矿山空气压缩设备.pptx

第九章矿山空气压缩设备;;压缩空气一直是矿山所采用的原动力之一，用以带动凿岩机、风镐及其它风动机械进行。由于像凿岩机这类风动工具的冲击力强，适用于钻削坚硬的岩石，而且风动工具结构简单、重量轻、操作方便，尤其在有瓦斯和煤层爆炸危险的矿井里，使用这种动力比电力安全。虽然整个气力系统（包括压缩空气的生产和输送，以及在风动机具中的使用）的效率很低，成本较高，但目前矿山采掘工作，仍然普遍采用风动工具来凿岩和落煤。

空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设备。包括空气压缩机（简称空压机）、输气管路和附属设备。;一、矿山空压机站的组成

矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、冷却泵站、附属设备、管路等。

二、空压机的分类

现代工业中使用的压缩机种类很多，按其结构型式不同，分类如下：;;目前矿山最广泛使用的是低压（p≤106Pa）活塞式压缩机，近年来螺杆式和滑片式压缩机的使用也逐渐增多。常见的活塞式压缩机有以下几种：;;三、活塞式空压机的工作原理

图9—3

1、吸气过程

2、压缩过程

3、排气过程

4、膨胀过程;;§9—2活塞式空压机的工作循环;二、一级活塞式空压机的工作循环

（一）一级活塞式空压机的理论工作循环

几点假设：

（1）无余隙容积；

（2）在整个吸气过程，气缸内空气的状态保持不变并与周围大气状态相同；

（3）在整个排气过程，气缸内空气的状态保持不变并与风包中的空气状态相同；

（4）气缸不漏气，气阀、吸排气管道无阻力；

（5）压缩过程为等温过程、绝热过程或多变过程，但压缩指数保持不变。

在上述假设条件下，空压机的工作循环称为理论工作循环。它由吸气、压缩和排气三个基本过程组成，只有压缩过程是热力过程。其工作循环可用示功图表示。（图9—4）示功图的横坐标表示气缸容积V，纵坐标表示空气压力。;;;;（3）按多变规律压缩;;按多变规律压缩时：;因此，;（二）一级活塞式空压机的实际工作循环

1、实际工作循环图

图9—5

实际工作循环的工作过程：吸气、压缩、排气、膨胀等四个过程。

2、影响实际工作循环的因素

（1）余隙容积的影响

（2）吸、排气阻力的影响

（3）压缩过程中压缩规律变化的影响

（4）其它因素的影响;;（其中一般α=0.07～0.15，m—多变膨胀指数，1〈m〈1.4〉;;因此，大型空压机的压缩比，一般限制在5左右，当需要压力较高时，一般采用两级或多级压缩。;（二）两级压缩的工作系统

图9-6

（三）两级压缩的优点

1、节省功耗；

图9-7

2、降低排气温度；

3、提高空压机的排气量；

4、可以降低活塞力；

5、中间冷却器可以分离一部分油和水，提高压气的质量。;;;§9—3活塞式空压机的结构;一、压缩机构

1、气缸部件

气缸是空压机中组成压缩容积的主要部分，根据排气压力、排气量、结构方案、气体性质以及所用材料，气缸的结构有各种型式。L型空压机的气缸为开式铸铁气缸，水冷双层壁结构。

2、气阀部件

在空压机运行中，气阀为主要易损件，处于较为苛刻工况，每分钟启闭1000次左右。一台转数为400r/min（4L—20/8型）的空压机，气阀每年启闭21000万次以上。气阀将承受拉伸、压缩、冲击、扭曲、弯曲、磨损、高温变化的潜在破坏。因此，气阀能否正常工作，直接影响空压机的排气量，功率消耗以及运转的可靠性。

气阀有两大类：一类称为强制阀，它的启闭是由专门机构控制，而与气缸内压力变化无关；这类阀结构复杂，启闭时间固定，不适于变工况运转，故很少采用。目前空压机采用随缸内和管路中气体压力变化而自行启闭的自动阀。

自动阀有许多型式，如环状阀、网状阀、舌簧阀、蝶阀和直流阀。L型空压机的排气阀和吸气阀均为单层环状阀。;;所有型式的自动阀主要由四部分组成：

（1）阀座它具有能被阀片覆盖的气体信道，是与阀片一起闭锁进气（或排气）信道，并承受气缸内外压力差的零件。

（2）启闭组件它是交替地开启与关闭座道的零件，通常制成片状者称为阀片。

（3）弹簧是关闭时推动阀片落向阀座，开启时抑制阀片撞击升程器的组件。（对于条状阀，舌簧阀和直流阀等结构，阀片本身具有弹性，并起弹簧作用，故两者合二为一）。

（4）升程限制器是限制阀片的升程，并作为承座弹簧的零件。;3、活塞部件

L型空压机的活塞组件由活塞杆、活塞、活塞环及防松螺母等组成。

（1）活塞

L型空压机为盘状带锥活塞，盘状部分与气缸配合。活塞用灰铸铁成空心以减轻重量，两个端面用加强筋互相连接，以增加刚性。

（2）活塞环

活塞环是密封气缸内缸内壁与活塞间隙的组件，同时兼有布油和导热的作用。对活塞环的基本要求是：密封可靠并耐磨。;活塞环