓機(jī)的傳動方式比較多,有帶傳動、齒輪傳動、直聯(lián)傳動、一體軸傳動等。
帶傳動(皮帶),通常用在小機(jī)型上,早期用在90kW以下居多,現(xiàn)在一般只有45kW以下才會采用。特點是簡單、經(jīng)濟(jì),改型方便,對制造商的整機(jī)設(shè)計和集成能力要求不高,缺點是噪音大、皮帶易磨損打滑,傳動效率較其它的方式低。
齒輪傳動,一般用在需要增速或降速的較大功率的空壓機(jī)上(110kW以上),它和帶傳動一樣,都是針對要求有速比的場合。即電機(jī)的轉(zhuǎn)速和機(jī)頭(陽轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)速不一樣。通常齒輪與主機(jī)都布置在一個機(jī)殼內(nèi)。
直聯(lián)傳動,即電機(jī)與主機(jī)的軸通過聯(lián)軸器傳動,行業(yè)使用的聯(lián)軸器均為撓性聯(lián)軸器,即允許兩轉(zhuǎn)子對中可有一定的偏差。而型式多種多樣,如梅花型、輪胎型聯(lián)軸器等。
一體軸傳動,是最近幾年隨著永磁一體機(jī)出現(xiàn)的傳動方式,也就是電機(jī)的軸和主機(jī)的軸是同一根軸,主機(jī)的伸出軸就是電機(jī)的轉(zhuǎn)子,是完完全全的直接傳動。
相比直聯(lián)傳動尺寸上短了很多,方便了整機(jī)的小型化布局。(少了中心托架和聯(lián)軸器位置)。
2.主機(jī)
噴油螺桿空壓機(jī)的主機(jī)是整套機(jī)組的核心,包括壓縮主機(jī)及其相關(guān)的附件,如斷油閥、單向閥等。
螺桿主機(jī)從工作原理上來說分為單級壓縮和雙級壓縮。
單級壓縮和雙級壓縮在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是:單級壓縮只有一對陰陽轉(zhuǎn)子,雙級壓縮則有兩對陰陽轉(zhuǎn)子。
單級壓縮只有一次壓縮過程,即氣體吸入到排出由一對轉(zhuǎn)子完成壓縮過程。而雙級壓縮是在第一級壓縮主機(jī)壓縮完成后,對被壓縮氣體進(jìn)行冷卻,然后再送入第二級壓縮主機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步壓縮。
目前市場上的雙級壓縮主機(jī)主要有上下、前后兩種結(jié)構(gòu),其中上下結(jié)構(gòu)最常見。而所謂的兩個永磁電機(jī)帶兩個主機(jī)的“分體”結(jié)構(gòu),還需要經(jīng)受市場的進(jìn)一步考驗。
3.進(jìn)氣系統(tǒng)
空壓機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)主要是指壓縮機(jī)吸入大氣及其相關(guān)的控制部件等。通常由進(jìn)氣過濾器單元和進(jìn)氣閥組兩部分組成。
進(jìn)氣過濾器單元相對結(jié)構(gòu)上比較簡單,通常由空氣過濾器和進(jìn)氣導(dǎo)管(軟、硬管都有)組成。一些小型機(jī)沒有進(jìn)氣導(dǎo)管、甚至空氣過濾器外殼都不需要,而直接將空濾芯安裝在進(jìn)氣閥上。更大一些流量的機(jī)組也會采用多套空氣過濾器以獲得更好的過濾效果和降低吸入阻力。
空氣過濾器的作用就是字面意思,對壓縮機(jī)吸入的空氣進(jìn)行過濾,這個過濾主要是指過濾吸入空氣中的粉塵、雜物等固態(tài)顆粒物。
空氣過濾器的濾芯是易耗品,螺桿空壓機(jī)保養(yǎng)”三濾一油”即“空濾芯、油濾、油細(xì)分離器芯和空壓機(jī)油”。
進(jìn)氣閥組安裝在壓縮機(jī)主機(jī)上的進(jìn)氣端口上,用來對吸入空氣的量進(jìn)行控制,以達(dá)成空壓機(jī)加載、卸載、比例調(diào)節(jié)等不同的工作狀態(tài)。
進(jìn)氣閥組通常包含閥體、執(zhí)行元件如氣缸及控制元件如電磁閥構(gòu)成。進(jìn)氣閥的形式多種多樣,根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)常用的為活塞式和蝶式。
活塞式進(jìn)氣閥利用進(jìn)氣閥內(nèi)活塞上下或左右動作控制空壓機(jī)的進(jìn)氣,通常只有開啟/關(guān)閉兩種狀態(tài),一般用于小流量場合。
蝶式進(jìn)氣閥的主體結(jié)構(gòu)就是一個蝶閥,運(yùn)動部件是一塊閥板,由伺服氣缸的推桿推動,控制閥板的開啟/關(guān)閉以及開度就能實現(xiàn)對入口流量的控制。通常用在較大流量場合。
4.冷卻系統(tǒng)
空壓機(jī)冷卻方式有風(fēng)冷和水冷兩種,風(fēng)冷和水冷并沒有誰好誰壞,只有適用和不適用。
水冷需要業(yè)主企業(yè)有冷卻水系統(tǒng),風(fēng)冷則布置更靈活,但也有安裝場所通風(fēng)良好的要求;
水冷機(jī)型使用中的冷卻效果完全依賴于冷卻水系統(tǒng),如果業(yè)主企業(yè)的冷卻水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,則冷卻效果非常穩(wěn)定可靠。風(fēng)冷受環(huán)境溫度及安裝環(huán)境的影響較大,但通常制造企業(yè)設(shè)計時已經(jīng)考慮到了極端情況,所以按照要求安裝,也都能達(dá)到滿意的冷卻效果。
水冷空壓機(jī)冷卻過程中無需用電設(shè)備,不占用空壓機(jī)本身的能源消耗(業(yè)主企業(yè)的循環(huán)冷卻水需要電力另當(dāng)別論)。而風(fēng)冷空壓機(jī)則需要配備冷卻風(fēng)扇,占用的是空壓機(jī)本體的能源消耗。
水冷換熱效率高,體積小,較風(fēng)冷結(jié)構(gòu)上更為簡潔和緊湊,另外由于風(fēng)冷有散熱風(fēng)扇,工作時風(fēng)噪較大,故水冷較風(fēng)冷型機(jī)器整機(jī)噪音值為低。
空壓機(jī)需要被冷卻的介質(zhì)一是壓縮空氣,二是冷卻油(或稱空壓機(jī)油、潤滑油、冷卻液都一個意思),其中后者最為關(guān)鍵,它是整個機(jī)組能否持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。
空壓機(jī)油需要在機(jī)體內(nèi)無限循環(huán),起到熱量搬運(yùn)工的作用,將主機(jī)壓縮過程中空氣被壓縮釋放出的熱量以及其它熱量帶到冷卻器中,由冷介質(zhì)(風(fēng)或水)帶走。
在工程上,風(fēng)冷空壓機(jī)幾乎都采用板翅式冷卻器,通常將空冷和油冷做成一體,一部分冷卻壓縮空氣(空冷)一部分冷卻空壓機(jī)油(油冷)。而水冷的也幾乎都采用管殼式(或稱列管式),分油冷冷卻器和空冷冷卻器。
風(fēng)冷的板翅式冷卻器為鋁或鋁合金材質(zhì)釬焊制成,高溫的油、壓縮空氣在冷卻器內(nèi)流動,通過散熱風(fēng)扇強(qiáng)制對流將熱量帶走。
水冷的管殼式(列管式)冷卻器,熱介質(zhì)為高溫的油和壓縮空氣,冷介質(zhì)為冷卻循環(huán)水。通過熱交換,將熱量由冷卻水帶走。
5.油氣分離系統(tǒng)
噴油螺桿空壓機(jī)空氣壓縮過程中“噴油”了參與壓縮,則必須有一個系統(tǒng)將油和氣分離開,把油留在機(jī)體內(nèi)繼續(xù)循環(huán)使用,排出純凈的壓縮空氣。油氣分離系統(tǒng)的作用就在于此。
正是有油氣分離系統(tǒng)的分離效率達(dá)到可接受水平,噴油螺桿這一機(jī)型才得以大范圍應(yīng)用。
空壓機(jī)的油氣分離系統(tǒng)主要由儲油罐和油氣分離器組成。
工作流程:來自主機(jī)排氣口的油氣混合物進(jìn)入油分離罐體空間,經(jīng)過氣流碰撞、重力作用大部分油聚集于罐體的下部,再進(jìn)入油冷卻器進(jìn)行冷卻。含有少量潤滑油的壓縮空氣經(jīng)過油細(xì)分離器芯使?jié)櫥瞳@得充分的回收,經(jīng)節(jié)流單向閥流入主機(jī)的低壓部分。
6.控制系統(tǒng)
空壓機(jī)的控制系統(tǒng)包括邏輯控制器、各種傳感器、電控部分以及其它控制元件。形象的說,空壓機(jī)控制系統(tǒng)是大腦、小腦、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、肌肉肌腱等,沒有控制系統(tǒng)的空壓機(jī)就只是一堆零部件。
螺桿機(jī)的控制器目前大體上有兩種(純儀表的幾乎沒有了):一種單片機(jī),一種PLC。前者一般由專門的空壓機(jī)控制器廠生產(chǎn)配套,用于滿足空壓機(jī)控制的通用需求,邏輯程序不可更改。PLC(可編程控制器)是一種通用的工業(yè)控制器,需通過自行編程實現(xiàn)空壓機(jī)控制的功能,也能滿足自身產(chǎn)品的獨特控制需求(對空壓機(jī)整機(jī)廠而言)。
傳感器在空壓機(jī)上用到的主要是壓力和溫度傳感器,當(dāng)然還有一些部位會用到壓差開關(guān)。
電機(jī)的電控是空壓機(jī)控制的主要部分,簡單來說,就是通過對電機(jī)的通/斷電操作實現(xiàn)對空壓機(jī)組的控制。包括各種交流接觸器、斷路器、互感器、繼電器等等,一般將主電機(jī)的電控部分稱為“啟動盤”。
變頻技術(shù)在行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,這是對電機(jī)啟??刂仆?,另一控制目的:對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。這一部分是由變頻器或嵌入式變頻組件完成,通常使用變頻的空壓機(jī)電控部分的啟/停也一并交由變頻器來控制,除非是工/變頻雙系統(tǒng)的空壓機(jī)。
除了電氣控制外,空壓機(jī)上還有不少的機(jī)械控制、例如溫控閥、最小壓力閥等。
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