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收藏|干式無油螺桿和水潤滑無油螺桿空壓機的全

時間:2019-12-05 12:02

來源:德耐爾無油空壓機

作者:Denair

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公元一九六九年法國的B.zimmern先生(辛麥恩)從發明了第一臺高密封高效率的無油螺桿壓縮機,這種先進的技術一經發掘就被用于軍工制造和艦船配套。這使無油螺桿壓縮機技術得到了快速而又成熟的發展。

無油,卻能正常壓縮,這技術不是不是很牛?

的確,這技術很牛。

但所謂的“無油”,是指氣體在壓縮過程中不與油接觸,而壓縮機的軸承、同步齒輪等零部件,仍然需要潤滑,只是這些潤滑部件和壓縮腔之間,采用了有效的軸封加以隔離。確保潤滑油不進入壓縮腔。

無油壓縮分類

無油空壓機是根據壓縮空氣是否含油來劃分的,與之對應的是有油空壓機或微油空壓機。

無油空壓機根據壓縮形式不同或主機結構不同區分,常見的幾種無油空壓機有:

1.干式無油螺桿式空壓機

2.水潤滑無油螺桿空壓機

3.無油活塞空壓機

4.無油渦旋空壓機

5.無油旋齒空壓機

6.離心式空壓機

其中,無油活塞已逐步淘汰,這種產品已越來越少,不再討論。

無油渦旋和無油旋齒以及離心式空壓機后面有專門的章節單獨討論。

本節,只聊干式無油螺桿和水潤滑無油螺桿空壓機

干式無油螺桿介紹

干式無油螺桿主要是雙螺桿壓縮機,壓縮腔內無潤滑,僅在齒輪箱內有潤滑油,可以說是干燥的。

轉子之間有間隙,不互相接觸,具有同步齒輪結構,轉子之間依靠同步齒輪傳遞扭矩和定位。

進排氣端陰陽轉子都有軸封結構,將介質氣體和潤滑油隔開。

轉子的表面有特殊涂層,由于不接觸,所以第一次壓縮壓力不是很高,要提高壓力,采用二級壓縮。

壓縮效果最好是等溫壓縮,實際沒法做到等溫壓縮,所以在第一級壓縮后有中間冷卻器和疏水閥(降溫,排水),第二級壓縮后也有后部冷卻器。

第一級壓縮的壓力大概是根號2,然后此壓力進入第二級壓縮,二級壓縮排出的壓力達到系統要求,所以二級壓縮比更高,工作環境更嚴苛,壽命相比一級較短。

由于轉速很高,機頭內溫度很高,所以機頭外殼是采用的一次性消失模技術,用于降溫。此機頭外殼與轉子是完全分開的。外殼一般由油冷卻。

收藏|什么是無油空壓機?

水潤滑無油介紹

水潤滑無油空壓機一般是單螺桿空壓機,其特點是用于潤滑的介質是水,采用水基作為密封,完全無油,產出純凈無油的壓縮空氣。

由于是往壓縮腔內噴水,溫度只有40-50度左右,恒溫壓縮,容積效率更高,比干式無油螺桿空壓機效率提高15%。價格便宜。

其缺點是,故障率高(星輪體易損件等)。

為什么水潤滑無油機一般都是單螺桿,而非雙螺桿?

其原因是單螺桿運行時螺桿和星輪片有速度差,單向壓縮,空氣容易壓縮,轉速偏低。

雙螺桿是同向擠壓,需要高轉速,并且水的潤滑相比機油密度不夠,壓縮空氣容易倒流。

需要注意兩點

1.潤滑部分是水,最好是純凈水。

2.空氣絕對不含油,但是含有水。

水潤滑無油機流程圖:

收藏|什么是無油空壓機?

無油螺桿的應用

在用氣品質要求高的領域,如紡織、冶金、食品、化工、醫藥、石油和空分等各種需要純凈無油壓縮空氣的場所,無油螺桿壓縮機能夠提供優質的壓縮氣體滿足各種需求,因此應用前景廣闊。

在食品制造及包裝行業,采用噴油螺桿壓縮機制備壓縮氣體時,生產過程經過多次高溫氧化和冷凝乳化,壓縮機中潤滑油的性能已大幅度降低,且呈酸性,對后續設備不僅起不到潤滑作用,反而會破壞正常潤滑,使用無油螺桿壓縮機可以避免失效的潤滑油對設備的負面影響。

在制藥、生物工程中,壓縮氣體中含有細菌和噬菌體的污染是不容忽視的,無油螺桿壓縮機提供的純凈壓縮氣體,可避免細菌和噬菌體在氣體中滋生。

在電鍍行業,生產過程中存在鍍層表面發花、燒焦、針孔、裂紋等問題,人們采用攪拌來解決此類問題,攪拌需要壓縮空氣的支持。

在汽車噴涂行業,不純的氣體往往造成劣質的涂層。如果壓縮空氣中含有油,涂層表面出現一些分散或集中的小隆起,這些水泡一般在面漆下的某一涂層中產生,水泡是由于涂層下面有水汽或污物而產生的。此外,含油的壓縮空氣也有可能導致濕涂層表面出現點狀分布的小坑洞,形成火山口狀的矽坑,在坑底有時可見底材,俗稱魚眼。如今汽車噴涂行業已經開始應用無油螺桿壓縮機,以制備用于噴涂的純凈氣體,使得國產汽車的噴涂水平得到提高。

在紡織行業,噴氣織機需要干燥且無油的壓縮空氣。在生產過程中,精細噴嘴會將壓縮空氣吹到線束上,形成渦流,從而賦予紗線形狀、彈力和彈性,無油螺桿壓縮機提供的純凈壓縮空氣可以保證布匹成品的質量。

干式無油螺桿表面涂層

轉子材料與型線轉子材料在干式螺桿壓縮機中,由于沒有潤滑油的潤滑及帶走微小顆粒,氣體會對轉子、殼體內壁、氣道產生腐蝕,因此在傳統噴油螺桿轉子材料的基礎上,通常會噴涂防腐層,如噴涂聚四氟乙烯、二硫化鉬、特氟龍等,達到保證轉子不變形,不被腐蝕的作用。

水潤滑無油螺桿轉子技術

在噴水螺桿壓縮機中,由于向壓縮腔內注水,雖然取到了冷卻、密封和保持氣體的純凈度的作用,提高了壓縮機的效率,同時也很好的控制了排氣溫度,但是水必將對轉子等部件產生腐蝕作用,因此需要慎重選擇轉子材料。

轉子材料的選擇一般有如下幾種: 

1.NSB鋼轉子。

2.高分子聚合陶瓷轉子,這種材料耐磨性好,并且具有良好的可靠性和適用性。

3.工程塑料轉子,工程塑料轉子的采用,開辟了螺桿壓縮機轉子材質及加工手段的新經濟途徑,并為噴水螺桿壓縮機的發展提供了良好條件。精密注塑成型的工程塑料轉子,不銹、成本低,同時降低了螺桿壓縮機的噪聲和振動。為壓縮腔內采用噴水密封冷卻技術創造了很好的條件。螺桿轉子型線對于螺桿壓縮機而言,型線設計至關重要,需要綜合考慮轉子型線的嚙合要求、連續的接觸線、加工性能等因素。

無油螺桿技術難點

干式螺桿壓縮機的技術難點

1.轉子變形。

干式螺桿壓縮機的性能, 很大程度上取決于轉子嚙合時的密封間隙。

在轉子間、轉子與機殼間存在多條泄漏通道, 流體通過間隙的泄漏直接影響容積效率和總效率。

在實際運轉過程中, 轉子在熱、力邊界條件的作用下發生熱、力彈性變形, 這就使得實際運行間隙與設計間隙差別較大。間隙過大會造成泄漏增加, 容積效率下降,間隙過小又容易發生燒傷咬死事故

2. 涂層失效

低劣的轉子涂層運行一段時間后會脫落,轉子暴露在空氣中,承受空氣中雜質和溫度變化的影響。最終,導致運行性能的降低,甚至對機器造成損壞。

噴水螺桿壓縮機技術難點

1. 陶瓷轉子的制造由于陶瓷材料的耐磨性,不適宜采用機床加工,故采用精密鑄造的方式,而鑄造工藝是其中的難點。一般陶瓷制品的氣孔、裂紋等缺陷,需用顯微對焦的X射線儀表探測,以及保持陶瓷毛坯密度的一致性,需用超聲波儀器進行監控。

2.清理由于水的存在,必然對螺桿壓縮機主機和冷卻水系統造成一定的腐蝕影響,更會在管路中形成一定的水垢。水垢在冷卻系統內形成后,將會縮小水流道截面積, 增加水循環的阻力, 阻礙正常的熱交換, 隨著水垢層的不斷加厚, 將造成設備嚴重的冷卻不良而帶來一連串的惡果,如壓縮機增加功率消耗, 減少吸氣量, 降低排氣量等,因此對水垢的處理方式也非常重要。水垢處理的方式一般有化學試劑法、物理法、人工法等。

3.水潤滑軸承需要改變傳統金屬軸承系統的材質性能和潤滑結構,將軸承與動密封裝置等部件有機合為一體,以水作為潤滑介質。

目前,能夠提供水潤滑軸承的廠家相對較少,瑞典的SKF公司在積極從事該方面的研究開發工作。

小結

以上,我分別從結構原理、技術難點、應用場景幾個維度和你討論了無油螺桿空壓機技術,希望對你了解無油機有所幫助。
 


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