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空压机为什么要分级压缩?压缩一次不行吗?

空压机为什么要分级压缩?压缩一次不行吗?

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  很多人都明白,压缩机两级适合产高压,一级适合产气量大。有些时候,我们还需要进行两次以上的压缩,为什么需要分级压缩呢?分享些干货给大家。
 
 
  当要求气体的工作压力比较高时,采用单级压缩不仅不经济,有时候还是不可能实现的,必须要采用多级压缩。多级压缩就是将气体从吸入开始,经过几次升压而达到所需要的工作压力。
 
  1、 节省功率消耗
 
  采用多级压缩,可以通过在级间设置中间冷却器的方法,使被压缩气体在经过一级压缩后,先进行等压冷却,以降低温度,再次进入下一级气缸。温度降低、密度增大,这样易于进一步压缩,较之一次压缩能够大大的节省耗功量。所以,在相同的压力下,多级压缩做功的面积就比单级压缩要少。级数越多省的功耗就越多,越接近于等温压缩。
 
  注意:喷油螺杆式空压机的空压机已经非常的接近定温过程。想要达到饱和状态后,继续压缩、继续冷却的话,就会出现冷凝水的析出。这些冷凝水如果与压缩空气一起进入油气分离器(油箱)内,就会使得冷却油乳化,从而影响润滑效果。随着冷凝水的不断增加,油位也会不断上升,最后冷却油将会随同压缩空气进入系统,污染压缩空气,对系统造成严重的后果。所以,为了防止冷凝水的产生,压缩腔内的温度不能过低,必须要大于冷凝温度。
 
  2、 提高容积利用率
 
  由于制造、安装以及运行三方面的原因,气缸内的余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积,而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力,气缸才能开始吸入新鲜气体,这样就等于进一步的减小了气缸的有效容积。
 
 
  其实,不难理解,倘若压力比愈大,则余隙容积内残留的气体膨胀愈剧,气缸有效的容积则愈小。因为,在极限的情况下,甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后,压力仍然不低于吸气压力,这个时候就无法继续吸、排气,气缸的有效容积也就会变成了“零”。倘若采用多级压缩,则每一级的压缩比很小,余隙容积内残留的气体稍微膨胀即可达到吸气的压力,这样自然就可以使得气缸有效容积增大,进而提高气缸容积的利用率。
 
  3、 降低排气温度
 
  压缩机的排除气体的温度是随压缩比的增加而升高的,压缩比越高排气温度就越高,但是过高的排气温度往往是不允许的。这个也是由于在润滑油的压缩机中,润滑油温度高了会降低粘度,加剧磨损,当温度升高过高时,容易在缸内及阀门上形成积碳,这样以来会加剧磨损,甚至会发生爆炸。基于种种原因,大大的限制了排气温度,因此,我们必须采用多级压缩降低排气温度。
 
 
  注意:分级压缩可以降低螺杆式空压机的排气温度,同时也可以使空压机的热力过程中尽可能地向定温压缩靠近,以达到节能效果,但这个并不是绝对的。尤其对于排气压力13bar以下的喷油螺杆式空压机而言,由于在压缩过程中喷入了低温的冷却油,压缩过程中已经接近了定温的过程,所以,没有必要再进行二级压缩。如果在此喷油冷却的基础上再进行分级压缩,会使结构复杂,制造成本提高,而且还增加了气体的流动阻力和额外的功耗,有点得不偿失。此外,倘若温度过低,在压缩过程中形成冷凝水的话将会导致系统状态恶化,而造成严重的后果。
 
  4、 降低作用在活塞杆上的气体力
 
  活塞式空压机上,当压缩比较高而采用单级压缩时,气缸直径较大,就有较高的气体终压作用在较大活塞面积上,活塞上的气体里就会较大。如果采用多级压缩就可以大大的降低作用于活塞上的气体力,以内有可能使得结构轻巧、机械效率的提高。
 
 
  当然了,多级压缩也不是级数越多越好。因为级数越多,压缩机结构趋于复杂,尺寸、重量及造价都要增加。气体通道增加、气阀及管理的压力损失增加等,所以,有时候级数越多反而使经济性下降,级数多了运动机件增加,发生故障的机会也会增加。由于摩擦增加,机械效率也会有所降低。