氣體壓縮機是許多工業部門必不可少的重要設備。在石油化工生產中占有更重要的地位。今天小七跟大家介紹一下各種壓縮機的工作原理和特點。

　　主要用途：

　　⒈動力用壓縮機:

　　⑴壓縮氣體驅動各種風動機械，如：氣動扳手、風鎬。

　　⑵控制儀表和自動化裝置。

　　⑶交通方面：汽車門的開啟。

　　⑷食品和醫藥工業中用高壓氣體攪拌漿液。

　　⑸紡織業中，如噴氣織機。

　　⒉氣體輸送用壓縮機

　　⑴管道輸送--為了克服氣體在管道中流動過程中，管道對氣體產生的阻力。

　　⑵瓶裝輸送--縮小氣體的體積，使有限的容積輸送較多的氣體。

　　⒊制冷和氣體分離用壓縮機如氟里昂制冷、空氣分離。

　　⒋石油、化工用壓縮機：

　　⑴用于氣體的合成和聚合，如：氨的合成。

　　⑵潤滑油的加氫精制。

　　⑴按作用原理分：容積式和速度式（透平式）

　　⑵按壓送的介質分類：空氣壓縮機、氮氣壓縮機、氧氣壓縮機、氫氣壓縮機等

　　⑶按排氣壓力分類：低壓（0.3-1.0MPa）中壓（1.0-10MPa）  高壓（10-100MPa）超高壓（＞100MPa）

　　⑷按結構型式分類：壓縮機----容積式、速度式。容積式----回轉式（包括螺桿式、滑片式、羅茨式）、往復式（包括活塞式、隔膜式）。速度式----離心式、軸流式、噴射式、混流式。

　　離心壓縮機是產生壓力的機械，是透平壓縮機的一種。透平是英譯音“TURBINE”，即旋轉的葉輪。在全低壓空分裝置中，離心壓縮機得到廣泛應用，逐漸出現了離心壓縮機取代活塞壓縮機的趨勢。

　　是具有葉片的工作輪在壓縮機的軸上旋轉，進入工作輪的氣體被葉片帶著旋轉,增加了動能(速度)和靜壓頭(壓力),然后出工作輪進入擴壓器內,在擴壓器中氣體的速度轉變為壓力,進一步提高壓力,經過壓縮的氣體再經彎道和回流器進入下一級葉輪進一步壓縮至所需的壓力。打個比方說：一般是由一臺原動機（電機）帶動一根軸，軸上裝有有4個葉輪，就好象一根軸帶了4個電扇，一個電扇的風傳給了第二個電扇，又傳給了另一個電扇，最后你感覺到風的力量很大一樣。離心壓縮機就是這樣通過葉輪把氣體的壓力提高的。

　　氣體在葉輪中提高壓力的原因有兩個:一是氣體在葉輪葉片的作用下,跟著葉輪作高速的旋轉,而氣體由于受旋轉所產生的離心力的作用使氣體的壓力升高,其次是葉輪是從里到外逐漸擴大的,氣體在葉輪里擴壓流動,使氣體通過葉輪后壓力得到提高。

　　離心壓縮機是一種速度式壓縮機，與其它壓縮機相比較：

　　優點：

　　⑴排氣量大，排氣均勻，氣流無脈沖。⑵轉速高。⑶機內不需要潤滑。 ⑷密封效果好，泄露現象少。⑸有平坦的性能曲線，操作范圍較廣。⑹易于實現自動化和大型化。⑺易損件少、維修量少、運轉周期長。

　　缺點：

　　⑴操作的適應性差，氣體的性質對操作性能有較大影響。在機組開車、停車、運行中，負荷變化大。

　　⑵氣流速度大，流道內的零部件有較大的摩擦損失。

　　⑶有喘振現象，對機器的危害極大。

　　適用范圍：大中流量、中低壓力的場合。

　　當活塞式壓縮機的曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞式壓縮機的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞式壓縮機的活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時，上述過程重復出現。總之，活塞式壓縮機的曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。

　　1、活塞壓縮機的適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達到所需壓力；

　　2、活塞壓縮機的熱效率高，單位耗電量少；

　　3、適應性強，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；

　　4、活塞壓縮機對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉；

　　5、活塞壓縮機技術上較為成熟，生產使用上積累了豐富的經驗；

　　6 、活塞壓縮機的裝置系統比較簡單。

　　1、轉速不高，機器大而重；

　　2、結構復雜，易損件多，維修量大；

　　3、排氣不連續，造成氣流脈動；

　　4、運轉時有較大的震動。

　　活塞式壓縮機在各種場合，特別是在中小制冷范圍內，成為制冷機中應用最廣、生產批量最大的一種機型

　　螺桿式壓縮機汽缸內裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉子，兩轉子都有幾個凹形齒，兩者互相反向旋轉。轉子之間和機殼與轉子之間的間隙僅為5～10絲，主轉子（又稱陽轉子或凸轉子），通過由發動機或電動機驅動(多數為電動機驅動)，另一轉子（又稱陰轉子或凹轉子）是由主轉子通過噴油形成的油膜進行驅動，或由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動。所以驅動中沒有金屬接觸（理論上）。

　　轉子的長度和直徑決定壓縮機排氣量（流量）和排氣壓力，轉子越長，壓力越高；轉子直徑越大，流量越大。

　　螺旋轉子凹槽經過吸氣口時充滿氣體。當轉子旋轉時，轉子凹槽被機殼壁封閉，形成壓縮腔室，當轉子凹槽封閉后，潤滑油被噴入壓縮腔室，起密封。冷卻和潤滑作用。當轉子旋轉壓縮潤滑劑+氣體（簡稱油氣混合物）時，壓縮腔室容積減小，向排氣口壓縮油氣混合物。當壓縮腔室經過排氣口時，油氣混合物從壓縮機排出，完成一個吸氣——壓縮——排氣過程。螺桿機的每個轉子由減摩軸承所支承，軸承由靠近轉軸端部的端蓋固定。進氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉子定位，也就是止推軸承，抵抗軸向推力，承受徑向載荷，并提供必須的軸向運行最小間隙。

　　工作循環可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨著轉子旋轉，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環。

　　1，螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同，都屬于容積式壓縮機。就使用效果來看螺桿空壓機有如下優點。

　　2，可靠性高。螺桿壓縮機零部件少，沒有易損件，因而它運轉可靠，壽命長，大修間隔期可達4-8萬小時。

　　3，操作維護方便。螺桿壓縮機自動化程度高，操作人員不必經過長時間的專業培訓，可實現無人值守運轉。

　　4，動力平衡好。螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力，機器可平穩地高速工作，可實現無基礎運轉，特別適合作移動式壓縮機，體積小、重量輕、占地面積少。

　　5，適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的范圍內能保持較高效率，在壓縮機結構不作任何改變的情況下，適用于多種工況。

　　噪聲較大，以及需要設置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設備，造成機組體積過大。

　　滾動轉子式壓縮機如今廣泛應用于家電冰箱和空調器中，其中大中型滾動轉子式壓縮機也運用于冷庫。

　　(1)．零部件少，結構簡單。

　　(2)．易損零件少，運行可靠。

　　(3)．沒有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數較高。

　　(4)．在相同制冷量情況下，壓縮機體積小，重量輕，運轉平衡。

　　(5)．加工精度要求較高。

　　(6)．密封線較長，密封性能較差，泄露損失較大。

　　(7)．滑片與汽缸壁面之間的泄露、摩擦和磨損較大，限制了它的工作壽命和效率的提高。

　　渦旋式壓縮機是20世紀80年代才發展起來的新型壓縮機，它以效率高、體積小、質量輕、噪聲低、結構簡單且運轉平衡等特點被廣泛應用于空調和制冷機組中。

　　(1)．相鄰兩室的壓差小，氣體的泄露量小。

　　(2)．由于吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續進行的，壓力上升較慢，因此轉矩變化幅度小，震動小。

　　(3)．沒有余隙容積，故不存在引起輸氣系數下降的膨脹過程。

　　(4)．沒有吸、排氣閥，效率高，可靠性強，噪聲低。

　　(5)．由于采用氣體支撐機構,故允許帶液壓縮,一旦壓縮腔內壓力過高,可使動盤和靜盤端面脫離,壓力立即得以釋放。

　　(6)．機殼內腔為排氣室，減少了吸氣預熱，提高了壓縮機的輸氣系數。

　　(7)．渦線體型線加工精度非常高，必須采用專用的精密加工設備，而且密封要求高，密封結構復雜。

　　工作原理：在泵體中裝有適量的水作為工作液。由于離心力的作用，水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸（實際上葉片在水環內有一定的插入深度）。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。

　　液環式壓縮機或真空泵，通常用水作密封液，所以又習稱水環泵。由于液體的充分冷卻作用，壓縮氣體終了溫度很低。所以，液環式壓縮機適合壓縮在高溫下易于分解的氣體，如乙炔、二硫化碳、硫化氫等，也適于壓縮高溫時易于聚合的一些氣體。由于壓縮介質不與氣缸直接接觸，所以，它也特別適用于壓縮具有強烈腐蝕性的氣體，如氯氣等。此時，可選用一種與被壓縮氣體不起作用的液體作密封液。如壓縮氯氣時用濃硫酸作密封液。液環式壓縮機氣缸不需潤滑，可作為特殊用途的無潤滑壓縮機使用。除此之外，此種型式壓縮機的結構簡單，制造、操作方便，易損零件少，排氣脈動和噪聲均較小，

　　滾動活塞式壓縮機，將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機械。是制冷系統的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑液體，為制冷循環提供動力，從而實現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發 ( 吸熱 ) 的制冷循環。依靠偏心安設在汽缸內的旋轉活塞在圓柱形汽缸內作滾動運動和一個與滾動活塞相接觸的滑板的往復運動實現氣體壓縮的壓縮機。

　　分類：滾動活塞式壓縮機按其原理可分為容積型滾動活塞式壓縮機與速度型滾動活塞式壓縮機。容積型又分為 往復式滾動活塞式壓縮機、回轉式滾動活塞式壓縮機；速度型滾動活塞式壓縮機又分為：軸流式滾動活塞式壓縮機、離心式滾動活塞式壓縮機。

　　目前家用冰箱和空調器滾動活塞式壓縮機都是容積式，其中又可分為往復式和旋轉式。往復式滾動活塞式壓縮機使用的是活塞、曲柄、連桿機構或活塞、曲柄、滑管機構，旋轉式使用的目前多是滾動轉子滾動活塞式壓縮機。在商用空調上，又多是離心式、渦旋式、螺桿式。