單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖1    

    雖然單螺桿和雙螺桿僅一字之差,很容易讓人聯想到系出同門,讓人誤以為單螺桿與雙螺桿是“近親”。但實際上這兩種類型的壓縮機無論在原理還是結構上都有非常明顯的不同。只是在成套后的結構、布局和工作流程上,大體相同。而且在產品的應用范圍上高度重疊,互為競爭機型。
    本期我們就來探討下單螺桿壓縮機和雙螺桿壓縮機的不同

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖2

(示意圖,不對應文中任何產品信息)

單螺桿壓縮機
   
   1、單螺桿機的基本結構    

故名思議,相對于雙螺桿壓縮機,單螺桿壓縮機只有一根螺桿,其螺桿同時與兩個或兩個以上的星輪嚙合。螺桿型面、星輪端面、螺桿兩端蓋板共同圍成若干封閉容積,實現氣體的壓縮。

螺桿和星輪根據其外形可分為圓柱形(C)和平面形(P),這兩種類型可組合成四種形式的單螺桿壓縮機:CP型、PC型、PP型、CC型。
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖3
CP型是最常見的單螺桿壓縮機形式,我們在以下的講解中也僅以此種形式的單螺桿壓縮機為例。

CP型單螺桿壓縮機的結構:由一個圓柱螺桿和兩個對稱分布的平面齒輪組成嚙合副,裝在機殼內。螺桿螺槽、機殼(氣缸)內壁和星輪齒構成封閉容積。

機殼上除了進、排氣口外,與雙螺桿機類似,還開有噴液口,將油、水或制冷液噴入工作腔內,起到密封、冷卻、潤滑的作用。

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖4



   2、單螺桿壓縮機的原理     

單螺桿壓縮機的螺桿一般具有6個螺槽,星輪有11個齒,相當于6個氣缸,兩個星輪同時與螺槽嚙合,因此,單螺桿壓縮機相當于一臺6缸雙作用的活塞機,螺桿每旋轉一周相當于12個氣缸在工作。 
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖5
動力傳到螺桿軸上,由螺桿帶動星輪旋轉。
氣體(工質)由吸氣腔進入螺槽內,經壓縮后通過排氣孔口和排氣腔排出。星輪的作用相當于往復活塞壓縮機的活塞,當星輪齒在螺槽內相對運動時,
封閉容積逐漸減小,氣體受到壓縮。 
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖6
工作過程:
①吸氣過程:螺桿螺槽在星輪齒尚未嚙入前與吸氣腔相通,處于吸氣狀態,當螺桿轉到一定位置,星輪齒將螺槽封閉,此時吸氣過程結束。
②壓縮過程:吸氣過程結束后,螺桿繼續轉動,隨著星輪齒沿著螺槽推進,封閉的工作容積逐漸減小,實現氣體的壓縮過程,當工作容積與排氣孔口相通時,壓縮過程結束。
③排氣過程:當工作容積與排氣孔口連通后,隨著螺桿繼續轉動,被壓縮氣體由排氣孔口輸送至排氣管,直至星輪齒脫離螺槽為止。


雙螺桿壓縮機
   
  1、雙螺桿壓縮機的工作原理    

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。

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖7

  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。

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖8
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖9
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖10

  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。

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖11
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖12

兩級壓縮主機的原理動圖:
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖13
從上述工作原理可以看出,螺桿壓縮機是一種工作容積作回轉運動的容積式氣體壓縮機械。
氣體的壓縮依靠容積的變化來實現,而容積的變化又是借助壓縮機的一對轉子在機殼內作回轉運動來達到。
與活塞機的區別是,它的工作容積在周期性擴大和縮小的同時,工作容積的空間位置也在改變。


   2、雙螺桿壓縮機的結構    

在壓縮機的機體中,平行的配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子。
通常將節圓外具有突齒的轉子稱為陽轉子,節圓內具有凹齒的轉子稱為陰轉子,陽轉子通常與原動機連結,帶動陰轉子轉動,陽轉子主動,陰轉子從動。

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖14
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖15
壓縮機在工作時會產生較大的軸向和徑向力,通常使用球軸承承受軸向力并軸向定位,使用圓柱滾子軸承承受徑向力并徑向定位。
在壓縮機體的兩端,開設進氣和排氣孔口。一個供吸氣用,稱作吸氣孔口;另一個供排氣用,稱作排氣孔口。

兩級壓縮的主機結構如下圖:
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖16
相對于單級壓縮來說,兩級壓縮多了一套陰陽螺桿,兩套螺桿采用串聯的方式,吸入的空氣經過逐級壓縮后排出。
Ps.至于兩套螺桿是否同步傳動取決于設計,上圖使用了同步齒輪,而有些設計則采用兩個電機驅動。
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖17



   3、雙螺桿壓縮機的分類     

常見的螺桿壓縮機分類:
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖18

①在無油螺桿壓縮機中,氣體在壓縮時不與潤滑油接觸
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖19
需要注意的是:這里的“無油”,指的是氣體在被壓縮過程中,完全不與油接觸,壓縮機的壓縮腔或轉子之間沒有油潤滑。
以上的無油螺桿因為壓縮腔內無油也無其它液體參與壓縮過程,故為“干式”,或“干式無油螺桿”。與之對應的,還有“濕式”,即向壓縮腔噴入水或其它液體參與壓縮過程,稱為“水潤滑無油螺桿”。

②在噴油螺桿壓縮機中,大量的潤滑油被噴入所壓縮的氣體介質中,起著潤滑、密封、冷卻和降低噪音的作用。


單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機
   
單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖20

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖21

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖22

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖23

單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機的圖24



文章來源|制冷空調換熱器


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