阿特拉斯空压站设备结构与原理

阿特拉斯空压站设备结构与原理一、阿特拉斯空压机的机构和工作原理在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。

通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。

把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴转子。

一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。

转子上的最后一对轴承实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。

转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。

在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。

一个供吸气用，称为进气口；另一个供排气用，称作排气口。

螺杆压缩机的工作循环可分为进气，压缩和排气三个过程。

随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。

螺杆式空气压缩机的核心部件是压缩机主机，是容积式压缩机中的一种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。

转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。

因此，双螺杆转子的型线技术决定着螺杆式空气压缩机产品定位的档次。

1、进气过程：转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。

当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。

2、压缩过程：阴阳转子在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流。

其啮合面逐渐向排气端移动。

啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小，齿沟内的气体被压缩压力提高。

3、排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又再进行。

从上述工作原理可以看出，螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。

气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。

二、活塞式空压机的机构和工作原理活塞式空气主机主要由运动机构和压缩机构组成。

运动机构由机身部件、曲轴部件、连杆部件、十字头部件等组成，压缩机构主要由缸部件、活塞部件、气阀部件和填料部件等组成。

驱动压缩机的电动机带动曲轴旋转，曲轴带动连杆摆动，连杆带动十字头运动，十字头在滑道的限制下作往复运动，十字头带动活塞也作往复运动。

当活塞从上死点向下运动时，有气缸、气缸盖以及活塞上端面所构成的气缸容积将逐渐扩大，这时上部的吸气阀和排气阀都是关闭的，气缸容积内的气体膨胀，压力降低，当压力低于吸气阀外的气体压力时，外部的气体就压开吸气阀进入气缸，这就是压缩机的吸气过程。

此过程持续到活塞运动到下死点为止；活塞到达下死点后，开始向上运动，这时吸气阀关闭，气缸容积内的气体受到上行活塞的压缩，压力提高，当气体压力高到大于排气阀外侧气体压力时，气缸内的气体冲开排气阀排到缸外，随着活塞上行，排气过程持续进行，活塞到达上死点，排气过程结束。

继而活塞又开始下行，重复动作不断地将气体从吸气阀前吸进气缸、压缩，又排到排气阀后。

双作用压缩机下部气缸容积的吸气、压缩、排气与上部容积相差180°。

当压缩比大道一定程度，压缩机被设计成两级或三级、四级…七级压缩，每一级排气须进入级间冷却器冷却后才能进入后一级压缩。

整台两级压缩的空气压缩机装置，煤气压缩机结构与空气压缩机仍有不同，煤气压缩机（市政煤气压缩机）一般设计成单级压缩，防爆电动机与压缩机直接联系传动，消声过滤器改为吸气缓冲器，后冷却器部分取消。

活塞式空压机的工作原理见图1图1 活塞式空压机工作原理图1 —排气阀2 —气缸3 —活塞4 —活塞杆5 —滑块(十字头)6 —连杆7 —曲柄8 —吸气阀9 —阀门弹簧在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力p ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。

当缸内压力高于输出空气管道内压力p 后，排气阀打开。

压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。

活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。

曲柄的旋转运动转换为滑块（十字头）滑动——活塞的往复运动。

这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。

在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。

且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。

故当输出压力较高时，应采取分级压缩。

分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。

图 1 为单级单作用活塞式空压机，常用于需要0.3 —0.7MPa 压力范围的系统。

单级活塞式空压机若压力超过0.6MPa ，各项性能指标将急剧下降，故往往采用多级压缩，以提高输出压力。

图2(a) 图2 (b)为了提高效率，降低空气温度，需要进行中间冷却。

图 2 (a) 为二级压缩的单作用活塞式空压机设备示意图（双作用即为在缸筒的另一端还有一进气阀和一出气阀）。

如图2 (b) 所示，空气经低压缸后压力由p 1 提高至p 2 ，温度由T l 升至T 2 ；然后流入中间冷却器，在等压下对冷却水放热，温度降为T l ；再经高压缸压缩到所需要的压力p 3 。

并由该图可见，进入低压缸和高压缸的空气温度T l 和T 2 ，位于同一等温线12 ′ 3 ′上，两个压缩过程12 、 2 ′ 3 偏离等温线不远。

同一压缩比p 3 ／p 1 的单级压缩过程为123 ″，比两级压缩偏离等温线12 ′3 ′远得多，即温度要高许多。

且单级压缩消耗功相当于图中面积613 ″46 ，两级压缩消耗功相当于图中面积61256 和52 ′345 之和，节省的功相当于2 ′23 ″32 ′。

可见，分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高效率。

活塞式空压机有多种结构形式。

按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。

按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。

按设置方式可分为移动式和固定式两种。

按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。

其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。

这种空转状态称为卸荷运转。

而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止运转。

活塞式空压机的优点是结构简单，使用寿命长，并且容易实现大容量和高压输出。

缺点是振动大，噪声大，且因为排气为断续进行，输出有脉冲，需要贮气罐。

三、冷干机、干燥器工作原理1、冷干机工作原理是根据冷冻除湿原理，将含有大量饱和水汽的压缩空气强制通过蒸发器进行热交换而降温，使压缩空气中气态的水和油经过等压冷却，凝结成液态的水和油，并夹带尘埃，经汽水分离和通过自动排水器排出，从而获得清洁的压缩空气。

2、吸附式干燥器工作原理利用变压吸附与变温吸附再生循环，使压缩空气交替流经A、B两个充满吸附剂的罐，即在常温、高蒸汽分压下吸附（工作），较高温低蒸汽分压下解吸（再生）。

吸附剂在吸附过程中吸附的水分在再生过程中，依靠高品质再生气（产品气加温）的热扩散和低分压两种机理的共同作用下而得以彻底清除。

干燥器系统中所使用的FA过滤器是用来过滤油雾，FC过滤器是用来过滤风中的油水，FT 是用来过滤粉尘精密过滤器FC级：离心式油水分离器性能：完全过滤了3µ或更大的固态离子，上游气体水分负载允许达到25000ppm，去除99％水分，40％油雾。

应用范围：后部冷却器的分离器，冷冻式干燥器的分离器，主管路前置的过滤器。

FT级：主管路过滤器性能：完全过滤更大的固态离子，上游气体水分负载允许达到2000ppm，去除100％水分，70％油雾。

应用范围：启动工具、气动马达、保护自动控制系统、空气系统的主管路过滤器。

FA级：微油过滤器，可过滤0.01µ的固体粒子①过滤器以“先粗后精”原则组合配置，顺序不能颠倒。

②下列情况之一出现时，应当更换滤芯。

3、寿力空压机的结构和工作原理螺杆式空气压缩机是喷油单级双螺杆压缩机，采用高效带轮(或轴器)传动，带动主机转动进行空气压缩，通过喷油对主机压缩腔进行冷却和润滑，压缩腔排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。

双螺杆空气压缩机具有优良的可靠性能，机组重量轻、震动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高是其最大的优点。

4、制氮机的结构和工作原理碳分子筛变压吸附（PSA）空分制氮原理吸附剂（碳分子筛）吸附剂是变压吸附系统的核心。

碳分子筛是一种速度型的吸附剂，广泛应用于空气分离制取氮气。

其对空气中N2、O2的吸附分离主要是基于：在一定时间内，其对空气中O2的吸附速度远远大于N2的吸附速度（如图2-1、2-2所示）。

吸附压力在吸附平衡情况下，空气压力越高，则碳分子筛（吸附剂）对N2、O2的吸附量越大。

反之，压力越低，则吸附量越小（图2-3所示）图2-3:吸附压力曲线碳分子筛变压吸附制氮根据图2-3所示，利用吸附剂在不同压力下对气体吸附量不同的原理，对气体进行加压吸附，减压解吸脱附的循环操作，即变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）。

PSA气体分离技术广泛应用于空气干燥、空气分离（提取氮气或氧气），其它气体提纯等领域。

碳分子筛变压吸附制氮是：应用PSA气体分离技术，以碳分子筛为吸附剂，以压缩空气为原料，利用碳分子筛在一定时间内对N2、O2的吸附速度差异，在密闭容器内进行加压吸O2产N2，减压脱附O2的循环操作过程。

变压吸附制氮的技术应用模型图2-4所示，变压吸附制氮技术的最简单应用单元是由一只装满碳分子筛的吸附器、进气管路、出气管路和程控阀门组成。

如图2-4（左）所示，当压缩空气从进气端进入，流经吸附器内的吸附剂（碳分子筛）时，压缩空气中的O2被吸附，而未被吸附的N2则被富集起来，由出气端流出。

如图2-4（右）所示，在一段时间后，碳分子筛吸附饱和，则关闭进气阀和出气阀并打开排气阀，就可以对吸附剂进行解吸再生。

再生完全后则进入下一个吸附周期。

图2-4（左）:吸附应用单元图2-4（右）:吸附应用单元制氮机流程图如下5、干燥器的结构和工作原理吸附是干燥净化空气过程，再生是利用通过加热器的高温，将再生塔内的干燥剂还原的过程，通过设定时间两塔循环工作6、气化器的结构和工作原理空温式翅片管换热器是通过吸收外界环境中的热量并传递给低温介质使其气化的设备。

其结构如图所示。

由于结构简单、运行成本低廉等优点广泛应用于低温液体气化器。