[Pemampat Udara] Pengetahuan Asas

Pemampat udara adalah komponen utama sistem bekalan udara. Ia adalah peranti yang menukar tenaga mekanikal daripada penggerak utama (biasanya motor elektrik) kepada tenaga tekanan gas, berfungsi sebagai penjana pneumatik untuk udara termampat.

Sebagai sejenis jentera kuasa, pemampat mengurangkan isipadu gas dan meningkatkan tekanan, menghasilkan sejumlah tenaga kinetik yang boleh digunakan sebagai kuasa mekanikal atau untuk tujuan lain.

Gambarajah skematik sistem udara termampat ditunjukkan di bawah:

1. Pengelasan mengikut Takrifan:

1）Pemampat udara volumetrik：Mengurangkan isipadu gas dan meningkatkan tekanan gas.

Menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga keupayaan.

Reciprocating Compressor：Volume kerja berubah secara berkala, manakala kedudukan spatial kekal tidak berubah.

Pemampat Putar：Volume kerja berubah secara berkala, dan kedudukan spatial berubah.

2）Pemampat Dinamik

Meningkatkan kelajuan pergerakan molekul gas, menukar tenaga kinetik molekul gas kepada tenaga tekanan gas, dengan itu meningkatkan tekanan gas termampat.

Tenaga Kinetik → Tenaga Keupayaan

Pemampat emparan: ia adalah sejenis pemampat kelajuan. Dalam peranti ini, terdapat satu atau lebih pendesak berputar (bilah biasanya di sisi) yang mempercepatkan gas. Aliran utama adalah radial.

2. Klasifikasi mengikut Tekanan Nyahcas

1）Blower: 0.01 ～ 0.1 MPa

2）Tekanan Rendah: 0.2 ～ 1.0 MPa

3）Tekanan Sederhana: 1 ～ 10 MPa

4）Tekanan Tinggi: 10 ～ 100 MPa

5）Tekanan Ultra-tinggi: ＞ 100 MPa

3. Pengelasan mengikut Anjakan

Miniatur: ＜ 1 m³/min

Kecil: 1 ～ 10 m³/min

Sederhana: 10 ～ 100 m³/min

Besar: ＞ 100 m³/min

4. Pengelasan mengikut Kaedah Penyejukan

1）Sejuk udara: Menggunakan udara sebagai medium penyejuk, dan melengkapkan peredaran udara dengan kipas penyejuknya sendiri.

2）Disejukkan dengan air: Menggunakan air sebagai medium penyejukan, dilengkapi dengan menara penyejuk khusus atau sistem peredaran air penyejuk khas.

5. Pengelasan mengikut Kaedah Pelinciran

1）Pelincir minyak

a. Pemampat yang disuntik minyak

b. Pemampat minyak mikro

2）Dilincirkan tanpa minyak

a. Pelincir air

b. Skru kering

c. Omboh bebas minyak

d. Empar

3. Prinsip Kerja Pemampat Udara

1. Pemampat Udara Omboh

Apabila omboh bergerak dari pusat mati atas ke pusat mati bawah silinder, isipadu di dalam silinder meningkat dan tekanan menurun.

Apabila tekanan di dalam silinder jatuh di bawah tekanan atmosfera luaran, udara luar menolak injap masukan terbuka terhadap ketegangan spring di bawah perbezaan tekanan dan memasuki silinder (injap ekzos kekal tertutup).

Apabila omboh mencapai pusat mati bawah, silinder diisi dengan udara, dan tekanannya menyamai tekanan atmosfera luar. Disebabkan keseimbangan tekanan, spring injap menutup injap pengambilan, melengkapkan strok pengambilan.

Apabila omboh bergerak ke atas dari pusat mati bawah ke pusat mati atas, kedua-dua injap masukan dan ekzos ditutup, dan udara di dalam silinder dimampatkan.

Dengan pergerakan omboh ke atas, isipadu silinder terus berkurangan, dan tekanan udara termampat semakin meningkat. Ini ialah lejang mampatan.

Apabila tekanan gas termampat melebihi daya gabungan tegangan spring injap dan tekanan dalam paip pelepasan, injap ekzos terbuka, dan udara termampat dilepaskan melalui paip pelepasan sehingga omboh mencapai pusat mati atas.

Pada ketika ini, kebanyakan udara termampat dalam silinder dilepaskan, tekanan menurun secara mendadak, dan injap ekzos ditutup di bawah ketegangan spring.Ini ialah lejang pelepasan.

Omboh kemudian bergerak ke bawah semula, menarik udara segar dan memulakan kitaran seterusnya.

Pemampat udara omboh beroperasi dalam kitaran pengambilan, pemampatan dan pelepasan yang berulang.

Nota: Pemampat udara omboh dalam pasaran tekanan rendah kini secara beransur-ansur digantikan oleh pemampat udara skru, jadi hanya pemahaman asas diperlukan.

Pemampat udara skru dikelaskan kepada dua jenis:

pemampat udara skru berkembar dan pemampat udara skru tunggal.

1) Prinsip Kerja & Pengenalan Pemampat Udara Skru Berkembar

Pemampat udara skru berkembar terdiri daripada sepasang rotor (atau skru) jantan dan betina yang selari, saling bercantum yang berputar di dalam silinder.

Ini mewujudkan perubahan volum berkala dalam ruang antara alur pemutar, supaya udara diteruskan secara paksi dari bahagian sedutan ke bahagian pelepasan.

Dengan cara ini, proses pengambilan, pemampatan dan pelepasan pemampat udara skru selesai.

Salur masuk dan keluar udara terletak di hujung bertentangan pemampat.

Alur pemutar wanita dan gigi pemutar lelaki didorong untuk berputar oleh motor utama.

2) Prinsip Kerja & Pengenalan Pemampat Udara Skru Tunggal

Pemampat udara satu skru dicirikan dengan hanya mempunyai satu pemutar skru.

Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, ia mempunyai tiga aci berputar: satu pemutar skru dan dua roda bintang (gear planet) berserenjang dengan pemutar skru. Sebagai ahli keluarga pemampat udara skru, pemampat udara skru tunggal menawarkan kelebihan yang serupa dengan pemampat udara skru berkembar. Walau bagaimanapun, ia masih belum diterima pakai secara meluas untuk masalah teknikal yang sukar untuk diselesaikan dalam industri.

a. Banyak bahagian yang bergerak:

Pemampat udara satu skru mempunyai tiga aci berputar.

Selain itu, ketegaran pemutar skru dan roda bintang (gear planet) sangat berbeza, yang membawa kepada ubah bentuk yang tidak sekata semasa operasi. Ini menyukarkan untuk memastikan jalinan yang tepat, menghasilkan kecekapan isipadu yang rendah. Dalam pemampat skru tunggal yang tersedia secara komersial, roda bintang diperbuat daripada bahan bukan logam, menyebabkan kejatuhan dalam operasi yang ketara, rintangan haus yang tinggi. kadar aliran selepas tempoh penggunaan.Biasanya, selepas 3,000 hingga 4,000 waktu operasi, kadar aliran berkurangan secara purata 5% hingga 10%.Oleh itu, pemampat udara skru tunggal mempunyai kecekapan ekonomi yang sangat lemah dalam aplikasi perindustrian. Di samping itu, ubah bentuk yang tidak sekata dan ketepatan jaringan yang lemah, seterusnya menghadkan kestabilan mekanikal keseluruhan unit, yang membawa kepada kestabilan mekanikal yang tinggi dan kestabilan unit yang tinggi. skop.

b. Bahan roda bintang (gear planet) memerlukan penambahbaikan lagi.

Sebagai salah satu komponen teras pemampat skru tunggal, roda bintang terutamanya berfungsi sebagai pengedap. Jika roda bintang keluli digunakan, pekali pengembangan haba yang besar dan volum pengembangan keluli memerlukan kelegaan yang agak besar antara roda bintang dan skru. Ini bukan sahaja mengakibatkan kebocoran yang tinggi dan kecekapan yang rendah tetapi juga boleh menyebabkan rampasan dan kegagalan besar dengan mudah. Sekiranya bahan komposit di atas boleh dielakkan. mempunyai kekuatan yang rendah dan rintangan haus yang lemah. Di bawah daya ricih dan geseran mekanikal semasa operasi, ia cepat haus, membawa kepada peningkatan kebocoran dalaman dan mengurangkan kecekapan. Pembaikan yang kerap juga meningkatkan beban kerja kakitangan penyelenggaraan dan kos penyelenggaraan. Mencari bahan dengan kekuatan tinggi, pengembangan rendah dan rintangan haus yang tinggi telah menjadi satu lagi masalah utama bagi pengeluar. Walau bagaimanapun, memandangkan kemajuan semasa dalam sains bahan, penyelesaian asas tidak mungkin berlaku dalam jangka pendek.

c. Profil skru memerlukan pengoptimuman selanjutnya. Disebabkan oleh dua masalah di atas dan kekurangan penyelesaian yang berkesan pada masa hadapan, promosi pemampat udara skru tunggal adalah terhad. Oleh itu, institusi penyelidikan dan pengeluar pemampat udara utama tidak melabur banyak dalam penyelidikan profil skru tunggal, dan tiada kemajuan penting telah dibuat. Walau bagaimanapun, tugas utama yang perlu dilakukan adalah untuk mencari profil skru yang optimum. prospek pasaran yang lemah, pengeluar utama tidak melabur secukupnya, jadi penambahbaikan asas sukar dalam jangka pendek.

Secara ringkasnya, dari perspektif pembangunan teknologi semasa, pemampat udara skru berkembar bukan sahaja maju dari segi teknologi tetapi juga matang sepenuhnya dalam aplikasi praktikal.

3. Pemampat Empar

Dalam pemampat emparan, pendesak dengan bilah berputar pada aci pemampat.

Gas yang memasuki pendesak didorong untuk berputar oleh bilah, memperoleh peningkatan dalam tenaga kinetik (halaju) dan kepala tekanan statik (tekanan). Gas kemudian meninggalkan pendesak dan memasuki peresap, di mana halaju gas ditukar kepada tekanan, seterusnya meningkatkan tekanan. Gas termampat melalui selekoh dan saluran kembali untuk memasuki pendesak tahap seterusnya.

4. Pemampat Udara jenis vorteks

Pemampat udara jenis Vortex terdiri daripada dua skrol dengan profil persamaan dwi-fungsi: skrol mengorbit dan skrol tetap, bercantum antara satu sama lain. Semasa proses pengambilan, mampatan dan pelepasan, skrol tetap dipasang pada bingkai, manakala skrol mengorbit didorong oleh aci sipi dan dihadkan oleh mekanisme anti-rotasi. Ia melakukan gerakan orbit dengan jejari kecil di sekeliling pusat bulatan asas skrol tetap. Gas ditarik masuk melalui penapis udara di pinggir skrol tetap. Apabila aci sipi berputar, gas secara beransur-ansur dimampatkan dalam beberapa ruang mampatan berbentuk bulan sabit yang dibentuk oleh skrol yang mengorbit dan tetap, dan kemudian terus dilepaskan melalui lubang paksi di bahagian tengah skrol tetap.

5. Pemampat Udara Vane

Pemutar dipasang secara eksentrik di dalam kebuk mampatan. Terdapat 4 hingga 6 ram pada pemutar yang boleh meluncur secara paksi ke arah pusat pemutar. Pegas dipasang di bahagian bawah ram untuk memastikan ram bersentuhan dengan ruang pada setiap masa.