螺桿壓縮機(jī)是由瑞典皇家工學(xué)院教授Lysholm于1934年發(fā)明的。由于設(shè)計(jì)、制造水平的限制，六十年代以前螺桿壓縮機(jī)發(fā)展比較緩慢；六十年代初噴油技術(shù)被引入螺桿壓縮機(jī)，降低了螺桿轉(zhuǎn)子型線加工精度的要求，同時(shí)對(duì)機(jī)組的噪聲、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等產(chǎn)生了有利影響。目前噴油螺桿壓縮機(jī)已成為空氣動(dòng)力、制冷空調(diào)行業(yè)中的主要機(jī)型，在中等容積流量的空氣動(dòng)力裝置及中等制冷量的制冷裝置中，螺桿壓縮機(jī)在市場(chǎng)上已占領(lǐng)先地位。
一、 基本結(jié)構(gòu)
通常我們所說(shuō)的螺桿壓縮機(jī)即指雙螺桿壓縮機(jī)，它的基本結(jié)構(gòu)如上圖所示。在壓縮機(jī)的主機(jī)中平行地配置著一對(duì)相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子，通常把節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子（從橫截面看），稱為陽(yáng)轉(zhuǎn)子或陽(yáng)螺桿；把節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子（從橫截面看），稱為陰轉(zhuǎn)子或陰螺桿。一般陽(yáng)轉(zhuǎn)子作為主動(dòng)轉(zhuǎn)子，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子上的球軸承使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)軸向定位，并承受壓縮機(jī)中的軸向力。轉(zhuǎn)子兩端的圓錐滾子推力軸承使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)徑向定位，
并承受壓縮機(jī)中的徑向力和
軸向力。在壓縮機(jī)主機(jī)兩端分別開(kāi)設(shè)一定形狀和大小的孔口，一個(gè)供吸氣用的叫吸氣口；另一個(gè)供排氣用的叫排氣口。
二、 工作原理
螺桿壓縮機(jī)的工作循環(huán)可分為吸氣過(guò)程（包括吸氣和封閉過(guò)程）、壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)每對(duì)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)我們只對(duì)其中的一對(duì)齒進(jìn)行研究。
1、吸氣過(guò)程
(a) 吸氣過(guò)程 (b) 封閉過(guò)程
隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個(gè)齒間容積的擴(kuò)大在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此時(shí)該齒間容積僅僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒不斷地從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來(lái)，此時(shí)齒間容積也不斷地?cái)U(kuò)大，并與吸氣口保持連通。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)齒間容積達(dá)到了最大值，并在此位置齒間容積與吸氣口斷開(kāi)，吸氣過(guò)程結(jié)束。
吸氣過(guò)程結(jié)束的同時(shí)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒峰與機(jī)殼密封，齒槽內(nèi)的氣體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個(gè)封閉的空間中，即封閉過(guò)程。
2、壓縮過(guò)程
隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少，導(dǎo)致氣體壓力升高，從而實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過(guò)程。壓縮過(guò)程可一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣口連通之前。
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3、排氣過(guò)程
齒間容積與排氣口連通后即開(kāi)始排氣過(guò)程，隨著齒間容積的不斷縮小，具有內(nèi)壓縮終了壓力的氣體逐漸通過(guò)排氣口被排出，這一過(guò)程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合為止，此時(shí)齒間容積內(nèi)的氣體通過(guò)排氣口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變?yōu)榱恪?/p>
從上述工作原理可以看出，螺桿壓縮機(jī)是通過(guò)一對(duì)轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變工作容積，使氣體體積縮小、密度增加，從而提高氣體的壓力。
三、 螺桿空壓機(jī)的構(gòu)成
一臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)組主要由主機(jī)和輔機(jī)兩大部分組成，主機(jī)包括螺桿空壓機(jī)主機(jī)和主電機(jī)，輔機(jī)包括進(jìn)排氣系統(tǒng)、噴油及油氣分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等。
在進(jìn)排氣系統(tǒng)中，自由空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器濾去塵埃、雜質(zhì)之后，進(jìn)入空壓機(jī)的吸氣口，并在壓縮過(guò)程中與噴入的潤(rùn)滑油混合。經(jīng)壓縮后的油氣混合物被排入油氣分離桶中，經(jīng)一、二次油氣分離，再經(jīng)過(guò)最小壓力閥、后部冷卻器和氣水分離器被送入使用系統(tǒng)。
在噴油及油氣分離系統(tǒng)中，當(dāng)空壓機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油氣分離桶中的潤(rùn)滑油依靠空壓機(jī)的排氣壓力和噴油口處的壓差，來(lái)維持在回路中流動(dòng)。潤(rùn)滑油在此壓差的作用下，經(jīng)過(guò)溫控閥進(jìn)入油冷卻器，再經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器除去雜質(zhì)微粒后，大多數(shù)的潤(rùn)滑油被噴入空壓機(jī)的壓縮腔，起到潤(rùn)滑、密封、冷卻和降噪的作用；其余潤(rùn)滑油分別噴入軸承室和增速齒輪箱。噴入壓縮腔中的那一部分油隨著壓縮空氣一起被排入油氣分離桶中，經(jīng)過(guò)離心分離絕大多數(shù)的潤(rùn)滑油被分離出來(lái)，還有少量的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)濾芯進(jìn)行二次分離，被二次分離出來(lái)的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)回油管返回到空壓機(jī)的吸氣口等低壓端。
①潤(rùn)滑油的作用：
冷卻作用 作為冷卻劑，它可有效控制壓縮放熱引起的溫升； 潤(rùn)滑作用 作為潤(rùn)滑劑，它可在轉(zhuǎn)子間形成潤(rùn)滑油膜；
密封作用 作為密封劑，
它可填補(bǔ)轉(zhuǎn)子與殼體以及轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的泄漏間隙。
降噪作用 噴入的油是粘性流體，對(duì)聲能和聲波有吸收和阻尼作用，一般噴油后噪聲可降低10～20dB(A)。
②最小壓力閥的作用
保證最低的潤(rùn)滑油循環(huán)壓力；
作為止回閥，以避免在空壓機(jī)停機(jī)或無(wú)負(fù)荷情況下，供氣管線內(nèi)的壓縮空氣回流到機(jī)組內(nèi)；
保證油氣分離器濾芯前后有一定的壓差，以免剛開(kāi)機(jī)時(shí)濾芯前后壓差過(guò)大造成擠破的現(xiàn)象。
③溫控閥的作用
維持潤(rùn)滑油溫高于壓力露點(diǎn)溫度以上，以免空氣中的水份析出。 ④油氣分離桶的作用
作為初級(jí)油氣分離的裝置，它可將直徑大于1μm的油滴采用機(jī)械碰撞法被有效地分離出來(lái)；
作為空壓機(jī)潤(rùn)滑油的儲(chǔ)油器；
作為油氣分離器濾芯的支撐體，該濾芯可將直徑1μm以下的油滴先聚結(jié)為直徑更大的油滴，然后再分離出來(lái)。
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