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滾動活塞式空壓機  

遷西1200螺桿空壓機，滾動式活塞式空壓機又名轉子空壓機，在原偏心輪外加一套圈后稱之為滾動活塞空壓機或滾動轉子空壓機。在我國還簡稱滾子空壓機、定片空壓機或旋轉式空壓機。   這種空壓機不需要吸氣閥，其zui大特點是適用于變速運行，從而可以通過變頻控制提高系統性能。滾動活塞式空壓機包括氣缸、氣缸上的進氣口、排氣閥，氣缸內的可作平面運動的套圈，套圈與氣缸間配以滑片和滑片彈簧，套圈內有一與軸相聯的偏心壓塊，氣缸內壁與套圈周向和徑向都采用阻塞密封，在套圈和偏心壓塊間形成滾動摩擦接觸，從而提高了該種空壓機的密封性能、潤滑性能和容積系數，不需要配制復雜的潤滑系統，在壓縮空氣系統中不需加潤滑油也能有效地使用。  適用范圍   滾動活塞空壓機在小型全封閉制冷空壓機中所占比例較大，并被廣泛的應用與房間空調、電冰箱及小型商用制冷設備中。 

工作原理  

遷西1200螺桿空壓機滾動活塞空壓機由滾動活塞、氣體缸、滑板及其背部彈簧、偏心輪軸和氣缸兩端蓋等主要配件組成。偏心輪軸的旋轉中心與氣缸內孔的圓心重合，滾動活塞安裝在偏心輪軸上，及滾動活塞與偏心輪軸同心，從而滾動活塞外表面與氣缸內表面相切，氣缸內表面與滾動活塞外表面之間形成一個月牙空間，由此構成了空壓機的工作腔。 

主要優點  

(1)、振動小、運轉平穩，氣體在進氣孔口與排氣閥中的流速較低。  

(2)、滾動活塞空壓機無需安裝進氣閥，沒有吸、排氣消聲器，從而進氣、排氣流動阻力損失小，容積率高。  

(3)、易損件少、結構簡單、體積小、重量輕。 

主要缺點  

(1)、由于滾動活塞空壓機在工作過程中，存在一些特征角，所以他們對空壓機性能和工作壽命都產生了不利影響，因此需要考慮特征角盡可能的小。 

(2)、氣體在進氣、排氣孔口的能量損失較大，排氣閥安裝需謹慎。 

(3)、零件的加工要求較高、裝配較復雜，檢修困難。   

發展趨勢  

提高壓縮過程的效率、降低噪聲、電動機變速控制，以及采用R410A等新制冷工質后的相關技術問題等，是滾動轉子空壓機的研究方向。

螺桿空壓機的構成 

一臺噴油螺桿空壓機組主要由主機和輔機兩大部分組成，主機包括螺桿空壓機主機和主電機，輔機包括進排氣系統、噴油及油氣分離系統、冷卻系統、控制系統和電氣系統等。 

在進排氣系統中，自由空氣經過進氣過濾器濾去塵埃、雜質之后，進入空壓機的吸氣口，并在壓縮過程中與噴入的潤滑油混合。經壓縮后的油氣混合物被排入油氣分離桶中，經一、二次油氣分離，再經過zui小壓力閥、后部冷卻器和氣水分離器被送入使用系統。 

在噴油及油氣分離系統中，當空壓機正常運轉時，油氣分離桶中的潤滑油依靠空壓機的排氣壓力和噴油口處的壓差，來維持在回路中流動。潤滑油在此壓差的作用下，經過溫控閥進入油冷卻器，再經過油過濾器除去雜質微粒后，大多數的潤滑油被噴入空壓機的壓縮腔，起到潤滑、密封、冷卻和降噪的作用；其余潤滑油分別噴入軸承室和增速齒輪箱。噴入壓縮腔中的那一部分油隨著壓縮空氣一起被排入油氣分離桶中，經過離心分離絕大多數的潤滑油被分離出來，還有少量的潤滑油經過濾芯進行二次分離，被二次分離出來的潤滑油經過回油管返回到空壓機的吸氣口等低壓端。

①潤滑油的作用： 

冷卻作用 作為冷卻劑，它可有效控制壓縮放熱引起的溫升； 潤滑作用 作為潤滑劑，它可在轉子間形成潤滑油膜；密封作用 作為密封劑，它可填補轉子與殼體以及轉子與轉子之間的泄漏間隙。  降噪作用 噴入的油是粘性流體，對聲能和聲波有吸收和阻尼作用，一般噴油后噪聲可降低10～20dB(A)。

②zui小壓力閥的作用  保證zui低的潤滑油循環壓力；  作為止回閥，以避免在空壓機停機或無負荷情況下，供氣管線內的壓縮空氣回流到機組內； 

保證油氣分離器濾芯前后有一定的壓差，以免剛開機時濾芯前后壓差過大造成擠破的現象。

③溫控閥的作用  維持潤滑油溫高于壓力露點溫度以上，以免空氣中的水份析出。

④油氣分離桶的作用  作為初級油氣分離的裝置，它可將直徑大于1μm的油滴采用機械碰撞法被有效地分離出來； 作為空壓機潤滑油的儲油器； 

作為油氣分離器濾芯的支撐體，該濾芯可將直徑1μm以下的油滴先聚結為直徑更大的油滴，然后再分離出來。

螺桿式空壓機主機部分工作原理 

一、主機/電機系統： 

單螺桿空壓機又稱蝸桿空壓機，單螺桿空壓機的嚙合副由一個6頭螺桿和2個11齒的星輪構成。蝸桿同時與兩個星輪嚙合即使蝸桿受力平衡，又使排量增加一倍。我們通常說的螺桿式壓縮機一般指雙螺桿式壓縮機。螺桿式(即雙螺桿)制冷壓縮機具有一對互相嚙合、相反旋向的螺旋形齒的轉子。其齒面凸起的轉子稱為陽轉子，齒面凹下的轉子稱為陰轉子。隨著轉子在機體內的旋轉運動，使工作容積由于齒的侵入或脫開而不斷發生變化，從而周期性地改變轉子每對齒槽間的容積，來達到吸氣、壓縮和排氣的目的主機是螺桿機的核心部件，任何品牌的螺桿機其主機結構和工作機理都是相近的。

(1)吸氣過程 

轉子旋轉時，陽轉子的一個齒連續地脫離陰轉子的一個齒槽，齒間容積逐漸擴大，并和吸氣孔口連通，氣體經吸氣孔口進齒間容積，直到齒間容積達到zui大值時，與吸氣孔口斷開，由齒與內殼體共同作用封閉齒間容積，吸氣過程結束。值得注意的是，此時陽轉子和陰轉子的齒間容積彼此并不連通。

2)壓縮過程       

轉子繼續旋轉，在陰、陽轉子齒間容積連通之前，陽轉子齒間容積中的氣體，受陰轉子齒的侵入先行壓縮；經某一轉角后，陰、陽轉子齒間容積連通，形成“V”字形的齒間容積對(基元容積)，隨兩轉子齒的互相擠入，基元容積被逐漸推移，容積也逐漸縮小，實現氣體的壓縮過程。壓縮過程直到基元容積與排氣孔口相連通時為止。

(3)排氣過程     

由于轉子旋轉時基元容積不斷縮小，將壓縮后氣體送到排氣管，此過程一直延續到該容積zui小時為止。  隨著轉子的連續旋轉，上述吸氣、壓縮、排氣過程循環進行，各基元容積依次陸續工作，構成了螺桿式制冷壓縮機的工作循環。 

從以上過程的分析可知，兩轉子轉向互相迎合的一側，即凸齒與凹齒彼此迎合嵌入的一側，氣體受壓縮并形成較高壓力，稱為高壓力區；相反，螺桿轉向彼此相背離的一側，即凸齒與凹齒彼此脫開的一側，齒間容積在擴大形成較低壓力，稱為低壓力區。此兩區域借助于機殼、轉子的接觸線而隔開，可以粗略地認為兩轉子的軸線平面是高、低壓力區的分界面。另外，由陰陽轉子間嚙合線構成的螺旋形通道使得基元容積內的氣體邊壓縮邊由吸氣端向排氣端作螺旋運動。  螺桿式壓縮機作為回轉式壓縮機的一種，在結構上具有離心式壓縮機的特點，工作原理上則又屬于容積式壓縮機的范疇。 

缺點： 

1. 螺旋形轉子的空間曲面的加工精度要求高； 

2. 轉子間的嚙合線無法實現較好的級間密封以及受轉子剛度等的限制，目前螺桿式壓縮機還不能達到較高的終了壓力；

3. 介質周期性地高速通過吸、排氣孔口，通過縫隙的泄漏等原因，使壓縮機噪聲大，需要采取消音減噪措施；

4. 由于以上特點，

螺桿式壓縮機一般應用于下列工況：

1. 流量不是很高

2. 需長周期平穩運行

3. 排氣壓力不高機殼：  由機體、吸氣端座和排氣端座組成，是壓縮機的主要組成部分。機體是連接各零部件的中心部件，它為各零部件提供正確的裝配位置，保證陰、陽轉子在氣缸內嚙合，可靠地進行工作。其端面形狀為∞形，這與兩個嚙合轉子的外圓柱面相適應，使轉子精確地裝入機體內。在機體內壁面設有符合轉子轉角要求的徑向吸氣孔口，保證轉子在旋轉中順利實現吸氣過程。 

吸、排氣端座是位于機體前后兩端的密封連接件，它除作機體的端面密封外，更重要的是提供了陰、陽轉子和支承轉子的軸承裝配位置。轉子：  實現變容式壓縮的主要部件，由陰、陽轉子組成。轉子齒形是用高精度的機床、*加工而成，是壓縮機的關鍵零件之一。轉子型線常為單邊非對稱擺線——圓弧型線。

陰、陽轉子在結構上有以下兩種方式：

1. 陽轉子與電動機聯接為主動轉子，傳遞轉矩，同時、通過嚙合關系帶動陰轉子(從動轉子)旋轉。 

2. 陰、陽轉子通過各自的從動齒輪與電機帶動的主動齒輪嚙合，傳遞轉矩軸承：  軸承是支承陰、陽轉子，并保證轉子高速旋轉的零件。其中電機端一般采用滾柱軸承，起支撐作用。其次，轉子在旋轉并壓縮氣體時，會產生軸向推力，為了克服這種軸向力，轉子的另一端采用斜柱軸承，既克服轉子旋轉的軸向力，還承受徑向力。 

螺桿壓縮機絕大部分采取噴油式潤滑。通過潤滑油與節支混合進入壓縮機，隨著介質的流動對機器進行潤滑和密封。其優點如下

1)降低排氣溫度。 

2)減少工質泄漏，提高密封效果。

3)增強對零部件的潤滑，提高零部件壽命。

4)對聲波有吸收和阻尼作用，可以降低噪聲。

5)沖洗掉機械雜質，減少磨損。  但由于噴油量較大，所以必須增設潤滑油系統，壓縮機出口也必須增設油氣分離器，這將增大機組的體積和復雜性。

同時，對于不允 許污染的介質則不能采用這種方式。所以，也有部分螺桿壓縮機機內是無油潤滑。丁二烯裝置的循環壓縮機（12-C-1231)即是無油潤滑。 采用無油潤滑的壓縮機對陰陽轉子的嚙合間隙、轉子的剛度和質量以及整個機組的加工質量都要求較高。冷卻/分離系統：  冷卻系統是空氣壓縮機中非常重要的部分之一，因為空氣被壓縮后釋放出大量的熱，這些熱量都要靠冷卻系統作熱交換后帶走。冷卻系統分風冷式和水冷式兩大類1）風冷式冷卻系統   風冷式冷卻系統包含風扇和冷卻器兩大部件，冷卻器采用鋁制板翅式換熱器，風扇將冷空氣強制吹向冷卻器，空氣在流過冷卻器散熱翅片時，與壓縮空氣或潤滑油做熱交換，將熱量帶走，達到冷卻壓縮空氣和冷卻潤滑油的效果。

使用風冷型機組需注意： 

1、冷空氣的溫度（基本等同于環境溫度）很重要，不能過高，建議不超過40℃。 

2、冷卻器暴露于空氣中，翅片上會沾上灰塵，如聚集灰塵太多，會嚴重影響冷卻器換熱效果。故應經常用壓縮空氣將翅片表面的灰塵吹干凈。如情況嚴重無法吹干凈時，必須用清潔劑清洗，清洗機組零部件時，嚴禁使用易燃易爆、易揮發的清洗劑。 

清潔時，可拆開冷卻器支架側面的蓋板，使用手持風槍向上吹掃。

（2）水冷式冷卻系統  采用管殼式冷卻器。一支為后部冷卻器用來冷卻壓縮空氣，另一支為油冷卻器用于冷卻噴入機體前的潤滑油。這種冷卻器是在管殼中平行排布許多薄壁換熱銅管，水走銅管內，熱油或熱空氣走銅管外，通過熱交換后，水將油和空氣的熱量帶走。 

水冷式冷卻器對環境溫度條件較不敏感，且較容易控制排氣溫度。但如果冷卻水水質太差，則冷卻器容易結垢阻塞，或被腐蝕，導致維護成本增加。甚至造成冷卻器嚴重損壞而報廢。建議冷卻水至少應達到以下要求：  水壓：需≥0.2MPa、≤0.5MPa、進口水溫≤32 oC ,水量依機型不同而不同，具體請向本公司技術部門咨詢。 

在水質較硬的地區，必須在循環水中加入水質軟化劑，并定期換水。如水中雜質太多，必須在空壓機冷卻水進口管路上加裝水過濾器。  

水冷式機組也會安裝一個小型風扇，用于機箱內的散熱。冷卻系統包括空氣冷卻器（后冷卻器）和油冷卻器（前冷卻器），它們都是通過電機上帶的風扇冷卻的

空壓機變頻改造后的效益 

●節約能源  變頻器控制壓縮機與傳統制的壓縮機比較，能源節約是zui有實際意義的，根據空氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運持狀。 

●運行成本的降低  傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本，維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機成本的70%。通過能源成本降低30%以上，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低

●提高壓力控制精度  變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制機電速度的精度提高，所以它可以使管網的系統壓力變化保持在要求范圍內，有效地提高了工況的質量。 

●延長壓縮機的使用壽命  變頻器從OHZ起動壓縮機(軟起動)，它的起動加速時間可以調整，從而減少超導勸時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到zui低程度

●低了空壓機的噪音  根據壓縮機的工況要求，變頻控制改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音，據以往現場經驗測定表明，噪音與原系統比較下降約６至１１分貝。2.通過改造空壓機的控制系統，是其節能效果可達20-50%。

■投資回收期 

1. 改造后空壓機節省電費  132KW的電機以運行頻率40Hz~45Hz為例，其工作轉速的80%~90%，電機消耗的軸功率為P%==0.512Pn~0.729Pn每年生產按11月計，每月按30天計，每天按24小時計，考慮各種損耗后以節電27%~37%

變頻式壓縮機之特點:  ?

壓縮機壓力精確度達0.1 kg/cm2以下。注: 精確度系指FUZZY控制精度，不包含空車上限設定值。  ?

利用降低壓縮機組轉速來比例降低負載，節能效果*。 ?

部分負載時降低轉速使機組壽命延長。 ?

降低運轉噪音。  ?

適用于有油螺桿式壓縮機。 ?

齒輪及皮帶等傳動裝置可省略，減少機械損失并降低成本，增加機體可靠度。 ?  LED面板可顯示運轉壓力，排氣溫度及設定壓力。顯示值可經由內部參數設定之。

設定壓力(壓縮機)可視系統需求在面板上調整。  ?

使用變頻器固有的軟性起動特性，無起動大電流。  ?

多臺運轉時只需裝設其中一至數臺即可*監控系統之壓力。 ?

50Hz及60Hz共享控制模塊：  變頻式壓縮機是如何控制的呢？與傳統式壓縮機zui大的不同之處在于變頻式壓縮機的馬達是由變頻器所驅動。不論我們所使用電源是50Hz或60Hz，變頻器均先將其轉成直流電，轉換成直流電之后，再依指令輸出成我們所要使用的交流電頻率。此頻率可為任意頻率，而不再局限于50Hz或60Hz變頻器雖可改變頻率，但是應該要運轉在多少頻率則必須由外部下達指令。所以變頻式壓縮機除了以變頻器為馬達之驅動器外，還要另外有一控制器以隨時調變變頻器的輸出頻率。

因此控制器需具有如下之基本功能：

1、 接收排氣端或系統之壓力信號并送至控制器之運算單元。

2、 輸出變頻器運轉頻率調變指令。

3、 穩定輸出壓力。(目前大都設為0.1 bar)

4、 輸出變頻器起動指令。 

5、 接受運轉信息，如故障指令、警告指令，以保護機組