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螺桿空壓機(jī)四大系統(tǒng)流程解析
來源: | 作者:禾必斯特 | 發(fā)布時(shí)間: 2019-09-27 | 1677 次瀏覽 | 分享到:
空氣流程
1、氣體由空氣濾清器濾除塵埃之后,經(jīng)由進(jìn)氣閥進(jìn)入機(jī)頭被壓縮,并與潤滑油混和。與油混和的壓縮空氣排至油氣分離桶,再經(jīng)油氣分離器、壓力維持閥及后冷卻器之后進(jìn)入用氣管網(wǎng)。  
2、氣路各主要元件功能說明
A、空氣濾清器
空氣濾清器通常為一干式紙質(zhì)過濾器,過濾紙細(xì)孔徑約5微米左右,主要功能是濾除空氣中的塵埃,避免螺桿轉(zhuǎn)子過早磨損,避免油過濾器和油氣分離濾芯過早堵塞。工作環(huán)境較好時(shí)每工作500小時(shí),應(yīng)該取下清除表面灰塵,清除的方法是使用低壓空氣將灰塵由內(nèi)向外吹除。在使用環(huán)境比較差的環(huán)境下,要求每班次清理空濾芯,特別差的環(huán)境,要求加裝二級(jí)過濾,空濾過濾效果好壞,對主機(jī)的壽命及油品的壽命影響是最大的。
B、進(jìn)氣閥
常用的進(jìn)氣閥有旋轉(zhuǎn)碟片結(jié)構(gòu)和往復(fù)閥板機(jī)構(gòu),利用碟片或閥板開啟或關(guān)閉進(jìn)氣口,控制進(jìn)入機(jī)頭的氣流。有兩種控制方式:一種是開關(guān)方式,當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力達(dá)到高限設(shè)定值,關(guān)閉進(jìn)氣口,當(dāng)壓力降到低限設(shè)定值,重新打開進(jìn)氣口。另一種容調(diào)方式,當(dāng)儲(chǔ)氣罐達(dá)到一定壓力時(shí),旋轉(zhuǎn)碟片在比例閥的控制下微閉進(jìn)氣口,當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力進(jìn)一步增大時(shí),進(jìn)氣口進(jìn)一步縮小,當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力略有減少時(shí),進(jìn)氣口將有所加大,使壓力穩(wěn)定在一定范圍。當(dāng)壓力未達(dá)到容調(diào)壓力,進(jìn)氣閥碟片全開,進(jìn)氣口完全打開。
進(jìn)氣閥一般為常閉閥,防止啟動(dòng)時(shí)大量氣體進(jìn)入機(jī)頭,加大電機(jī)啟動(dòng)電流。進(jìn)氣閥上有一個(gè)進(jìn)氣旁通閥,用來防止機(jī)器啟動(dòng)和空載時(shí),機(jī)頭內(nèi)形成高度真空,影響潤滑油的霧化。 
C、機(jī)頭
空氣是在機(jī)頭內(nèi)被壓縮的。機(jī)頭在驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下不斷吸入氣體,然后通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)縮小氣體腔的容積,使氣體壓力提高,在氣體被壓縮的過程中,溫度不斷提高,噴入機(jī)頭的潤滑油呈霧態(tài)與空氣混和,起到冷卻作用,把溫度限定在許可范圍內(nèi)。潤滑油還有潤滑和密封作用,潤滑油在機(jī)頭內(nèi)部的各個(gè)間隙部位形成油膜密封。機(jī)頭排出的氣體是油氣混和物。 
D、油氣桶
油氣桶有油氣分離和儲(chǔ)油兩種功能。壓縮后的油氣混合物排至油氣桶,在油氣桶內(nèi)通過碰撞、轉(zhuǎn)折等分離出大部分潤滑油;油氣桶外面裝有油位計(jì)、加油孔。靜態(tài)勢時(shí)潤滑油的油位應(yīng)該在油位計(jì)上下限之間。油氣桶下方裝有含油排水閥。應(yīng)該在每次冷啟動(dòng)前略微打開該閥,以便排除油氣桶內(nèi)的冷凝水(因?yàn)樗扔椭兀o止一段時(shí)間后水會(huì)沉淀在最下部),一旦有油流出,迅速關(guān)閉。由于油氣桶的流道很大,其內(nèi)部氣流流速很低,有利于油滴分離,起到粗分離油和空氣的作用。絕大多數(shù)潤滑油是在進(jìn)入油氣分離濾芯前分離下來的。對于在機(jī)組使用在空氣濕度較大地區(qū)必須每天進(jìn)行排水,防止油品變質(zhì),及軸承生銹。
E、油氣分離器
油氣分離器濾芯采用多層細(xì)密的特種纖維制成,壓縮空氣中殘存的細(xì)小霧狀油粒在油氣分離濾芯中被凝聚成大油滴,在重力作用下淌到油氣分離濾芯底部的集油池。通過油氣分離濾芯后,壓縮空氣中的潤滑油幾乎被完全濾除,殘余油粒直徑小于0.1微米,氣體含油量小于3PPM。
F、安全閥
當(dāng)油氣桶內(nèi)壓力比額定壓力高出1.1倍時(shí),安全閥會(huì)自動(dòng)跳起泄壓,使壓力降到額定排氣壓力以下。檢查安全閥的方法是在壓縮機(jī)滿載工作時(shí),輕輕打開閥掰,若安全閥能向外排氣,就視為正常。安全閥向外排氣時(shí)會(huì)帶出高溫油霧,應(yīng)注意安全。
G、最小壓力閥
最小壓力閥又稱為壓力維持閥,位于油氣分離器上方出口處,開啟壓力設(shè)為0.45MPa左右。最小壓力閥有以下作用:
  啟動(dòng)時(shí)迅速建立潤滑所必須的循環(huán)壓力,確保機(jī)器不被磨損。
  控制通過油氣分離濾芯的氣體流速,防止高速氣流破壞油氣分離效果,將潤滑油帶出系統(tǒng)。避免造成油氣分離濾芯兩側(cè)壓差太大傷害濾材。
止回功能,當(dāng)機(jī)器停止工作或進(jìn)入空載狀態(tài)時(shí),油氣桶內(nèi)壓力下降,最小壓力閥可以防止儲(chǔ)氣罐氣體回流到油氣桶。
  后冷卻器
  壓縮空氣通過最小壓力閥進(jìn)入后冷卻器。對于風(fēng)冷壓縮機(jī),后冷卻器與油冷卻器制成一體,一般為板翅式,有風(fēng)扇將空氣吹過冷卻器板翅,把壓縮空氣的熱量帶走。冷卻后的壓縮空氣一般比環(huán)境溫度高10~15℃,冷卻后的壓縮空氣含有大量水分,其中大部分可以在儲(chǔ)氣罐內(nèi)分離出來。
潤滑油流程
1、由于油氣桶內(nèi)的壓力比機(jī)頭進(jìn)氣腔高,潤滑油在壓差驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過溫控閥、油冷卻器和油過濾器,然后分成兩路進(jìn)入機(jī)頭,一路直接噴入壓縮腔,另一路經(jīng)過軸承組后再進(jìn)入壓縮腔,在壓縮腔內(nèi)與空氣混和后排入油氣桶。絕大部分油經(jīng)過粗分離后沉淀在油氣桶下部,少量油霧經(jīng)過油氣分離濾芯后沉積在濾芯底部,然后被回油管引入機(jī)頭進(jìn)氣腔。
2、潤滑油在機(jī)頭內(nèi)除潤滑作用外,還起冷卻和密封作用。潤滑油熱容量比較大,每升高一度所需熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣。驅(qū)動(dòng)機(jī)輸入到機(jī)頭的能量都將轉(zhuǎn)化為熱量,為了控制溫升,向機(jī)頭內(nèi)噴入潤滑油,用潤滑油吸收大部分熱量。潤滑油在機(jī)頭內(nèi)呈霧態(tài)分布,與空氣的接觸面積很大,所以換熱十分迅速完善。轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間有較長的間隙,通過間隙的泄漏不但減少流量,還會(huì)導(dǎo)致高溫、高耗能和高噪音。潤滑油在相對運(yùn)動(dòng)零件之間形成的油膜具有優(yōu)良的密封作用,可以有效的防止高壓氣體向低壓側(cè)的滲漏。
3、油路各主要元件功能說明
A、溫控閥
溫控閥主要是通過控制噴入機(jī)頭的潤滑油溫度達(dá)到控制機(jī)頭排氣溫度的。機(jī)頭排氣溫度過低,水份會(huì)在油氣桶內(nèi)析出,造成潤滑油乳化。冷機(jī)啟動(dòng)時(shí)溫控閥迫使?jié)櫥筒唤?jīng)過油冷卻器直接進(jìn)入機(jī)頭。當(dāng)油溫上升到70℃以上,溫控閥逐漸打開通油冷卻器的通道,讓一部分潤滑油經(jīng)過油冷卻器,再與熱油混和后進(jìn)入機(jī)頭。當(dāng)油溫上升到76℃時(shí),溫控閥完全打開通油冷卻器的通道,此時(shí)潤滑油全部經(jīng)過油冷卻器冷卻后再噴入機(jī)頭。
由于進(jìn)入溫控閥的潤滑油未經(jīng)過濾,溫控閥內(nèi)部通道較復(fù)雜,易于引起污物淤積,長期使用后溫控閥故障率較高,常引發(fā)機(jī)器高溫保護(hù)。此外溫控閥完全打開通油冷卻器的通道后,無法完全切斷熱油直接進(jìn)入機(jī)頭的通道,進(jìn)入機(jī)頭的潤滑油溫度始終高于油冷卻器出口溫度,造成冷卻效率低。所以一些近代機(jī)型不設(shè)溫控閥,通過控制風(fēng)扇電機(jī)的啟停來控制油溫,當(dāng)機(jī)頭排氣溫度上升到90℃時(shí),風(fēng)扇開始運(yùn)轉(zhuǎn),如果溫度低于70℃,風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn),把溫度保持在一定范圍內(nèi)。
通過檢查與溫控閥連接的四根油管,可以判斷溫控閥的工作是否正常,四根油管分別為:油分桶至溫控閥,溫控閥至油冷卻器,油冷卻器至溫控閥,溫控閥至油過濾器;正常溫度分別為:高,高,低,略高。
B、油冷卻器
風(fēng)冷螺桿壓縮機(jī)油冷卻器一般與后冷卻器做成一體,為鋁制板翅式結(jié)構(gòu),在真空爐內(nèi)釬焊成型。水冷螺桿壓縮機(jī)一般采用管殼式換熱器,潤滑油在管外流動(dòng),水在管內(nèi)流動(dòng)。水質(zhì)對水冷換熱器的工作狀態(tài)和壽命影響很大。受水資源影響,水冷螺桿壓縮機(jī)需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于風(fēng)冷螺桿壓縮機(jī)。但是某些場所必須使用水冷螺桿壓縮機(jī),如粉塵嚴(yán)重的場合;有易溶性塵埃的場合,如噴涂車間;對噪音特別敏感的場合。
C、油過濾器  
油過濾器是一種紙質(zhì)過濾器,過濾精度在10微米~15微米之間。其功能是除去油中的金屬微利、灰塵、氧化物、膠質(zhì)等保護(hù)軸承及轉(zhuǎn)子正常潤滑。油過濾器堵塞會(huì)導(dǎo)致機(jī)頭供油不暢,影響軸承壽命,引起排氣高溫,造成局部積碳。 
D、回油管路  
為避免被分離的油隨壓縮空氣進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng),油氣分離濾芯中凝聚的潤滑油必須及時(shí)通過回油管引到機(jī)頭進(jìn)氣腔。為防止停機(jī)時(shí)機(jī)頭中的油氣通過回油管返流,回油管路中安裝有單向閥。單向閥上有節(jié)流小孔,防止大量壓縮空氣跟隨潤滑油通過回油管路從油氣罐進(jìn)入機(jī)頭進(jìn)氣腔。節(jié)流小孔通徑一般為0.5~1毫米,對污物十分敏感,一旦堵塞,會(huì)引起排氣大量含油。一旦發(fā)現(xiàn)排氣含油異常,首先應(yīng)該檢查回油管溫度,如果油管溫度接近常溫,就表明回油管堵塞。
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控制系統(tǒng)
1、控制系統(tǒng)的作用  
自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排氣量,使儲(chǔ)氣罐的壓力保持在設(shè)定范圍內(nèi)。  
在電腦調(diào)溫系統(tǒng)中,自動(dòng)停止和啟動(dòng)風(fēng)扇電機(jī),使機(jī)頭排氣溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。 
在發(fā)生超溫、超壓、過電流等情況下報(bào)警或停機(jī)。 
在開機(jī)和停機(jī)時(shí)按設(shè)定時(shí)序啟閉各電器元件。
2、控制系統(tǒng)由檢測元件,分析元件、執(zhí)行元件和人機(jī)界面構(gòu)成。檢測元件有溫度傳感器(或溫度開關(guān))、壓力變送器(或壓力開關(guān))、壓差開關(guān)等;分析元件主要是PLC(電腦板);執(zhí)行元件有加載電磁閥、放空電磁閥,接觸器;人機(jī)界面主要是液晶顯示器、按鍵和信號(hào)燈。 
3、系統(tǒng)各主要元件 
A、加載電磁閥  
加載電磁閥為兩位三通常閉電磁閥,通徑一般在1.5左右。它在PLC的指令下控制油氣桶至進(jìn)氣閥執(zhí)行汽缸的管路的通斷。加載電磁閥得電時(shí),允許油氣桶內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)入進(jìn)氣閥執(zhí)行汽缸,將進(jìn)氣口打開。加載電磁閥失電時(shí),切斷油氣桶至進(jìn)氣閥執(zhí)行汽缸的通道,并放空執(zhí)行汽缸內(nèi)的存氣,將進(jìn)氣口關(guān)閉。 
B、放空電磁閥  
放空電磁閥是一個(gè)兩位兩通常開電磁閥,其通徑必須與進(jìn)氣旁通閥的通徑相適應(yīng)。放空電磁閥通徑和進(jìn)氣旁通閥的通徑應(yīng)能夠保證壓縮機(jī)空載時(shí),油氣桶內(nèi)壓力在0.2MPa左右。壓縮機(jī)卸載時(shí)和停車時(shí),放空電磁閥失電,將油氣罐內(nèi)氣體釋放到進(jìn)氣濾清器。
C、反比例閥  
又稱容調(diào)閥,該閥在超過設(shè)定壓力時(shí)才起作用。此時(shí)反比例閥隨儲(chǔ)氣罐壓力的進(jìn)一步升高而降低輸出壓力,減小進(jìn)氣閥的開度,使機(jī)器排氣量隨儲(chǔ)氣罐壓力的提高而減少。實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)氣量的功能。 
D、傳感器  
壓縮機(jī)一般裝有溫度傳感器和壓力變送器,它們輸出5~20mA電流給PLC,PLC將電流轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的溫度值和壓力值。有時(shí)用溫度開代替溫度傳感器、用壓力開關(guān)代替壓力變送器。 
E、PLC  
PLC是一個(gè)分析計(jì)算元件,俗稱電腦板或主控器。PLC具有輸入、輸出、計(jì)算、存儲(chǔ)功能??梢越邮臻_關(guān)信號(hào)和模擬信號(hào)的輸入??梢詫⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)??梢詫⑤斎胄盘?hào)與設(shè)定值比較,根據(jù)比較結(jié)果選擇必要的操作。PLC接收來自按鍵的輸入,并將檢測到的信號(hào)和分析結(jié)果通過液晶屏顯示。PLC有通訊功能,可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)壓縮機(jī)聯(lián)控、遙控和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。PLC可以與變頻器聯(lián)機(jī)對壓縮機(jī)電機(jī)施行變頻調(diào)速。
傳動(dòng)系統(tǒng)
根據(jù)傳動(dòng)方式的不同,螺桿壓縮機(jī)分為直聯(lián)壓縮機(jī),皮帶傳動(dòng)壓縮機(jī)和齒輪傳動(dòng)壓縮機(jī)。
傳動(dòng)方式對螺桿壓縮機(jī)的耗能、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型、可靠性有顯著影響。機(jī)頭來源對機(jī)器的傳動(dòng)方式有重要影響。以50Hz電制為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的機(jī)頭,核心轉(zhuǎn)速為同步3000轉(zhuǎn)/分鐘,主要壓縮機(jī)規(guī)格都可以采用無內(nèi)外變速的直聯(lián)驅(qū)動(dòng)。進(jìn)口機(jī)頭基本是按60Hz電制設(shè)計(jì),核心轉(zhuǎn)速為同步3600轉(zhuǎn)/分鐘,所以在我國50Hz供電條件下要么通過變速實(shí)現(xiàn)原設(shè)計(jì)目標(biāo),這種變速往往引起能耗、成本、耗材、可靠性的變化;要么偏離最佳工況讓機(jī)頭在邊緣條件下工作。  
1、直聯(lián)壓縮機(jī)  
直聯(lián)壓縮機(jī)是通過彈性聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給機(jī)頭,直聯(lián)壓縮機(jī)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)幾乎不消耗能量,是效率最高的傳動(dòng)方式。聯(lián)軸器除每隔3年更換一次彈性體外,沒有其他維護(hù)工作。采用新型的法蘭式彈性聯(lián)軸器,更換彈性體十分方便,無需拆卸機(jī)頭、管路和閥門。直聯(lián)壓縮機(jī)的陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于電機(jī)轉(zhuǎn)速,所以直聯(lián)螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比較低,壽命和可靠性最高。 禾必斯特高效節(jié)能壓縮機(jī)
2、皮帶傳動(dòng)壓縮機(jī)
皮帶傳動(dòng)兼有傳遞動(dòng)力和改變轉(zhuǎn)速的作用,皮帶傳動(dòng)依靠摩擦力傳遞動(dòng)力,本身需要消耗一定的能量,約占傳遞功率的2%~3%。皮帶必須有一定的張力才能獲得足夠的摩擦力,皮帶張力使電機(jī)和機(jī)頭的軸承承受額外的徑向負(fù)荷,皮帶傳動(dòng)壓縮機(jī)對電機(jī)和機(jī)頭的軸承要求更高。皮帶傳動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)成本較低,一般僅用于小型壓縮機(jī)和經(jīng)濟(jì)型壓縮機(jī)。皮帶張緊力不足時(shí)會(huì)造成皮帶打滑,傳遞動(dòng)力不足,不僅會(huì)造成皮帶高溫磨損,還會(huì)造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低減小排氣量。需要經(jīng)常檢查皮帶張緊情況,及時(shí)拉近皮帶或更換皮帶。皮帶必須成組更換。  
3、齒輪傳動(dòng)壓縮機(jī) 
齒輪傳動(dòng)同樣兼有傳遞動(dòng)力和改變轉(zhuǎn)速的作用,齒輪傳動(dòng)本身也需要消耗一定的能量,但是比皮帶傳動(dòng)效率要高。齒輪傳動(dòng)需要額外的增加軸承,對機(jī)器的潤滑系統(tǒng)也有更高的要求。因?yàn)槁輻U壓縮機(jī)的齒輪屬高速重載齒輪,對加工精度和材質(zhì)的要求很高,生產(chǎn)成本較高。齒輪傳動(dòng)主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):第一產(chǎn)品變型較容易,通過改變齒輪傳動(dòng)比改變機(jī)頭轉(zhuǎn)速,可以利用同一個(gè)機(jī)頭生產(chǎn)不同排氣量的機(jī)器。其次齒輪傳動(dòng)壓縮機(jī)傳動(dòng)環(huán)節(jié)沒有耗材和易損件。
4、復(fù)合傳動(dòng)壓縮機(jī)
一種有內(nèi)部含增速齒輪的直聯(lián)傳動(dòng)壓縮機(jī)。外部用聯(lián)軸器傳遞動(dòng)力,內(nèi)部用齒輪改變轉(zhuǎn)速。

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