主要阐述空气压缩机及装置系统

空气压缩机及装置系统
涡旋式压缩机是一种借助于容积的变化来实现气体压缩的流体机械，这一点与往复式压缩机相同。涡旋式压缩机的主要零件动涡盘的运动，是在偏心轴的直线驱动下进行的，这一点又与旋转式压缩机相同。涡旋式压缩机的压缩腔，既不同于往复式的又不同于旋转式的，故把它称作新一代容积式压缩机。涡旋式压缩机的主要零件包括动涡盘，静涡盘，支架体，偏心轴及防自传机构。动静涡旋盘的常用线型是圆的渐开线及其修正曲线。下面以圆的渐开线涡旋型线为例来说明涡旋压缩机的工作原理。
把涡旋型线参数相同，相位差π，基圆中心相距Ror的动涡盘与静涡盘组装后，可形成数对月牙形的密封的容积腔，容积腔的轴随偏心轴推动动涡盘中心绕静涡盘中心作半径为Ror的圆周轨道运动时相应的扩大缩小，由此实现气体的吸入，压缩和排气的目的。低压气体从静涡盘上开设的吸气孔口或动静涡盘的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出。下面以三对压缩腔为例说明气体压缩过程。
三对容积腔分别用123 来表示，并以此称之为中心压缩腔，第二和第三压缩腔。动涡盘中心绕静涡盘中心的转动角，也就是偏心轴的曲柄转角，用表示。当曲柄转角=时，第三压缩腔刚好封闭，压缩机的吸气过程结束，这时第三压缩腔中充入的气体所占据的空间即为吸气容积，相当于往复式压缩机的形成容积。随着曲柄转角增大，月牙形的面积逐渐减小。当=时，第三压缩腔完成对气体的压缩过程，这时的压缩腔容积就是第二压缩腔的大封闭容积，即第二压缩腔充气终了时的容积，其轴向投影面积大。中心压缩腔和第二压缩腔中气体容积变化规律与第三压缩腔中相同。
第三压缩腔在压缩气体同时，压缩机的吸气过程也在进行。第二压缩腔和中心压缩腔并不存在吸气过程，只是在几何关系上按2π为一循环划分时，分割为不同的压缩腔而已。涡旋式压缩机压缩气体的过程是连续进行的需要主轴转动数圈而非一圈，但主轴每转一周即可完成一次吸气。需要指出的是，中心压缩腔中的气体并不受到压缩，其容积减少是一个等压过程，即排气过程。中心压缩腔中容积取得大值时，不一定对应于=，而与开始排气角有关。涡旋压缩机的动涡盘被置于静涡盘和支架体之间，可以沿轴向移动。当涡旋压缩机工作时，动涡盘在气体力作用下，沿轴向与静涡盘脱离，增大涡盘顶部的气体泄漏通道面积，降低容积效率和热效率。因此如何有效的平衡作用在动涡盘上的轴向气体作用力，成为涡旋压缩机能否获得良好性能的重要因素之一。动涡盘在气体作用下，有绕其中心自传的趋势。这种趋势破坏了涡旋压缩机的正常工作，予以限制。防自传机构设置在动涡盘与支架体之间，常见的结构形式有十字滑环，圆柱销，球轴承，小曲柄销。十字滑块，圆柱销，小曲柄销只能防止动涡盘的自传，而球轴承不仅能够防止动涡盘自传，而且能够承受动涡盘传递的轴向气体作用力。
综合起来，涡旋压缩机有以下特点；
(1) 多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔的气体压差小，气体泄漏量小，容积，可达90%~98%
(2) 驱动动涡盘的运动的偏心轴可以高速旋转，因此，涡旋式压缩机体积小，重量轻。
（3）动涡盘与主轴等运动件的受力变化小，整机振动小
（4）没有吸，排气阀，涡旋压缩机的运转可靠，且特别适应于变速运转和变频调速技术。
（5）由于吸排气过程几乎连续进行，整机噪声很低。
轴向和径向柔性机构提高了涡旋式压缩机的生产效率，而且轴向间隙和径向间隙的密封效果，不因摩擦和磨损而降低，即涡旋式压缩机有可靠地密封性。动涡盘上承受的轴向气体作用力，随主轴转角发生变化，很难恰如其分的加以平衡，因此轴向气体力往往带来摩擦功率消耗。涡旋盘的加工精度，特别是涡旋体的形位公差有很高要求，端板平面的平面度，以及端板平面与涡旋体侧壁面的垂直度，应控制在微米级，因此，需要用的加工方法，加工技术和加工设备。在我国，涡旋压缩机的研究开发工作始于1986年，经过11年的努力，已经形成了比较成熟的涡旋式空调与制冷压缩机设计制造技术，某些高校如西安交通大学，甘肃工业大学在涡旋压缩机技术，生产方面在国内具有的水平。综观国内外涡旋压缩机的研究开发现状，生产制造水平以及市场需要趋势，今后一段时间内，有关涡旋压缩机的研究动向可归纳为;降低生产制造成本被列为研究工作的首要任务之一。提高涡旋盘的生产效率，设计出更加紧凑与更加适宜于工业化生产的结构都是直接的措施。通过压缩过程模拟及优化设计，采用新的材料与新的机构来减少机械摩擦损失，气体泄漏损失，传热损失，气流阻力损失，提高涡旋压缩机的工作效率和工作可靠性。扩宽应用范围和适用领域，实现产品系列化。扩大变频调速技术和热泵技术的应用。总之，涡旋压缩机相对于往复压缩机来讲。有很多优点入振动小，噪声低，，可靠性好，容积小，重量轻等。已在空调和制冷行业有了广泛的应用。