3-工作原理.doc

3 工作原理 3.1 气柜工作原理 3.1.1 气柜F62101 气柜为螺旋气柜，容积000m3。气柜由、水槽组成，均由钢板焊接而成。顶部设有放空阀、取样阀，四周置有平衡重锤均匀分布于边缘，上下均有环形水封，均导轮螺旋导轨，出口设有水封槽。设和重锤总重为G，气压力P，作用于整个顶部的力为G1，则G1=P=G。加上对的浮力，故当进气时气柜能沿导轨螺旋上升。但当气柜输入气量小于出气量时，气内气体减少，气体密度降低，压力下降。这时气柜在自重量作用下沿导轨螺旋下降，气柜内的压力恢复至原来的压力时，气柜就停止下降。气柜出口有水封槽，依靠溢流管的溢流作用，使水槽内的水保持一定的高度，水槽内有两根管道伸出水面。一根为进气管，另一根为出气管。向气柜送气前中节、中节的环形水封保持一定高度的水位，水槽内水位保持溢流。当气柜内气量增加时，先后上升，反之先后下降。顶部设有，当下降到，防止将抽瘪上部气柜内的气体能自动从放空，防止上升过高被顶翻。气柜的出口管有水封，以便停车时和前后系统隔离。气柜的作用是贮存一定数量的，保证，均衡系统负荷缓冲作用。 连杆曲轴和十字头余隙腔卸荷器。这种卸荷器的工作原理就是在气缸的缸盖端设置了一个余隙腔，利用气体的压缩和自由膨胀来实现卸荷的。当余隙腔打开时，被压缩的高压气体一部分保留在余隙腔内，进入自由膨胀阶段，这些气体就会自由膨胀，占据了部分气缸容积，导致入口吸气量的减少，从而达到卸荷目的。当余隙腔关闭时，气缸正常工作。 图3.5 气阀示意图 图3.6 压缩机示意图 3.2.2 往复式压缩机的工作原理 活塞式压缩机由气缸和活塞组成，活塞在气缸中作往复运动来减少体积，使气体分子相互接近，来提高气体的压力。由于活塞在气缸内不断的往复运动，使气缸循环的吸入和排出气体，这样活塞每往复一次称为一个工作循环，活塞每移动一次所经过的距离叫做冲程。 3.2.2.1 往复式压缩机压缩气体的四个过程： 1）自由膨胀过程 当活塞向右边（从A点到B点）移动时，气缸的容积增大，压力下降，原先残留在气缸内的余气不断膨胀。 2）吸入过程 当压力降到小于进气管的压力时进口管中的气体便推开气阀进入气缸，随着活塞逐渐向右移 动，气体继续进入气缸，直到活塞移至右边的末端（又称右死点）为止。 3）压缩过程 当活塞掉转方向向左移动时，气缸的容积逐渐减小，便开始了压缩气体的过程。这时气缸内 的压力不断升高，但由于排气管外的压力此时大于气缸内的压力，故排气阀无法打开，气缸 内的压力逐渐升高 4）排出过程 当气缸内的压力逐渐升高到克服排气管外压力和弹簧力之和时，排气阀打开，开始排出过程。 直到活塞移至左边的末端（又称左死点）为止。然后活塞又开始向右移动，重复以上过程。 3.2.2.2 三种绝热过程 气体在压缩的过程中会产生大量的热量，其原因是外力对气体做了功。气体受压的程度越大，则其温度升得越高。压缩过程功耗的大小，与除去气体压缩时产生的热量有关。根据热量移走的程度不同，压缩气体的过程可分为以下三种： 等温压缩过程。在压缩气体的过程中，能及时把压缩所产生的热量移走，使压缩机各级入口温度保持不变。 绝热压缩过程。在压缩过程中，气体与外界没有热量交换，压缩所产生的热量全部使缸内气体温度升高。 多变压缩过程。在气体压缩的过程中，即不完全等温，也不完全绝热的过程。实际生产中的压缩气体，均属此种过程。 等温压缩曲线所包围的面积ABCD＂比绝热缩曲线ABCD’所包围的面积小，面积的大小也可以表示耗功的大小，所以在压缩过程中，要减少耗功，就必须使多变过程向等温过程靠拢。将压缩产生的热量移去越多越好，所以冷却效果越好越省功，越经济。 图3.7 往复式压缩机的工作过程 3.2.3 余隙容积 余隙容积就是指压缩机在排气终了，活塞处于死点位置时活塞与气缸之间的空间以及连接气阀和气缸之间的通道的空间的总和。留余隙容积的原因是： 被压缩的气体中含有水蒸气，在压缩过程中它们有可能凝结为水，水是不可压缩的，如果汽缸不留有余隙，则会产生“液击”而使压缩机遭到破坏。 安装上的要求也必须留有余隙。因为机轴、活塞杆等金属物件在压缩机运行过程中受热伸长或考虑到某些零件在运行中松动，不留余隙也会发生撞缸。 由于有余隙容积的存在，以及残留在余隙容积内的气体的膨胀作用，能使吸入气阀开关时比较平稳。 压缩机上装有气阀室，在气阀室中的进出活门之间的通路上，必须留有空隙，以缓和气体对进出口气阀的冲击作用。 为了安装和调节时的需要，在气缸盖与处于死点位置的活塞之间，也必须留有一定的空隙，防止活塞在运行过程中接触到气缸盖，从而导致活塞损坏。。 余隙容积的控制：汽缸中留有余隙，给压缩机的装配、操作和安全使用带来很多好处。但余隙留得过大，不仅没有好处，反而会使压缩机的生产能力降低。所以在一般情况下，压缩机汽缸的余隙容