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往复活塞式压缩机应用浅析

  压缩空气普遍被认为是仅次于电力的第二大动力源,在工业生产中,和水、电同样重要。因此被广泛用于众多行业的诸多应用领域,从汽车服务设施到建筑工地,从游乐设施到机械加工,从油田矿场到牙科诊所……而空气压缩机的作用就是将处于大气压力下的空气压缩到适合的压力,供终端用气设备使用使用。

  空压机因压缩形式和结构型式有很多不同,例如螺杆式压缩机、活塞式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机和其他型式的压缩机。同为压缩机,每种压缩机都有各自擅长的应用场所。尽管在常压领域螺杆空压机已大量替代往复活塞式压缩机,但活塞式压缩机每年销售台数仍然是螺杆压缩机销量的几十倍,就是因为其自身独有的特点。

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  往复活塞式空气压缩机主要部件包括机头、储气罐、总开关、消音器、导风罩,机头由电机、曲轴、连杆、活塞、气缸等组成。活塞机工作时将气体封闭在一定容积气缸内,通过曲轴旋转带动活塞往复运动使密闭容器中的空气容积周期性变化。

  (1)适用性广

  在家用、商业及轻工业领域,压缩空气往往是间歇循环使用。当停止用气时,活塞压缩机会自动停机以减少电力消耗。短时间内对压缩空气有较大需求时,设备自带的储气罐可以提供超过压缩机排气量的爆发性需求。这些特性可以减少电力消耗,减少设备磨损。另外,这种“机-罐”一体化设计,省去了用户专门为空压机采购储气罐的麻烦。

  小型活塞机还具备气体含油量低、不需要油气分离系统、对润滑油品质要求较低,尤其在超高压和低排气量的应用领域都能稳定运行的特点。目前市场占有率较高的是小型机,体积小,便于移动,价格适中、使用压力范围大,适用于低压小容量的单缸配置,应用十分广泛。比如在家庭作业、建筑装修、汽车维修、新能源汽车等领域,活塞机与气钉枪、充气枪、气动扳手、棘轮扳手、黄油枪、喷枪、砂轮机等气动工具相连接,可为住宅、公共建筑和汽车维修养护店等家庭及商业场所提供小流量的空气动力。

  (2)操作难度低

  往复式压缩机的基本特征包括常见的机械部件和简单的电气控制元件。除压缩机头外,部件还包括电动机、皮带轮、皮带、储气罐、管道和配件、止回阀和排放阀。电气控制部分一般包括一个电机过载保护器和压力开关。这种简单的设计不需要太多的专业知识即可操作和维护,使用人员简单培训即可快速上手。

  往复式压缩机使用注意事项

  (1)正确选择压缩机位置

  和其它所有空气压缩机一样,往复式压缩机应尽可能靠近用气点安置,同时要选择远离热源的清洁、干燥、凉爽和通风良好的区域。

  一般情况下,管路通径大小与压缩机压力损失成反比关系,转弯点大小与压缩机压力损失成正比关系。空气压缩机与气端管路距离太远时,需要适当放大主管路的通径。如果压缩机离用气点太远,输送压缩空气的管道尺寸不仅要加大,而且可能会为了现场需要而增加弯头,导致压力损失增大,以致为了满足用气需求不得不提高压缩机排气压力,而且管道加长以后,泄漏的几率会增大,这一切都会造成能源极大地浪费。

  尽管压缩机上配备了进气过滤器能够提高进气质量,但尽可能吸入本身就洁净的空气有很多好处。因为一般的活塞式压缩机没有专门的机柜,运行工况往往很恶劣,周围的空气中可能充斥沙尘、柳絮、木屑、铁屑等,这些颗粒会粘在压缩机阀门上,导致阀门卡涩或被吸进气缸,划伤气缸壁。

  在大气环境湿度很大的情况下,一旦空气被压缩,一部分水蒸气会在储气罐或下游压缩空气管道中凝结成液体水。这一方面会增大压缩空气流动阻力,另一方面会造成设备部件锈蚀和损坏,缩短设备使用寿命和保养周期,增加使用成本。因此,在压缩机安置时,建议尽可能将地点选在较低湿度的地方,以减少压缩空气含水分大的隐患。

  (2)消除振动

  众所周知,振动是所有机械设备的大敌,振动既是导致压缩机故障的原因之一,也是压缩机故障导致的现象之一。振动问题在往复式压缩机上表现为,一是其固有特性——活塞的惯性力不平衡导致;二是由于供气不连续、管道内强大的压力脉动引起的振动,这两种原因叠加导致往复式压缩机振动大、噪音大。还有一种原因是压缩机没有可靠固定的结果。活塞压缩机由于工作原理特性,一直会有较大的振动,一般情况下在可控范围内。但是持续的振动会导致压缩机连接件松动错位、轴承过度磨损以及其他更严重的机械问题。因此,如果是固定式压缩机,务必要确保设备可靠地固定在台座上。如果是移动式小活塞机,建议停放在平整的地面上,使用橡胶轮,并在使用时将轮子固定住。

  另外,还有一些其他措施也可以降低压缩机的振动,一是尽量减少管道上的弯头、异径管、阀门、附件等,以减少激发响应点。二是采取措施降低压力不均匀度。比如安装缓冲器,缓冲器是一种稳定流体压力或流量用的小容器,它能起到平稳压力或流量的作用,使压力不均匀度降低,流量平稳,从而达到减振的目的。另外,可以在活塞式压缩机管道的适当部位安置孔板,消减现场管道振动,这个方式投资少且实施方便,故使用日益广泛。

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