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更新時間:2021-10-08 15:15:31 點擊次數(shù):次
近幾十年來,對無油螺桿壓縮機的研究日趨活躍,很多國家及企業(yè)在原有的噴油螺桿壓縮機機型的基礎(chǔ)上,開始不斷探索無油螺桿壓縮機的道路。在用氣品質(zhì)要求高的領(lǐng)域,如紡織、冶金、食品、化工、醫(yī)藥、石油和空分等各種需要純凈無油壓縮空氣的場所,無油螺桿壓縮機能夠提供優(yōu)質(zhì)的壓縮氣體滿足各種需求,因此應(yīng)用前景廣闊。
應(yīng)用領(lǐng)域
在食品制造及包裝行業(yè),采用噴油螺桿壓縮機制備壓縮氣體時,生產(chǎn)過程經(jīng)過多次高溫氧化和冷凝乳化,壓縮機中潤滑油的性能已大幅度降低,且呈酸性,對后續(xù)設(shè)備不僅起不到潤滑作用,反而會破壞正常潤滑,使用無油螺桿壓縮機可以避免失效的潤滑油對設(shè)備的負面影響。 在制藥、生物工程中,壓縮氣體中含有細菌和噬菌體的污染是不容忽視的,無油螺桿壓縮機提供的純凈壓縮氣體,可避免細菌和噬菌體在氣體中滋生。
在電鍍行業(yè),生產(chǎn)過程中存在鍍層表面發(fā)花、燒焦、針孔、裂紋等問題,人們采用攪拌來解決此類問題,攪拌需要壓縮空氣的支持。壓縮空氣質(zhì)量對電鍍光亮鎳的沉積速度以及電鍍效率影響很大。應(yīng)用無油螺桿壓縮機,可以有效的避免鍍層表面發(fā)花、燒焦、針孔、裂紋等問題的發(fā)生。因此,如今已經(jīng)開始應(yīng)用無油螺桿壓縮機制備純凈的氣體進行電鍍。
在汽車噴涂行業(yè),不純的氣體往往造成劣質(zhì)的涂層。如果壓縮空氣中含有油,涂層表面出現(xiàn)一些分散或集中的小隆起,這些水泡一般在面漆下的某一涂層中產(chǎn)生,水泡是由于涂層下面有水汽或污物而產(chǎn)生的。此外,含油的壓縮空氣也有可能導(dǎo)致濕涂層表面出現(xiàn)點狀分布的小坑洞,形成火山口狀的矽坑,在坑底有時可見底材,俗稱魚眼。如今汽車噴涂行業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用無油螺桿壓縮機,以制備用于噴涂的純凈氣體,使得國產(chǎn)汽車的噴涂水平得到提高。
在紡織行業(yè),噴氣織機需要干燥且無油的壓縮空氣。在生產(chǎn)過程中,精細噴嘴會將壓縮空氣吹到線束上,形成渦流,從而賦予紗線形狀、彈力和彈性,無油螺桿壓縮機提供的純凈壓縮空氣可以保證布匹成品的質(zhì)量。
轉(zhuǎn)子材料與型線
轉(zhuǎn)子材料
在干式螺桿壓縮機中,由于沒有潤滑油的潤滑及帶走微小顆粒,氣體會對轉(zhuǎn)子、殼體內(nèi)壁、氣道產(chǎn)生腐蝕,因此在傳統(tǒng)噴油螺桿轉(zhuǎn)子材料的基礎(chǔ)上,通常會噴涂防腐層,如噴涂聚四氟乙烯、二硫化鉬、特氟龍等,達到保證轉(zhuǎn)子不變形,不被腐蝕的作用。
在噴水螺桿壓縮機中,由于向壓縮腔內(nèi)注水,不但取到了冷卻、密封和保持氣體的純凈度的作用,提高了壓縮機的效率,同時也很的控制了排氣溫度,而且不銹鋼的轉(zhuǎn)子使得水對轉(zhuǎn)子等部件沒任何不良的作用,同時因304不銹鋼材質(zhì)加工困難,期望研發(fā)更新的技術(shù)解決貨期長的問題。除去304不銹鋼轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子材料的選擇一般有如下幾種:
(1)NSB鋼轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子采用了NSB鋼(鍍鎳磷合金,耐火炬氣中、H2、H2S、SO2的腐蝕)。這類涂層的轉(zhuǎn)子,涂層脫落、失效,轉(zhuǎn)子暴露在空氣中,承受空氣中雜質(zhì)和溫度變化的影響。最終,導(dǎo)致運行性能的降低,甚至對機器造成損壞。
(2)高分子聚合陶瓷轉(zhuǎn)子
也采用高分子聚合陶瓷轉(zhuǎn)子。其轉(zhuǎn)子可以精確加工到百分之幾毫米的精度。長期試驗的結(jié)果表明,這種材料耐磨性,并且具有良的可靠性和適用性。不適宜采用機床加工,故采用精密鑄造的方式,而鑄造工藝是其中的難點。一般陶瓷陶瓷制品的氣孔、裂紋等缺陷,需用顯微對焦的X射線儀表探測,以及保持陶瓷毛坯密度的一致性,需用超聲波儀器進行監(jiān)控。
(3)工程塑料轉(zhuǎn)子 工程塑料轉(zhuǎn)子的采用,開辟了螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子材質(zhì)及加工手段的新經(jīng)濟途徑,并為噴水螺桿壓縮機的發(fā)展提供了良條件。精密注塑成型的工程塑料轉(zhuǎn)子,不銹、成本低,同時降低了螺桿壓縮機的噪聲和振動。為壓縮腔內(nèi)采用噴水密封冷卻技術(shù)創(chuàng)造了很的條件。
螺桿轉(zhuǎn)子型線
對于螺桿壓縮機而言,型線設(shè)計至關(guān)重要,需要綜合考慮轉(zhuǎn)子型線的嚙合要求、連續(xù)的接觸線、加工性能等因素。
該型線的特征是雙邊非對稱,所有組成齒曲線均為圓弧或圓弧包絡(luò)線,可降低通過接觸線的橫向泄漏,提高壓縮機效率。另外,還改善了轉(zhuǎn)子的加工性能,便于采用多種方法進行加工。
技術(shù)難點
干式螺桿壓縮機的技術(shù)難點
(1) 轉(zhuǎn)子變形
干式螺桿壓縮機的性能, 很大程度上取決于轉(zhuǎn)子嚙合時的密封間隙。在轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與機殼間存在多條泄漏通道, 流體通過間隙的泄漏直接影響容積效率和總效率。在實際運轉(zhuǎn)過程中, 轉(zhuǎn)子在熱、力邊界條件的作用下發(fā)生熱、力彈性變形, 這就使得實際運行間隙與設(shè)計間隙差別較大。間隙過大會造成泄漏增加, 容積效率下降; 間隙過小又容易發(fā)生燒傷咬死事故.
雖然整個轉(zhuǎn)子的溫差不大, 但是轉(zhuǎn)子徑向變形沿長度方向依然存在差別。這主要是因為整個轉(zhuǎn)子外形復(fù)雜, 齒、槽均為螺旋形, 而非嚴格的軸對稱結(jié)構(gòu)。對陰、陽轉(zhuǎn)子沿接觸線徑向變形的分析發(fā)現(xiàn), 雖然沿軸向長度方向變形量存在差別, 但兩轉(zhuǎn)子的總變形量基本不變, 而且總變形量隨溫度呈線性變化趨勢。干式壓縮機排氣溫度往往較高, 為了防止發(fā)生轉(zhuǎn)子咬死甚至轉(zhuǎn)子齒的嚴重損壞的情況, 應(yīng)考慮加大設(shè)計間隙或者采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施。
(2) 涂層失效
低劣的轉(zhuǎn)子涂層運行一段時間后會脫落,轉(zhuǎn)子暴露在空氣中,承受空氣中雜質(zhì)和溫度變化的影響。最終,導(dǎo)致運行性能的降低,甚至對機器造成損壞。噴涂防腐涂層的工藝是難點之一。如今采用較多的是二硫化鉬,聚四氟乙烯,以及鉬-石磨涂層。
噴水螺桿壓縮機技術(shù)難點
(1) 陶瓷轉(zhuǎn)子的制造
由于陶瓷材料的耐磨性,不適宜采用機床加工,故采用精密鑄造的方式,而鑄造工藝是其中的難點。一般陶瓷制品的氣孔、裂紋等缺陷,需用顯微對焦的X射線儀表探測,以及保持陶瓷毛坯密度的一致性,需用超聲波儀器進行監(jiān)控。
(2) 水的污染清理 由于水的存在,必然對螺桿壓縮機主機和冷卻水系統(tǒng)造成一定的腐蝕影響,更會在管路中形成一定的水垢。水垢在冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成后,將會縮小水流道截面積, 增加水循環(huán)的阻力, 阻礙正常的熱交換, 隨著水垢層的不斷加厚, 將造成設(shè)備嚴重的冷卻不良而帶來一連串的惡果,如壓縮機增加功率消耗, 減少吸氣量, 降低排氣量等,因此對水垢的處理方式也非常重要。水垢處理的方式一般有化學(xué)試劑法、物理法、人工法等。
(3) 水潤滑軸承
水潤滑軸承需要改變傳統(tǒng)金屬軸承系統(tǒng)的材質(zhì)性能和潤滑結(jié)構(gòu),將軸承與動密封裝置等部件有機空合為一體,以水作為潤滑介質(zhì)。目前,能夠提供水潤滑軸承的廠家相對較少,瑞典的SKF公司在積極從事該方面的研究開發(fā)工作。
發(fā)展趨勢
降噪的研究
噪聲作為螺桿壓縮機一個比較明顯的問題被多次提出。在無油螺桿壓縮機中表現(xiàn)的尤為突出。因此,對于降低噪聲的研究將成為一個熱點,伴隨著其他機型的噪聲研究,噪聲研究技術(shù)將會不斷的發(fā)展進步,給無油螺桿噪聲研究提供充足的理論依據(jù)和經(jīng)驗指導(dǎo)。
水潤滑技術(shù)的研究
隨著噴油螺桿壓縮機在許多領(lǐng)域應(yīng)用局限性的日益暴露和干式螺桿壓縮機本身存在的一系列問題,水潤滑無油螺桿壓縮機被應(yīng)時地提出,有很的前景展望。隨著涂層工藝和軸承制造業(yè)的發(fā)展,一些公司如已經(jīng)采用的水潤滑軸承,而拋棄原同步齒輪需要油潤滑的局限。再者,在轉(zhuǎn)子形線不斷改良的大趨勢下,可實現(xiàn)轉(zhuǎn)子之間進行嚙合而形成很的水膜密封,轉(zhuǎn)子、軸承、整個主機均采用304不銹鋼材質(zhì),水潤滑無油螺桿壓縮機將不再是一個不切實際的想法。
提高壓縮機性能
改進無油螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子的型線是提高壓縮機性能的關(guān)鍵。螺桿壓縮機性能的不斷提高及其市場份額的不斷擴大,是與轉(zhuǎn)子型線的發(fā)展密不可分的。優(yōu)化型線的設(shè)計方法,將成為研究熱點。
總結(jié)
壓縮機作為一種通用機械,在很多領(lǐng)域有很的應(yīng)用前景。無油螺桿壓縮機具有獨特的優(yōu)點,隨著對其研究的不斷深化和設(shè)計技術(shù)的持續(xù)提高,無油螺桿壓縮機的性能將進一步改善,其應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣泛。在一些醫(yī)療等領(lǐng)域,如齒科領(lǐng)域,目前多采用無油活塞式等機型,將來可能有無油螺桿壓縮機的一席之地。此外在化工,航天,航空等其他諸多方面也將得到更廣泛而深入地應(yīng)用。
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