无油空压机品牌的诞生

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  公元一九六九年法国的B.zimmern先生(辛麦恩)从发明了第一台高密封高效率的无油螺杆压缩机,这种先进的技术一经发掘就被用于军工制造和舰船配套。这使无油螺杆压缩机技术得到了快速而又成熟的发展。

  无油,却能正常压缩,这技术不是不是很牛?

  的确,这技术很牛。

  但所谓的“无油”,是指气体在压缩过程中不与油接触,而压缩机的轴承、同步齿轮等零部件,仍然需要润滑,只是这些润滑部件和压缩腔之间,采用了有效的轴封加以隔离。确保润滑油不进入压缩腔。

  无油压缩分类

  无油空压机是根据压缩空气是否含油来划分的,与之对应的是有油空压机或微油空压机。

  无油空压机根据压缩形式不同或主机结构不同区分,常见的几种无油空压机有:

  1.干式无油螺杆式空压机

  2.水润滑无油螺杆空压机

  3.无油活塞空压机

  4.无油涡旋空压机

  5.无油旋齿空压机

  6.离心式空压机

  其中,无油活塞已逐步淘汰,这种产品已越来越少,不再讨论。

  无油涡旋和无油旋齿以及离心式空压机后面有专门的章节单独讨论。

  本节,我和你只聊干式无油螺杆和水润滑无油螺杆空压机

  干式无油螺杆介绍

  干式无油螺杆主要是双螺杆压缩机,压缩腔内无润滑,仅在齿轮箱内有润滑油,可以说是干燥的。

  转子之间有间隙,不互相接触,具有同步齿轮结构,转子之间依靠同步齿轮传递扭矩和定位。

  进排气端阴阳转子都有轴封结构,将介质气体和润滑油隔开。

  转子的表面有特殊涂层,由于不接触,所以第一次压缩压力不是很高,要提高压力,采用二级压缩。

  压缩效果最好是等温压缩,实际没法做到等温压缩,所以在第一级压缩后有中间冷却器和疏水阀(降温,排水),第二级压缩后也有后部冷却器。

  第一级压缩的压力大概是根号2,然后此压力进入第二级压缩,二级压缩排出的压力达到系统要求,所以二级压缩比更高,工作环境更严苛,寿命相比一级较短。

  由于转速很高,机头内温度很高,所以机头外壳是采用的一次性消失模技术,用于降温。此机头外壳与转子是完全分开的。外壳一般由油冷却。

无油螺杆机转子介绍-搜图云

  水润滑无油介绍

  水润滑无油空压机一般是单螺杆空压机,其特点是用于润滑的介质是水,采用水基作为密封,完全无油,产出纯净无油的压缩空气。

  由于是往压缩腔内喷水,温度只有40-50度左右,恒温压缩,容积效率更高,比干式无油螺杆空压机效率提高15%。价格便宜。

  其缺点是,故障率高(星轮体易损件等)。

  为什么水润滑无油机一般都是单螺杆,而非双螺杆?

  其原因是单螺杆运行时螺杆和星轮片有速度差,单向压缩,空气容易压缩,转速偏低。

  双螺杆是同向挤压,需要高转速,并且水的润滑相比机油密度不够,压缩空气容易倒流。

  需要注意两点

  1.润滑部分是水,最好是纯净水。

  2.空气绝对不含油,但是含有水。

  水润滑无油机流程图:

水润滑空压机流程图-搜图云

  无油螺杆的应用

  在用气品质要求高的领域,如纺织、冶金、食品、化工、医药、石油和空分等各种需要纯净无油压缩空气的场所,无油螺杆压缩机能够提供优质的压缩气体满足各种需求,因此应用前景广阔。

  在食品制造及包装行业,采用喷油螺杆压缩机制备压缩气体时,生产过程经过多次高温氧化和冷凝乳化,压缩机中润滑油的性能已大幅度降低,且呈酸性,对后续设备不仅起不到润滑作用,反而会破坏正常润滑,使用无油螺杆压缩机可以避免失效的润滑油对设备的负面影响。

  在制药、生物工程中,压缩气体中含有细菌和噬菌体的污染是不容忽视的,无油螺杆压缩机提供的纯净压缩气体,可避免细菌和噬菌体在气体中滋生。

  在电镀行业,生产过程中存在镀层表面发花、烧焦、针孔、裂纹等问题,人们采用搅拌来解决此类问题,搅拌需要压缩空气的支持。

  在汽车喷涂行业,不纯的气体往往造成劣质的涂层。如果压缩空气中含有油,涂层表面出现一些分散或集中的小隆起,这些水泡一般在面漆下的某一涂层中产生,水泡是由于涂层下面有水汽或污物而产生的。此外,含油的压缩空气也有可能导致湿涂层表面出现点状分布的小坑洞,形成火山口状的矽坑,在坑底有时可见底材,俗称鱼眼。如今汽车喷涂行业已经开始应用无油螺杆压缩机,以制备用于喷涂的纯净气体,使得国产汽车的喷涂水平得到提高。

  在纺织行业,喷气织机需要干燥且无油的压缩空气。在生产过程中,精细喷嘴会将压缩空气吹到线束上,形成涡流,从而赋予纱线形状、弹力和弹性,无油螺杆压缩机提供的纯净压缩空气可以保证布匹成品的质量。

  干式无油螺杆表面涂层

  转子材料与型线转子材料在干式螺杆压缩机中,由于没有润滑油的润滑及带走微小颗粒,气体会对转子、壳体内壁、气道产生腐蚀,因此在传统喷油螺杆转子材料的基础上,通常会喷涂防腐层,如喷涂聚四氟乙烯、二硫化钼、特氟龙等,达到保证转子不变形,不被腐蚀的作用。

  水润滑无油螺杆转子技术

  在喷水螺杆压缩机中,由于向压缩腔内注水,虽然取到了冷却、密封和保持气体的纯净度的作用,提高了压缩机的效率,同时也很好的控制了排气温度,但是水必将对转子等部件产生腐蚀作用,因此需要慎重选择转子材料。

  转子材料的选择一般有如下几种:

  1.NSB钢转子。

  2.高分子聚合陶瓷转子,这种材料耐磨性好,并且具有良好的可靠性和适用性。

  3.工程塑料转子,工程塑料转子的采用,开辟了螺杆压缩机转子材质及加工手段的新经济途径,并为喷水螺杆压缩机的发展提供了良好条件。精密注塑成型的工程塑料转子,不锈、成本低,同时降低了螺杆压缩机的噪声和振动。为压缩腔内采用喷水密封冷却技术创造了很好的条件。螺杆转子型线对于螺杆压缩机而言,型线设计至关重要,需要综合考虑转子型线的啮合要求、连续的接触线、加工性能等因素。

  无油螺杆技术难点

  干式螺杆压缩机的技术难点

  1.转子变形。

  干式螺杆压缩机的性能, 很大程度上取决于转子啮合时的密封间隙。

  在转子间、转子与机壳间存在多条泄漏通道, 流体通过间隙的泄漏直接影响容积效率和总效率。

  在实际运转过程中, 转子在热、力边界条件的作用下发生热、力弹性变形, 这就使得实际运行间隙与设计间隙差别较大。间隙过大会造成泄漏增加, 容积效率下降,间隙过小又容易发生烧伤咬死事故

  2.涂层失效

  低劣的转子涂层运行一段时间后会脱落,转子暴露在空气中,承受空气中杂质和温度变化的影响。最终,导致运行性能的降低,甚至对机器造成损坏。

  喷水螺杆压缩机技术难点

  1.陶瓷转子的制造由于陶瓷材料的耐磨性,不适宜采用机床加工,故采用精密铸造的方式,而铸造工艺是其中的难点。一般陶瓷制品的气孔、裂纹等缺陷,需用显微对焦的X射线仪表探测,以及保持陶瓷毛坯密度的一致性,需用超声波仪器进行监控。

  2.清理由于水的存在,必然对螺杆压缩机主机和冷却水系统造成一定的腐蚀影响,更会在管路中形成一定的水垢。水垢在冷却系统内形成后,将会缩小水流道截面积, 增加水循环的阻力, 阻碍正常的热交换, 随着水垢层的不断加厚, 将造成设备严重的冷却不良而带来一连串的恶果,如压缩机增加功率消耗, 减少吸气量, 降低排气量等,因此对水垢的处理方式也非常重要。水垢处理的方式一般有化学试剂法、物理法、人工法等。

  3.水润滑轴承需要改变传统金属轴承系统的材质性能和润滑结构,将轴承与动密封装置等部件有机合为一体,以水作为润滑介质。

  目前,能够提供水润滑轴承的厂家相对较少,瑞典的SKF公司在积极从事该方面的研究开发工作。

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