活塞式空壓機 活塞式空壓機是往復式空壓機中的一種,其壓縮元件是一個活塞,在氣缸內部做往復運動,按活塞同氣體。
基本理論
活塞式空壓機工作原理圖
接觸的方式不同,常有一些幾種形式: 活塞式空壓機-是一種往復式空壓機中最常見的,使用最多的一種,其活塞直接接觸氣體。靠活塞環來密封壓縮氣體。在氣壓傳動中,通常采用容積型活塞式空氣壓縮機。這里介紹兩種典型結構,用來幫助理解空氣壓縮機的工作原理。圖3.33(動畫)和圖3.34(動畫)分別給出了立式、臥式空氣壓縮機的工作原理圖。 立式空氣壓縮機的氣缸中心線與地面垂直,臥式空氣壓縮機的氣缸中心線則與地面平行。原動機(電動機或內燃機)的回轉運動經曲 柄連桿機構轉換為活塞的往復直線運動。空氣壓縮機中 的進氣、排氣過程與液壓泵的吸油、壓油過程類似。 活塞式空壓機的工作原理見圖 1 。在氣缸內作往復運動的活塞向右移動時,氣缸內活塞左腔的壓力低于大氣壓力 p a ,吸氣閥開啟,外界空氣吸入缸內,這個過程稱為壓縮過程。當缸內壓力高于輸出空氣管道內壓力 p 后,排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內,這個過程稱為排氣過程。活塞的往復運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構形成的。曲柄的旋轉運動轉換為滑動——活塞的往復運動。 活塞式空壓機基本組成 1 —排氣閥 2 —氣缸 3 —活塞 4 —活塞桿 5 —滑塊 6 —連桿 7 —曲柄 8 —吸氣閥 9 —閥門彈簧 這種結構的壓縮機在排氣過程結束時總有剩余容積存在。在下一次吸氣時,剩余容積內的壓縮空氣會膨脹,從而減少了吸人的空氣量,降低了效率,增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在,當壓縮比增大時,溫度急劇升高。故當輸出壓力較高時,應采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度,節省壓縮功,提高容積效率,增加壓縮氣體排氣量。一為單級活塞式空壓機,常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 壓力范圍的系統。單級活塞式空壓機若壓力超過 0 . 6MPa ,各項性能指標將急劇下降,故往往采用多級壓縮,以提高輸出壓力。為了提高效率,降低空氣溫度,需要進行中間冷卻。 為二級壓縮的活塞式空壓機設備示意圖。如圖 2 (b) 所示,空氣經低壓缸后壓力由 p 1 提高至 p 2 ,溫度由 T l 升至 T 2 ;然后流入中間冷卻器,在等壓下對冷卻水放熱,溫度降為 T l ;再經高壓缸壓縮到所需要的壓力 p 3 。并由該圖可見,進入低壓缸和高壓缸的空氣溫度 T l 和 T 2 ,位于同一等溫線 12 ′ 3 ′ 上 ,兩個壓縮過程 偏離等溫線不遠。同一壓縮比 p 3 / p 1 的單級壓縮過程為 123 ″ ,比兩級壓縮偏離等溫 12 ′ 3 ′ 遠得多,即溫度要高許多。且單級壓縮消耗功相當于圖中面積 613 ″ 46 ,兩級壓縮消耗功相當于圖中面積 61256 和 52 ′ 345 之和,節省的功相當于 2 ′ 23 ″ 32 ′ 。可見,分級壓縮可降低排氣溫度,節省壓縮功,提高效率。
工作原理
在氣缸內作往復運動的活塞向右移動時,氣缸內活塞左腔的壓力低于大氣壓力 p a ,吸氣閥開啟,外界空氣吸入缸內,這個過程稱為壓縮過程。當缸內壓力高于輸出空氣管道內壓力 p 后,排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內,這個過程稱為排氣過程。活塞的往復運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構形成的。曲柄的旋轉運動轉換為滑動——活塞的往復運動。
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