往复式压缩机的基本知识及原理

往复式压缩机的基本知识及原理

压缩机的分类

压缩机种类很多，按照工作原理可分为容积式和速度式： 容积式包括：往复式和回转式。

往复式包括：活塞式和膜片式。 回转式包括：螺杆式、滑片式和转子式 速度式包括：离心式、轴流式和混流式。 容积式压缩机：

指气体直接受到压缩，从而使气体容积缩小，压力提高的机器。一般这类压缩机具有容纳气体的气缸。以及压缩气体的活塞。按容积变化方式的不同，有往复式和回转式两种结构。 往复式压缩机

往复式压缩机有活塞式和膜片式两种式。在圆筒形气缸中有一个可做往复运动的活塞，气缸上有可控制进、排气阀。当活塞做往复运动时，气缸容积便周期性的变化，借以实现气体的吸进、压缩和排出。 一、往复式压缩机的特点

1、往复式压缩机与离心式压缩机比较

（1）无论流量大小都能达到所需压力，一般单级終压可达0、3至0。5MPa，多级压缩可达到100MPa。 （2）效率较高。

（3）气量调节时排气压力几乎不变。

（4）在一般压力范围内，对材料的要求不高，可用普通的金属材料。 2、主要缺点

（1）转速底，排气量较大时机器显得笨重。 （2）结构复杂，易损件多，日常维修量大。 （3）动平衡性差，运转时有振动，噪音大。 （4）排气量不连续，气流不均匀。

1

3、各类压缩机的使用范围

活塞式适用于中小输气量，排气压力可由低压到超高压；离心式和阻流式适用于输送大气量，中低压情况；回转式适用于中小输气量、中低压情况。 二、往复式压缩机的工作原理：

依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体，以达到提高工作压力的目的。（活塞在气缸内的往复运动造成减压将气体吸入，继而将气体压缩至一定压强而将它送出）活塞式压缩机的工作原理。

压缩机是用以将低压力的气体压缩至高压力的机器，在完成这项任务时，多采用逐次的多级压缩，每级气缸中都有相同的吸气、压缩和排气过程。 1、压缩机的理论循环

气体在气缸内的理论循环，具有以下特点，即压缩机在吸气、排气时，不存在进排气阀处的压力损失，进排气过程压力处保持恒压，压缩过程指数量是一个定值，故气体在压缩时与气缸壁等处皆不发生热脚换，缸内不存在余隙容积以贮留小部分高压气体，全部气体均能排出气缸外。 2、压缩机的实际循环

有余隙容积，在压力比和膨胀指数相同的条件下，相对余隙容积增大，容积减小。一般为了提高容积效率，余隙容积要尽量减小些。 三、活塞式压缩机的基本结构及工作过程

活塞式虽然种类繁多、结构复杂、但是基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩

机，主要有机体、工作机构[气缸、活塞、气阀等]及运动机构[曲轴、连杆、十字头等]。 运动过程： 曲轴由电机带动做旋转运动，曲轴上的曲柄带动连杆大头回转并通过连杆

小头做往复运动，活塞由活塞杆通过十字头与连杆小头连接，从而做往复直线运动。

工作过程由若干连续的循环组成。当活塞在最高点向下运动时吸气阀打开，气体从

吸气阀进入气缸，充满气缸与活塞端面之间的整个容积，直到活塞运行到最低点，吸气 过程结束。当活塞从最低点向上运动时吸气阀关闭，气体被密封在空间。活塞继续向上 运动，迫使空间越来越小，因而使气体压力升高，当压力达到工作要求的数值时，压缩

过程完成，这时排气阀被迫打开，气体在该压力下排出，直到活塞运行到最高点为止， 排气过程完成。

活塞处于最高点称上止点（前止点），最低点时称下止点（后止点）。活塞从上止点开

2

始运动又回到上止点的整个过程称为一个循环，上止点到下止点之间的距离称为行程。 1、活塞式压缩机的分类 （1）按 达到的排气压力分类

名称 压力/105Pa 鼓风机 〈3 低压压缩机 3——10 中压压缩机 10——100 高压压缩机 100——1000 超高压压缩机 〉1000 （2）按排气量分类

名称 排气量分类 (按进气状态计m3/min) 微型压缩机 〈1 小型压缩机 1——10 中型压缩机 10——60 大型压缩机 〉60 （3）按气缸中心线位置分类

立式压缩机：气缸中心线与地面垂直。

卧式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸只布置在机身一侧。

对置式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸布置在机身两侧。如果相对列活塞相向运

动又称对称平衡式。

角度式压缩机：气缸中心线成一定角度，按气缸排列的所呈现的形状。有分L型、V型、

W型和S型。

（4）按气缸达到终了压力所需压级数分类

单级压缩机：气体经过一次压缩到终压 。 两级压缩机：气体经过二次压缩到终压。 多级压缩机：气缸经三次以上压缩到终压。 （5）按活塞在气缸内所实现气体循环分类

单作用压缩机：气缸内仅一端进行压缩循环。

双作用压缩机：气缸内两端进行同一级次的压缩循环。

3

级差式压缩机：气缸内一端或两端进行两个或两个以上的不同级次的压缩循环。 （6）按压缩机具有的列数分类

单列压缩机：气缸配置在机身的一中心线上。

双列压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧的两条中心线上。 多列压缩机：气缸配置在机身一侧或两恻的两条以上中线上。 2、活塞式压缩机的型号表示法

如：4M12——45/210型压缩机：4列、M型、活塞推力12×10N、额定排气量45m3/min、额定排气压力210x105Pa。 3、压缩机的实际工作过程 （1）余隙与膨胀

实际工作的压缩机，必须存在一定的余隙容积，包括活塞运动到止点时与盖端之间的间隙和阀座下面的空间及其它死角。留此间隙﹝一般为1、5——4mm﹞的的目的是为了避免因活塞杆、活塞的热膨胀和弹性变形而引起的活塞与气缸的碰撞，同时以可防止气体带液而发生事故。防止液击的方法在设计上，每级压缩冷却后析出的冷凝液在设计上设置分离器进行气液分离。

余隙内的气体是排不出去的，当活塞离开而返回运动时，这部分气体（排出时的

压力）开始膨胀，直至压力降至吸气入开始时的压力，新鲜气体才能进入。可见余隙的存

在，使气缸的实际吸入量小于气缸的行程容积，即减少了新鲜气体的吸入量，降低了生产能力。因此，余隙容积在保证运行可靠的基础上，应尽量减小。 （2）气阀的阻力损失

通道和气阀不可能绝对光滑曲折，所以气体通过气阀和管道时，必须会产生阻力损失。因此气缸内的吸入压力总低于管道中的压力，气缸内实际排出压力总是高于排出管道的压力。 （3）气体温度升高

压缩机工作一段时间后，气缸各部分温度基本为一稳定值，它高于气体的吸入温度，低于排出温度。而气体每一循环中，传热情况是不断变化的。如压缩开始时气体温度较气缸温度低，于是气体自气缸吸取热量而提高本身温度，随着压缩机过程的进行，气体温度高于气缸温度。（气体加热后体积会产生膨胀）所以每经一级压缩后的气体都须经冷却器冷却后才进行下一级压缩。（温度累加后影象打气量及气缸温度，设计上排气温度一

4