?螺桿式空壓機工作原理及油、氣流程解決方案

螺桿式空壓機作為工業領域應用最為廣泛的壓縮機類型之一，以其高效、可靠、運行成本低等優點備受青睞。本文將從螺桿式空壓機的工作原理出發，深入剖析其油、氣流程，并結合關鍵組件介紹以及未來發展趨勢，為讀者呈現一篇全面的深度解析文章。

概述：

螺桿式空壓機是一種容積式壓縮機，主要依靠一對相互嚙合的螺旋形轉子（陽轉子和陰轉子）旋轉運動來實現氣體壓縮。與其他類型壓縮機相比，螺桿式空壓機具有以下顯著優勢：

高效可靠:

連續無脈動供氣，流量穩定。

轉速高，結構緊湊，體積小，重量輕。

運動部件少，磨損小，壽命長，維護成本低。

抗液擊能力強，對濕壓縮不敏感。

運行成本低:

容積效率高，功耗低。

自動化程度高，可實現無人值守運行。

噪音和振動相對較低。

適用范圍廣:

可壓縮空氣、天然氣、惰性氣體等多種氣體。

排氣壓力范圍廣，可從低壓到高壓。

流量調節范圍大，可實現 0-100％ 的無級調節。

工作原理：

螺桿式空壓機的工作過程可以概括為“吸氣-壓縮-排氣"三個階段，以下將詳細闡述其工作原理：

（一） 吸氣過程

1.轉子旋轉:

電機驅動陽轉子旋轉，陰轉子通過同步齒輪或直接嚙合方式與陽轉子同步旋轉。

轉子的螺旋形齒槽在旋轉過程中不斷形成新的空間容積。

2.氣體進入:

進氣口處的壓力低于壓縮機內部壓力，氣體在壓差作用下被吸入陽轉子和陰轉子形成的齒間容積中。

隨著轉子繼續旋轉，齒間容積不斷增大，氣體持續進入，直至齒間容積達到最大值。

（二） 壓縮過程

1.容積減小:

陽轉子和陰轉子繼續旋轉，齒間容積開始減小，氣體被封閉在齒間容積中。

由于齒間容積不斷減小，氣體被壓縮，壓力和溫度逐漸升高。

2.噴油冷卻 （噴油螺桿式空壓機）:

在壓縮過程中，潤滑油通過噴油孔噴入壓縮腔，與高溫高壓氣體混合。

潤滑油起到冷卻、密封、潤滑和降噪的作用。

噴油量由油壓調節閥控制，確保壓縮過程穩定高效。

潤滑油與氣體充分混合后，帶走壓縮過程中產生的熱量，降低氣體溫度。

（三） 排氣過程

1.氣體排出:

當齒間容積旋轉至排氣口位置時，氣體壓力高于排氣管道壓力，氣體被排出壓縮機。

排氣過程持續進行，直至齒間容積內的氣體全部排出。

2.潤滑油分離 （噴油螺桿式空壓機）:

油氣混合物從壓縮機排出后，首先進入油氣分離器。

油氣分離器利用離心力、重力和過濾等方式，將潤滑油從壓縮空氣中分離出來。

分離出的潤滑油經冷卻后循環使用。

分離后的壓縮空氣進入后處理設備，如干燥機、過濾器等，進一步凈化處理后供用戶使用。

詳解：

（一） 油路流程

1.潤滑油循環:

潤滑油從油箱中以壓差為潤滑油動力，將油從油分桶底部抽出，經過油過濾器過濾后，被輸送到壓縮機內部。

油過濾器用于去除潤滑油中的雜質，延長潤滑油使用壽命。

潤滑油在壓縮機內部主要起到以下作用:

冷卻: 吸收壓縮過程中產生的熱量，降低氣體溫度。

密封: 填充轉子與殼體之間的間隙，提高壓縮機容積效率。

潤滑: 減少轉子、軸承等運動部件的磨損。

降噪: 吸收部分振動和噪音，降低設備運行噪音。

2.潤滑油冷卻:

從壓縮機排出的高溫潤滑油進入油冷卻器進行冷卻。

油冷卻器通常采用風冷或水冷方式，將潤滑油溫度降至合適范圍。

冷卻后的潤滑油回流至油箱，完成一個循環。

3.潤滑油過濾:

潤滑油在循環過程中會經過油過濾器進行過濾，去除雜質和磨損顆粒。

一些機型還配備有油分在線過濾裝置，進一步提高潤滑油清潔度。

（二） 氣路流程

1.氣體壓縮:

如前文所述，氣體在壓縮機內部被壓縮，壓力和溫度逐漸升高。

2.油氣分離:

油氣混合物從壓縮機排出后，首先進入油氣分離器。

初級分離: 利用離心力將大部分潤滑油從氣體中分離出來。

精細分離: 通過油氣分離濾芯，將殘留的潤滑油微粒從氣體中分離出來。

分離后的壓縮空氣進入后處理設備。

3.后處理 （可選）:

干燥: 根據需要，壓縮空氣可進入吸附式或冷凍式干燥機進行干燥處理，將露點降至所需水平。

過濾: 壓縮空氣可經過不同精度的過濾器，去除固體顆粒、水分、油霧等雜質。

除臭: 對于對空氣質量要求的場合，可使用活性炭過濾器去除壓縮空氣中的異味。

4.供氣:

經過后處理的壓縮空氣被輸送到用氣點，供用戶使用。

關鍵組件介紹：

1.轉子: 螺桿式空壓機的核心部件，決定了壓縮機的排氣量、壓力比等關鍵參數。

2.同步齒輪: 用于驅動陰轉子旋轉，確保轉子之間精確嚙合。

3.軸承: 支撐轉子旋轉，并承受轉子產生的徑向和軸向載荷。

4.油過濾器: 過濾潤滑油中的雜質。

5.油冷卻器: 冷卻高溫潤滑油。

6.油氣分離器: 實現油氣高效分離。

7.油壓調節閥: 控制噴油量，確保壓縮過程穩定。

8.進氣閥: 控制進氣量，實現排氣量調節。

9.排氣閥: 控制排氣口開閉。

發展趨勢：

1.高效節能:

研發新型轉子型線，提高容積效率。

采用變頻調速技術，實現更精準的流量控制，降低能耗。

優化潤滑系統，提高潤滑油利用率。

2.智能化控制:

引入物聯網技術，實現設備遠程監控和故障診斷。

開發智能控制系統，實現壓縮機與用氣設備的聯動控制，提高系統效率。

3.環保友好:

研發環保型潤滑油，減少對環境的影響。

提高油氣分離效率，降低排氣中的油霧含量。

4.模塊化設計:

采用模塊化設計理念，提高設備集成度和可維護性。

方便用戶根據需求進行功能擴展和升級。

5.靜音設計:

優化結構設計，采用先進的降噪技術，降低設備運行噪音。

總而言之，螺桿式空壓機作為工業空氣動力領域，其工作原理和油、氣流程是理解其運行機制的關鍵。隨著技術的不斷進步，螺桿式空壓機也在朝著高效節能、智能化、環保友好等方向發展，為各行各業提供更優質的壓縮空氣解決方案。