【壓縮機網(wǎng)】無油螺桿壓縮機產(chǎn)生純凈無油的壓縮空氣，在食品、醫(yī)藥、電子、化工等行業(yè)中得到廣泛的應用。由于無油螺桿壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣內(nèi)不能含油，因此，無油螺桿壓縮機的使用環(huán)境以及壓縮腔內(nèi)部的潔凈度都有較高的要求。

　　要滿足壓縮腔內(nèi)部的潔凈要求，從設計提出三點：（1）防止?jié)櫥透Z入壓縮腔；（2）防止齒輪箱中的油氣泄漏到環(huán)境中；（3）防止壓縮腔銹蝕?；谝陨先c要求，無油螺桿壓縮機必須選取合適的“防止竄油”方案，增加“壓縮腔自動干燥”功能，并在壓縮機控制器中加入相應的程序，通過電磁閥實現(xiàn)自動切換。在壓縮機運行時，能有效的防止?jié)櫥透Z入壓縮腔；在停機后，能將壓縮機內(nèi)部的冷凝水帶走，保持內(nèi)部的干燥，有效防止壓縮機內(nèi)部銹蝕。因此，這也是行業(yè)內(nèi)部無油螺桿壓縮機被稱作“干氣系統(tǒng)”。

　　在原理上，無油螺桿壓縮機機頭的基本結構是，在機殼中平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子（陰、陽轉子），空氣從轉子的一端吸入，經(jīng)過壓縮后，從轉子的另一端被排出。而在噴油螺桿壓縮機中，潤滑油被噴入壓縮腔，起到潤滑、冷卻和密封等作用。但是在無油螺桿壓縮機中，為了獲得純凈無油的壓縮氣體，潤滑油不能被噴入壓縮腔中。由于沒有潤滑油的潤滑，無油螺桿的陰、陽轉子不能相互接觸，兩者之間需要保持著微小的間隙，這個間隙是靠安裝在陰、陽轉子軸伸端的同步齒輪予以保證。陰、陽螺桿在兩端的軸承支撐下，在同步齒輪的帶動下，相互嚙合做高速轉動，連續(xù)地“吸入－壓縮－排出”氣體。但是由于軸承、齒輪是需要潤滑油進行潤滑的。因此，整個無油螺桿機頭被分為有油區(qū)域和無油區(qū)域兩部分。安裝在軸上的螺旋油封（又稱螺紋密封，黃色部分）會阻止?jié)櫥拖驂嚎s腔方向遷移，而壓縮腔兩端的氣封（碳環(huán)，黑色部分）會阻止壓縮氣體向外泄露。壓縮機在正常的情況下，油封和氣封能有效的將潤滑油和壓縮空氣隔開，兩者互不干涉。但是，由于螺旋油封的結構特性，在某些特定的條件下，會造成油封失效。下面結合油封和氣封的示意圖來解釋一下這種情況，如圖1。

　　主軸高速旋轉，在油封的螺旋槽中產(chǎn)生微小的向右的推力，將泄露到油封螺旋槽中的潤滑油（油霧）又推回到齒輪箱中。這個推力是很小的，當軸封軸承側有一定壓力（建議不要超過20mmH2O），軸封就會失效。這種情況下，潤滑油（油霧）會沿著主軸表面慢慢地往壓縮腔遷移，直至“竄”入壓縮腔中，污染壓縮空氣。這種現(xiàn)象在壓縮機卸載時會發(fā)生。當壓縮機卸載時，壓縮腔內(nèi)會產(chǎn)生負壓（約－0.1bar左右），從而導致油封的左側部分（大氣開放口部分）呈現(xiàn)負壓狀態(tài)，此時即使齒輪箱中為大氣壓力，也會導致油封失效，引起潤滑油（油霧）往壓縮機腔遷移的現(xiàn)象。所以，如果發(fā)現(xiàn)壓縮機大氣開放口處有油滴，很有可能壓縮腔已被潤滑油污染。

　　了解油封的失效原理后，我們比較容易找到解決問題的方法——使軸封兩端的壓差小于20mmH2O（即P右端－P左端＜20mmH2O）。如何解決這個問題，目前有三種方法可以解決以上的問題，我們分別取名為：負壓法、常壓法、正壓法。

　?。?）負壓法。所謂“負壓法”，就是通過特定方法，在齒輪箱中（即油封軸承側）產(chǎn)生一定的負壓（油封右端約為-3～-8kPa）。這樣即使壓縮機處于卸載狀態(tài)時，油封左側的壓力仍然大于右側的壓力，油封依然有效，潤滑油（油霧）會被有效地隔離。產(chǎn)生負壓的方法一般有兩種，離心風機抽氣和真空發(fā)生器，如圖2。

　　離心風機抽氣的方法一般會使用在齒輪箱容積較大，負壓程度較高的地方，例如離心式壓縮機齒輪箱。使用真空發(fā)生器產(chǎn)生負壓的方法一般使用在齒輪箱容積較小，負壓程度較低的地方，無油螺桿壓縮機的應用場合正合適。而且，真空發(fā)生器具有結構簡單，故障率低，不需要額外的動力裝置的優(yōu)點。

　?。?）常壓法。所謂“常壓法”，就是齒輪箱中始終處于常壓狀態(tài)。此法，齒輪箱的頂部僅安裝油霧過濾器（也可稱為呼吸器），防止含油的空氣直接排放到空氣中，污染周圍的環(huán)境。但是，這種結構有可能發(fā)生如上描述的“竄油”現(xiàn)象。這就需要對密封結構進行調(diào)整，在氣封和油封之間再增加一個大氣開放口，形成“雙大氣開放口”。如此，壓縮空氣對應大氣開放口A，潤滑油對應大氣開放口B。當壓縮機處于卸載狀態(tài)時，只會在大氣開放口A形成負壓，而大氣開放口B不受影響，從而不影響油封的功能。這種方案無需增加任何輔助的設備，也不消耗額外的壓縮空氣。其最大的優(yōu)點在于，即使油封磨損失效，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，只會從大氣開放口B流出，而不會竄入壓縮腔中。缺點在于，主機殼體結構變得復雜。

　?。?）正壓法。所謂“正壓法”，就是在油封的左側第一道螺旋槽中開一個小孔，然后將干燥的空氣從小孔充入，使軸封的左側一直保持一定的壓力，如圖4。

　　如此，充入的空氣膨脹后將油封和氣封隔離開。這樣，只要保持充入的干燥空氣壓力稍高于大氣壓力，在壓縮機卸載運行時，油封左側的壓力一直大于右側壓力，油封就能夠正常工作，不會發(fā)生竄油的現(xiàn)象。

　　基于需要具備的三點要求，我們采用了“負壓法”，并增加“壓縮腔自動干燥”功能，形成“干氣系統(tǒng)”，其流程圖如圖5。

　　壓縮空氣（壓縮空氣壓力在0.55～0.65MPa之間）經(jīng)調(diào)壓閥18調(diào)壓，壓力（壓力表21上顯示讀數(shù)）保持在0.15～0.18MPa之間。此時，消耗的空氣量約為50L／min，相當少。

　　當壓縮機在運行期間，三通電磁閥22得電，壓縮空氣流過真空發(fā)生器16后，由放空消音器23排放入大氣。由于真空發(fā)生器16的文丘里效應，在油過濾器15中會產(chǎn)生負壓，將齒輪箱2中的油霧不斷地“往外抽”，使得齒輪箱2中的壓力（壓力表27上顯示讀數(shù)）維持在－50mmH2O左右。齒輪箱中的油霧在通過油濾芯14時，油霧會被“捕獲”，吸附在濾芯14上。隨著時間推移，濾芯中的油霧會慢慢匯合形成小油滴、大油滴，最終匯集在油過濾器15底部，通過管道流入浮球閥24中。浮球閥24的底部和油泵4的進口相連。當浮球閥24中沒有潤滑油時，浮塊會遮住閥底的出口，此時浮球閥24相當于處于關閉狀態(tài)。當浮球閥24中的潤滑油匯聚到一定的高度，使得浮塊漂浮起來，浮球閥24被打開，油就會通過閥底部的出口被吸回油泵，完成油霧的收集、回收。當壓縮機停機后，三通電磁閥22失電，管路進行自動切換，壓縮空氣會經(jīng)過減壓閥22和單向閥26后，被緩緩地充入機頭和級間管路中，帶走壓縮機內(nèi)部的“濕氣”，保持內(nèi)部干燥，防止零件銹蝕。

　　這種干氣系統(tǒng)的“自動干燥”功能能夠有效地緩減壓縮腔內(nèi)部的銹蝕，減少由此引發(fā)的故障。我們知道，無油螺桿機頭內(nèi)部以及所有氣管路中是沒有潤換油的。在壓縮機運行時，機頭處于高溫狀態(tài)，沒有什么問題。一旦壓縮機停機后，機頭的溫度會逐漸降低，機頭中的飽和高溫空氣由于溫度降低會有冷凝水析出。這些冷凝水會吸附在轉子表面，銹蝕轉子表面。雖然轉子表面和壓縮腔內(nèi)表面都有涂層，但隨著氣流的沖蝕，涂層會逐漸被磨損，失去保護作用。有關部門不完全統(tǒng)計，在無油螺桿機頭“咬死”的故障中，75％的情況直接或間接與轉子停機后銹蝕有關。

　　因此，通過以上三種方法，不但可以保證該系統(tǒng)對壓縮機使用環(huán)境以及壓縮腔內(nèi)部的潔凈度要求，還可以確保壓縮氣體的質量，而且能夠防止壓縮機內(nèi)部銹蝕，對壓縮機有一定的保護，在實際生產(chǎn)中可以得到廣泛的應用。

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