​螺杆式空压机工作原理及油、气流程解决方案

螺杆式空压机作为工业领域应用最为广泛的压缩机类型之一，以其高效、可靠、运行成本低等优点备受青睐。本文将从螺杆式空压机的工作原理出发，深入剖析其油、气流程，并结合关键组件介绍以及未来发展趋势，为读者呈现一篇全面的深度解析文章。

概述：

螺杆式空压机是一种容积式压缩机，主要依靠一对相互啮合的螺旋形转子（阳转子和阴转子）旋转运动来实现气体压缩。与其他类型压缩机相比，螺杆式空压机具有以下显著优势：

高效可靠:

连续无脉动供气，流量稳定。

转速高，结构紧凑，体积小，重量轻。

运动部件少，磨损小，寿命长，维护成本低。

抗液击能力强，对湿压缩不敏感。

运行成本低:

容积效率高，功耗低。

自动化程度高，可实现无人值守运行。

噪音和振动相对较低。

适用范围广:

可压缩空气、天然气、惰性气体等多种气体。

排气压力范围广，可从低压到高压。

流量调节范围大，可实现 0-100％ 的无级调节。

工作原理：

螺杆式空压机的工作过程可以概括为“吸气-压缩-排气"三个阶段，以下将详细阐述其工作原理：

（一） 吸气过程

1.转子旋转:

电机驱动阳转子旋转，阴转子通过同步齿轮或直接啮合方式与阳转子同步旋转。

转子的螺旋形齿槽在旋转过程中不断形成新的空间容积。

2.气体进入:

进气口处的压力低于压缩机内部压力，气体在压差作用下被吸入阳转子和阴转子形成的齿间容积中。

随着转子继续旋转，齿间容积不断增大，气体持续进入，直至齿间容积达到最大值。

（二） 压缩过程

1.容积减小:

阳转子和阴转子继续旋转，齿间容积开始减小，气体被封闭在齿间容积中。

由于齿间容积不断减小，气体被压缩，压力和温度逐渐升高。

2.喷油冷却 （喷油螺杆式空压机）:

在压缩过程中，润滑油通过喷油孔喷入压缩腔，与高温高压气体混合。

润滑油起到冷却、密封、润滑和降噪的作用。

喷油量由油压调节阀控制，确保压缩过程稳定高效。

润滑油与气体充分混合后，带走压缩过程中产生的热量，降低气体温度。

（三） 排气过程

1.气体排出:

当齿间容积旋转至排气口位置时，气体压力高于排气管道压力，气体被排出压缩机。

排气过程持续进行，直至齿间容积内的气体全部排出。

2.润滑油分离 （喷油螺杆式空压机）:

油气混合物从压缩机排出后，首先进入油气分离器。

油气分离器利用离心力、重力和过滤等方式，将润滑油从压缩空气中分离出来。

分离出的润滑油经冷却后循环使用。

分离后的压缩空气进入后处理设备，如干燥机、过滤器等，进一步净化处理后供用户使用。

详解：

（一） 油路流程

1.润滑油循环:

润滑油从油箱中以压差为润滑油动力，将油从油分桶底部抽出，经过油过滤器过滤后，被输送到压缩机内部。

油过滤器用于去除润滑油中的杂质，延长润滑油使用寿命。

润滑油在压缩机内部主要起到以下作用:

冷却: 吸收压缩过程中产生的热量，降低气体温度。

密封: 填充转子与壳体之间的间隙，提高压缩机容积效率。

润滑: 减少转子、轴承等运动部件的磨损。

降噪: 吸收部分振动和噪音，降低设备运行噪音。

2.润滑油冷却:

从压缩机排出的高温润滑油进入油冷却器进行冷却。

油冷却器通常采用风冷或水冷方式，将润滑油温度降至合适范围。

冷却后的润滑油回流至油箱，完成一个循环。

3.润滑油过滤:

润滑油在循环过程中会经过油过滤器进行过滤，去除杂质和磨损颗粒。

一些机型还配备有油分在线过滤装置，进一步提高润滑油清洁度。

（二） 气路流程

1.气体压缩:

如前文所述，气体在压缩机内部被压缩，压力和温度逐渐升高。

2.油气分离:

油气混合物从压缩机排出后，首先进入油气分离器。

初级分离: 利用离心力将大部分润滑油从气体中分离出来。

精细分离: 通过油气分离滤芯，将残留的润滑油微粒从气体中分离出来。

分离后的压缩空气进入后处理设备。

3.后处理 （可选）:

干燥: 根据需要，压缩空气可进入吸附式或冷冻式干燥机进行干燥处理，将露点降至所需水平。

过滤: 压缩空气可经过不同精度的过滤器，去除固体颗粒、水分、油雾等杂质。

除臭: 对于对空气质量要求的场合，可使用活性炭过滤器去除压缩空气中的异味。

4.供气:

经过后处理的压缩空气被输送到用气点，供用户使用。

关键组件介绍：

1.转子: 螺杆式空压机的核心部件，决定了压缩机的排气量、压力比等关键参数。

2.同步齿轮: 用于驱动阴转子旋转，确保转子之间精确啮合。

3.轴承: 支撑转子旋转，并承受转子产生的径向和轴向载荷。

4.油过滤器: 过滤润滑油中的杂质。

5.油冷却器: 冷却高温润滑油。

6.油气分离器: 实现油气高效分离。

7.油压调节阀: 控制喷油量，确保压缩过程稳定。

8.进气阀: 控制进气量，实现排气量调节。

9.排气阀: 控制排气口开闭。

发展趋势：

1.高效节能:

研发新型转子型线，提高容积效率。

采用变频调速技术，实现更精准的流量控制，降低能耗。

优化润滑系统，提高润滑油利用率。

2.智能化控制:

引入物联网技术，实现设备远程监控和故障诊断。

开发智能控制系统，实现压缩机与用气设备的联动控制，提高系统效率。

3.环保友好:

研发环保型润滑油，减少对环境的影响。

提高油气分离效率，降低排气中的油雾含量。

4.模块化设计:

采用模块化设计理念，提高设备集成度和可维护性。

方便用户根据需求进行功能扩展和升级。

5.静音设计:

优化结构设计，采用先进的降噪技术，降低设备运行噪音。

总而言之，螺杆式空压机作为工业空气动力领域，其工作原理和油、气流程是理解其运行机制的关键。随着技术的不断进步，螺杆式空压机也在朝着高效节能、智能化、环保友好等方向发展，为各行各业提供更优质的压缩空气解决方案。