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入门专用 | 各类压缩机工作原理动图与视频汇总(最新版)

 启云_9137 2019-07-10

压缩机:将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械,能为设备提供空气动力,也是制冷系统的心脏。压缩机分活塞压缩机,螺杆压缩机,离心压缩机,滑片压缩机、直线压缩机等。

我们一般按照大体上的运作原理将压缩机分为两大类:

1.利用压缩密闭空间内的气体,强制使其分布体积减小而增大其气压,这种方式我们将其称为:容积式压缩机(Positive Displacement Compressor):

2.利用转轮强制使得气体的流动加快,从而获得较大的动能,再在通过升压环(diffuser)的过程中,断面的面积增大,导致气体流速减小,气体的动能转化成为压力能而使压力上升。这种方式我们将其称为:气体动力式压缩机(Dynamic Compressor)

而容积式压缩机又可以细分为:往复式,回转式,涡卷式等,气体动力式又可以分为:离心式,轴流式。

双螺杆压缩机

单螺杆压缩机

工作原理:单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成啮合副,装在机壳内。螺杆螺槽、机壳(气缸)内壁和星轮齿构成封闭容积。动力传到螺杆轴上,由螺杆带动星轮旋转。气体由吸气腔进入螺槽内,经压缩后通过排气孔口和排气腔排出。星轮的作用相当于往复活塞压缩机的活塞,当星轮齿在螺槽内相对运动时,封闭容积逐渐减小,气体受到压缩。

离心式压缩机

工作原理:单级离心压缩机的结构其实约等于一个离心机加上一个扩压管:离心机的旋转导致周围流速比空气中的流速大,空气被吸入到离心机内,并在高速旋转的离心叶轮作用下做离心运动,就如同被甩出去一样。所以在这个离心叶轮的外侧,气体的流速是很高的,然后这部分气体进入到离心机部分外围的管道中并进入扩压器。

扩压器是一个管径不断增大的管道,根据伯努利方程推导,等高流动中,流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大,因此在气体通过这一段扩压器的过程中,气体的动能逐渐转化成为压力能,压力得到提高。如果一次升压不足以满足我们对于气压的要求的话,要将这一“离心-升压“步骤重复进行多次,也就是多级升压。

轴流式压缩机

工作原理:这种压缩机和离心式压缩机的区别在于,离心式压缩机的流动方向是径向的也就是顺着半径远离圆心的方向,而轴流式压缩机则是采取轴向流动的方式。同样的,我们以单级轴流式压缩机为例,气体进入到轴流式压缩机的叶轮并被叶轮带着进行高速转动,这时气体流速增大动能增大。经过动叶轮加速的气体再经过静叶轮,此时气体的流动方向由被叶轮叶片排布确定的方向转为轴向流动,之后经过一个扩压器达到增压的效果。同样的,如果这种一次增压的效果不能达到我们的要求的话,我们可以在增加多级的“动叶轮-静叶轮-扩压器”结构来达到多次升压的效果。

这种结构的优势在于相对于离心压缩机,轴流式压缩机的排布会更加紧凑,因为所有的部件都处在轴向的一个筒状的腔内,而离心式压缩机还需要在轴向上面增加导流管和扩压器,就相当于突出来一块。

活塞式压缩机

活塞式压缩机工作原理:

压缩过程:活塞从下止点向上运动,吸、排汽阀处于关闭状态,气体在密闭的气缸中被压缩,由于气缸容积逐渐缩小,则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。

排气过程:活塞继续向上移动,致使气缸内的气体压力大于排气压力,则排气阀开启,气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道,直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用,排气阀关闭排气结束。

滑片式压缩机

滑片压缩机工作原理:

空气经由一过滤器及一调节比例阀而吸入,该调节阀主要用于调节空气缸转子,滑片形成的压力腔。转子旋转相对于气缸呈偏心式运转、阀片安装在转子的槽中,通过离心力将滑片推至气缸壁,高效的注油系统能够确保压缩机的冷却及润滑剂的最小损耗量,在气缸壁上形成的一层薄薄的油膜可以防止金属部件之间直接接触而造成磨损。

半封装式压缩机工作原理

涡旋压缩机

斜盘压缩机

在汽车里有一种小型压缩机叫做斜盘压缩机,其和往复式压缩机的原理基本相似,但是是用一个斜盘来驱动活塞,如下图所示。但是这种传动装置能够提供的动力较小,所以只能用来干一些比较轻的任务,比如汽车空调的压缩。

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