浅析压缩机的现状、发展及新型技术展望

现在, 资源短缺是全球面临的重大困难, 很多资源不能够再生, 而有的资源再生周期较长, 难以在短时间内补足社会发展的需要, 因此在现在的社会环境下, 如何减少资源消耗已经成为各行各业发展的目标, 尤其是在煤矿产业, 如何寻找出提高煤矿的利用率这一技术成为现在学者和技术人员的首要解决问题, 压缩机技术是目前改变的重心, 尤其是现在我国工业发展越来越快, 生产出来的产品与人们的生活息息相关, 压缩机作为动力的器械和工程的重要性越来越突出, 对此本笔者在此方面进行了阐述, 为我国压缩机技术改善提供理论资料。

1 往复活塞压缩机工作特点及研究状况

1.1 活塞压缩机的优点

通过对活塞压缩机的观察和实际操作发现, 活塞压缩机结构简单, 并且制造技术很成熟, 对加工的原材料和工艺要求较低, 能够加工很多产品, 应用范围较为广泛, 活塞压缩机的这些特点突出其性价比高。此外, 由于活塞压缩机的活塞与气缸壁之间安装有弹性活塞, 能够减小高压和低压之间的漏气量, 此外还可以通过在活塞与气缸之间添加润滑油, 减少漏气量, 并且提高排气效率。

1.2 活塞压缩机的缺点

活塞压缩机由于采用曲轴连杆机构驱动活塞往复运行, 使得整个机械体积大, 体重大, 在运行过程中产生较大的噪声和振动, 因此很难实现高速压缩旋转活动, 一旦旋转速度提高, 很容易造成排气量不稳定, 但是如果能够寻找出解决该问题的办法, 就能够提高活塞压缩机在市场上所占的比例, 扩大其发展空间。

1.3 研究方向

通过分析上述活塞压缩机的优点和缺点可以发现, 压缩机制作成本低, 并且制作工艺简单, 使其在我国工业发展中占据重要的地位, 但是现在发现活塞压缩机存在余隙容积问题, 阻碍其发展速度, 并且该问题在煤炭行业发展方面, 一方面会对其他煤炭加工设备产生破坏作用, 另外一方面还会影响煤炭产品的产出率, 因此解决其余隙容积问题是未来活塞压缩机发展的重要方向。

2 旋转式压缩机

转子式压缩机最主要的代表结构是滚动活塞压缩机, 又称为旋转式压缩机, 但压缩机的内部结构紧凑, 工作可靠, 工作效率高, 但是由于滚动活塞式压缩机内部结构间的相对运动速度较大, 容易使零件之间相互摩擦, 对仪器的损伤较大, 影响仪器的使用寿命, 此外, 仪器中的滚动活塞做偏心运动, 产生较大的旋转惯性力, 使仪器发出较大的噪音, 虽然可以通过添加平衡块, 校正滚动活塞, 但是也增加了仪器中的轴承承受压力, 对仪器也有损伤, 总体来说, 仪器产生的噪音比同量级的活塞压缩机小, 该仪器在未来发展中可以通过研究改善其滚动活塞的偏心运动, 降低噪音, 减少仪器损伤后在扩展其发展的空间。

3 滑片式压缩机的发展

3.1 原理及其优缺点

滑片式压缩机其结构内部主要是在旋转活塞上设置滑片, 通过滑片伸缩使吸入气体与压缩气体合并将被压缩的高压气体排出, 该仪器内部的旋转轴与活塞是同心定位的, 圆形气缸内径与旋转轴是偏心定位的, 压缩机内部的结构之间也存在较大的相对运动速度, 各部件之间互相摩擦损伤较大, 但是产生的噪音比活塞要说已经产生的噪音小。

3.2 操作过程

滑片式压缩机由于其内部结构的原因, 其密封位置容易漏气和易于磨损, 这些问题是该压缩机发展中面临的难题, 并且该压缩机内部的零件接触面积较大, 在低压和高压时候都会出现漏气。因此该压缩机制造需要使用较高质量的材料, 提高精细零件的加工精度, 提高该压缩机的性价比, 在操作过程中, 保证操作步骤规范, 最大程度减少零件之间的磨损, 延长仪器的使用寿命。

4 最新压缩机——“无余隙”活塞压缩机

现在新开发出来的压缩机机型较多, 大部分的压缩机都是在以前压缩机的基础上对其结构进行改变与完善, 现在针对压缩机中出现的漏气现象, 提出了一种无余隙压缩机, 该压缩机中以锥形吸气阀体为主的吸气结构装置, 让活塞排气运动时能够使排气阀片冲出气缸, 进入高压区, 此时的活塞、排气阀片与吸气阀块3者之间即形成了没有几何空间的“无余隙”状态的接触, 形成一个隔离的二元室结构, 补偿了余隙的容积, 将压缩机的排气效率提升到百分之百。“无余隙”活塞压缩机在其运用上能够很大程度的提高其工作压缩比和排气效率, 但是其升温速度较快, 一般采用强制风冷方式或者用汽车发动机中的水冷方式解决气缸散热问题, 因此, 吸气阀装置中的吸气阀体的具体结构进行符合要求的最佳设计是未来研究的重要方向。并且将该压缩机用于煤矿行业, 对于降低环境污染, 提高煤炭的利用率有重要的意义。

5 结语

压缩机在现代工业中有重要的作用, 并且在人们的生活中应用也较多, 例如冰箱的制冷机核心部分就是压缩机, 在煤炭行业的煤炭加工部分使用的大型器械中也含有压缩机, 上述叙述的四种压缩机中, 结果都紧凑, 但是活塞压缩机、旋转压缩机和滑片压缩机都存在噪音大, 零件磨损等情况, 降低仪器的使用寿命, 对于提出的无余隙压缩机, 具有较强的节能效果和低噪音等优点, 成为现代的活塞压缩机的替换品, 在煤炭行业也有较多的应用, 但是也需要对其进一步完善和提升其功能作用, 保证压缩机在现代工业中有较大的发展空间。

摘要：压缩机在工业发展中应用较为广泛, 尤其是在煤矿行业中。本文笔者简要分析压缩机技术的发展现状和发展特点, 并对我国现有的几个典型压缩机技术进行了概述和前景分析, 从结构原理解析了能够实现低成本和高效率的无余隙活塞往复压缩机的可行性, 使其能够在煤矿工业上能够发挥巨大的作用。

关键词：压缩机,高压缩比,压缩效率,无余隙活塞往复压缩机

参考文献

[1] 袁伟, 宝民, 于海涛.基于遗传算法的往复活塞式空气压缩机结构优化设计方法[J].车辆与动力技术, 2009, (1) .

[2] 李奇峰, 刘博图, 杨旭.活塞式压缩机变工况试验改造[J].石油/化工通用机械, 2009, (8) :37-39.

[3] 周凤山.高压比往复式压缩机运行质量分析研究[J].石油工业技术监督, 2008, (11) :25-27.

[4] 孙付伟, 桑俊勇, 王发辉.往复式制冷压缩机增效改造设计的试验研究[J].河南理工大学学报 (自然科学版) , 2008, 27 (4) :429-432.

[5] 王晓东.活塞式压缩机系统节能分析及措施[J].重庆工学院学报 (自然科学) , 2009, 23 (4) :155-160.