SMC气动基础9-空压机原理

Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩空气的产生原理SMC（中国）有限公司上海分公司营业技术部2004/1SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩空气的品质要求•空压机产生的压缩空气中常常含有以下物质：•1.水气(WATERVAPOR)2.油(OIL)3.一氧化碳(CO)4.二氧化碳(CO2)5.异味6.污染物....等•這些粒子的多少，将会影响到您所使用的压縮空气品质，直接或间接的对您的身体或您的生产线造成影响，因此許多的国家标准机构及组织针对人体呼吸系統所使用的压缩空气品质均订有规范与标准，以保障人体的生命安全以及机器的正常运转。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩空气的品质要求•空气质量等级（ISO8573－1）0.010.11525－-70-40-20+3+7+100.115810－0.1151540－123456最高油份含量/mg·m－3最大压力露点/℃最大含量/mg·m－3最大固态粒子尺寸/μm质量等级SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩空气的品质要求•某些典型应用推荐的空气质量等级3153532422－32－3533－233－1322－162－12－32－33－343322421－22－33喷沙喷涂（漆）焊机轻型气马达气缸空气涡流机气动传感器逻辑元件射流元件间隙密封滑阀弹性密封滑阀截止阀3554335153－215566663665315344422424414空气搅拌制鞋机制砖、玻璃机零件清洗颗粒产品输送粉状产品输送铸造机械食品饮料机械采矿包装服装机械胶片生产土木机械油份水分固体粒子应用油份水分固体粒子应用SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的类型空气压缩机：——气压发生装置，能将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能。容积式压缩机往复式旋转式活塞式膜片式叶片式螺杆式涡旋式SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的原理往复式压缩机单级往复式只由一个过程就将吸入的大气压空气压缩到所需要的压力。活塞下移，体积增加，缸内压力小于大气压，空气便从进气阀门进入缸内。在冲程未端，活塞向上运动，进气阀门被打开，输出空气进入储气罐。这种型式的压缩机通常用于需要3-7巴碰运气范围的系统。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的原理往复式压缩机多级往复式在单级压缩机中，若空气压力超过6巴，产生的过热将大大地降低压缩机的效率。因此，工业中使用的活塞式压缩机通常是两级的。如果最终压力为7巴，第一级通常将它压缩到3巴，然后被冷却，再输送到第二级气缸中压缩到7巴。压缩空气通过中间冷却器后温度大大下降，再进入第二级气缸。因此，相对于单级压缩机提高了效率。最后输出的温度可能在120°C左右。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的原理往复式压缩机膜片式膜片式压缩能提供5巴的压缩空气。由于它完全没有油，因此广泛用于仪器医药和相类似的工业中。膜片使气室容积发生变化，在下行程时吸进空气，上行程时压缩空气。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的原理旋转式压缩机•叶片式压缩机当转子旋转时，离心力使得叶片与定子内壁相接触，从进口现出口，相邻两叶片间的空间逐渐减少，因此能压缩空气。在进所口的附近向气流喷油目的是起润滑和密封作用，油同时也能带走一部分压缩空气产生的热量，把输出的温度限制在190°左右。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld旋转式压缩机•螺杆式压缩机两个啮合的螺旋转子以相反方向运动，它们当中自由空间的容积沿轴向减少，从而压缩两转子间的空气。利用喷油来润滑和密封两旋转的螺杆，油分离器将油与输出空气分开。此类压缩机可连续输出流量超过400M³/MIN，压力高达10巴。和叶片式压缩机相比，此类压缩机能输送出连续的无脉动的压缩空气。虽然螺杆式和叶片式压缩机愈来愈受到青睐，但工业上最普遍使用的仍然是往复式压缩机。空气压缩机的原理SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld旋转式压缩机•涡旋式压缩机涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。由于涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩。由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。涡旋式压缩机零部件少，只有四个运行部件压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。空气压缩机的原理SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩机的特性参数•压缩机的容量或输出量用标准容积流量来表示，单位为m³/S,Mn³/min,DMn³/S,或L/min。容量也可用排量或“理论输入量”来表示，对活塞式压缩机来说：Q（l/min）=活塞面积（dm²）×行程（dm）×第一级气负缸数×转速（rpm）对于两级压缩机，仅考虑其第一级气缸。由于容积和热量损失，输出量通常比输入量为少。在压缩过程末端，不可能将所有的压缩空气排出，因此容积损失是难免的。压缩后还留有一定的空间，称之为“死容积”。空气压缩机的原理SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩机的特性参数•热量损失由于压缩过程中温度很高，因此容积增大，当冷却至室温时，其容积又减少。•容积效率比值自由空气输出量/排气量用百分数表示时，叫做容积效率，它随尺寸大小，型号和压缩机的加工，级数和最终的压力变化而变化。二级压缩机的容积效率小于一级，因为第一、二级气缸之间有“死容积”。空气压缩机的原理SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld压缩机的特性参数•热效率及总效率除了上述损失外，热量的影响也使压缩空气的效率降低。这些损失使总效率进一步减少，减少的程度取决于压缩比和负荷。满量工作的压缩机积聚了大量的热量从而降低了效率。在两面三刀级压缩机中，压缩比逐渐减小，部分在第一级中被压缩的空气在第二级气缸被压至最终压力前，经过中间冷却器冷却。例如，如果第一级气缸吸入的在气衩压缩至它体积的三分之一，那么在输出处它的绝对压力将达3巴，相对来说，由于压缩比小因而产生的热量相应较低，压缩空气通过中间冷却器后输入第二级气缸，然后又衩压缩到它体积的三分之一，于是最终压力为9巴（ABS）。在一级压缩机中将空气从大气压直接压缩到9巴（ABS）所产生的热量比二级压缩机要多得多，总效率也将大大下降。•“单位能量消耗”是衡量总效率的指标，并且能用于估计制造压缩空气的需的费用，平均的，1Kw电能产生120-150l/min(=0.12-0.15M²n/min/kw)工作压力为7巴的压缩空气。空气压缩机的原理SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的附件•储气罐储气罐是钢板焊接制成的压力容器，水平或垂直地直接安装在后冷却器后面来储存压缩空气，因此，可以减少空气流的脉动。它的重要功能是贮备足够的空气来满足超出压缩机容量的要求，尽可能减少压缩机常发生的“满载”与“空载”现象，它在进一步分配空气前再补充和凝结从后冷却器中出来的油和水份，因此，最好将储气罐放在阴凉处。这种容器应该装上安全阀、压力表、排水阀以及便于检查和清洁其内部的人孔盖。储气罐的尺寸大小根据压缩机的输出量，系统的尺寸大小根据压缩机的输出量，系统的尺寸大小以需求量是桓定的还是变化的来确定。•对工厂来说，计算储气罐尺寸的原则是：储气罐容量=压缩机每分钟压缩空气的输出量SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld空气压缩机的附件•入口过滤器典型的城市空气含有4000万单位/M³的固体颗粒，即灰尘、油泥、花粉等。如果这种空气被压缩到7巴，那么浓度将达到3.2亿单位/m³。压缩机工作可靠的一个重要条件是必须提供合适且有效的过滤器，以免气缸和活塞环过量损耗，这种损耗主要是由于这样不纯物质的磨擦而引起的。过滤器不需太细密，因为压缩机的效率随空气阻力的增加而减少。因此，细小的颗粒（2-5µ）不能滤掉。吸气口应设置和尽可能远，干净干燥的空气向上流动，进气管的直径足够大以避免过大的压力。当应用消声器时，过滤器应放在它的上端以尽可能减小空气流的脉动。SMC气动技术培训教程Everythinginpneumatics;advanceintheworld结束！谢谢大家！