活塞式壓縮機是一種依靠活塞往復運動使氣體增壓和輸送氣體的壓縮機。屬容積型壓縮機，又稱“往復活塞式壓縮機”或“往復式壓縮機”。主要由工作腔、傳動部件、機身及輔助部件組成。工作腔直接用來壓縮氣體，由氣缸、氣缸套、氣閥、填料、活塞及活塞桿組成。活塞由活塞桿帶動在氣缸內作往復運動，活塞兩側的工作腔容積大小輪流作相反變化，容積減小一側氣體因壓力增高通過氣閥排出，容積增大一側因氣壓減小通過氣閥吸進氣體，傳動部件用以實現往復運動，有曲軸連桿、偏心滑塊、斜盤等，其中以曲軸連桿機構使用最普遍，它由十字頭、連桿和曲軸等組成。
基本介紹
- 中文名：活塞式壓縮機
- 外文名：reciprocating compressor
- 構成：機體、曲軸等
- 特點：適用壓力範圍廣等
- 套用：石油、化工等
- 學科：機械工程
工作原理,基本構造,類型,特點,選型,檢修內容,
工作原理
電動機啟動後帶動曲軸旋轉，通過連桿的傳動，活塞做往復運動，由汽缸內壁、汽缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞從汽缸蓋處開始運動時，汽缸內的工作容積逐漸增大，這時，汽體即沿著進氣管推開進氣閥而進入汽缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞反向運動時，汽缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當汽缸內壓力達到並略高於排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出汽缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞再次反向運動時，上述過程重複出現。總之，曲軸旋轉一周，活塞往復一次，汽缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。
基本構造
活塞式壓縮機主要由機體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調節裝置、油循環系統等部件組成。
機體：包括汽缸體和曲軸箱兩部分，一般採用高強度灰鑄鐵鑄成一個整體。它是支承汽缸套、曲軸連桿機構及其它所有零部件重量並保證各零部件之間具有正確的相對位置的本體。汽缸採用汽缸套結構，安裝在汽缸體上的缸套座孔中，便於當汽缸套磨損時維修或更換。因而結構簡單，檢修方便。
曲軸：曲軸是活塞式製冷壓縮機的主要部件之一，傳遞著壓縮機的全部功率。其主要作用是將電動機的旋轉運動通過連桿改變為活塞的往復直線運動。曲軸在運動時，承受拉、壓、剪下、彎曲和扭轉的交變複合負載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般採用40、45或50號優質碳素鋼鍛造，但已廣泛採用球墨鑄鐵鑄造。
連桿：連桿是曲軸與活塞間的連線件，它將曲軸的迴轉運動轉化為活塞的往復運動，並把動力傳遞給活塞對汽體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。
汽閥：汽閥是壓縮機的一個重要部件，屬於易損件。它的質量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸汽量、功率損耗和運轉的可*性。汽閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復運動一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機並使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。
軸封：軸封的作用在於防止製冷劑蒸汽沿曲軸伸出端向外泄漏，或者是當曲軸箱內壓力低於大氣壓時，防止外界空氣漏入。因此，軸封應具有良好的密封性和安全可靠性、且結構簡單、裝拆方便、並具有一定的使用壽命。
能量調節裝置：在製冷系統中，隨著冷間熱負荷的變化，其耗冷量亦有變化，因此壓縮機的製冷量亦應作必要的調整。壓縮機製冷量的調節是由能量調節裝置來實現的，所謂壓縮機的能量調節裝置實際上就是排氣量調節裝置。它的作用有二，一是實現壓縮機的空載啟動或在較小負荷狀態下啟動，二是調節壓縮機的製冷量。
類型
在結構形式上，活塞式壓縮機常按氣缸中中線的相對位詈分為以下幾種形式。
(1)立式壓縮機
立式壓縮機的氣缸中心線和地面垂直。由於活塞的工作面不承受活塞的重量，因此氣缸和活塞的磨損較小，活塞環的工作條件有所改善，能延長機器的使用年限。立式壓縮機的負荷使機身主要產生拉伸和壓縮應力，機身受力簡單，所以機身形狀簡單、重量輕、不易變形。往復慣性力垂直作用在基礎上，基礎的尺寸較小，機器的占地面積小。
(2)臥式壓縮機
臥式壓縮機的氣缸中心線和地面平行，分單列或雙列，且都在曲軸的一側。由於整個機器都處於操作者的視線範圍內，管理維護方便，曲軸、連桿的安裝拆卸都較容易。
(3)角度式壓縮機
角度式壓縮機的各氣缸中心線彼此成一定的角度，但不等於180°。由於氣缸中心線相互位置的不同，又可分為L型、V型、W型、扇型。該結構裝拆氣閥、級間冷卻器和級間風道設定方便，結構緊湊，動力平衡性較好。
(4)對置式壓縮機
氣缸在曲軸兩側水平布置，相鄰的兩相對列曲柄錯角不等於180°。對置式壓縮機分兩種：一種為相對兩列的氣缸中心線不在一直線上，製成3、5、7等奇數列；另一種曲軸兩側相對兩列的氣缸中心線在一直線上，成偶數列。
(5)對稱式平衡式壓縮機
對稱平衡壓縮機兩主軸承之間，相對兩列氣缸的曲柄錯角為180°，慣性力可完全平衡，轉速能提高；相對列的活塞力能互相抵消，減少了主軸頸的受力與磨損。多列結構中，每列串聯氣缸數較少，安裝方便，產品變形較臥式和立式容易。
特點
活塞式壓縮機的優點：
②壓縮效率較高，活塞式壓縮機壓縮氣體的過程屬封閉系統，其壓縮效率較高。
③適應性強，活塞式壓縮機排氣量範圍較廣，而且氣體密度對壓縮機性能的影響不如速度式壓縮機那樣顯著 同一規格的活塞式壓縮機往往只要稍加改造就可以適用於壓縮其他的氣體介質。
活塞式壓縮機的缺點：
①氣體帶油污，尤其對於有油潤滑更為顯著。
②轉速不能過高，因為受往復運動慣性力的限制。
③排氣不連續，氣體壓力有波動，有可能造成氣流脈動共振。
④易損件較多，維修量較大。
選型
壓縮機的選型可歸納為：一是壓縮機的技術參數的選擇，它包括技術參數對所在化工工藝流程的適應性和技術參數本身的先進性。二是壓縮機結構性能的選擇，它包括壓縮機的結構型式、使用性能及工況適應性等方面的比較選擇，從而影響到壓縮機運行的經濟性。岡此。壓縮機選擇的總原則是既適用又經濟，安全可靠，維護方便等。
壓縮機應首先滿足工藝要求，主要有以下幾方面。
(1)壓縮介質對壓縮機提出向要求，包括能否允許介質有少量的泄漏，能否允許被潤滑劑污染及排氣溫度限制等；
(2)壓縮機的排氣量；
(3)壓縮機的出、入門壓力。
在滿足下述工藝要求的前提下，如果有幾種類型或型號的壓縮機可供選擇。在進一步對各種壓縮機作選型比較後確定。
化工、石油化工中氣體性質對壓縮機選用的要求如下。
(1)安全問題
化工、石油化工被壓縮的氣體，如果是可燃易爆的或有腐蝕性的，則對所選心的壓縮機（密封結構、潤滑設備）、所配用的電機電器應符合相應防爆要求，或採取強制通風防爆。
(2)壓縮過程的液化
化工、石油氣體在壓縮過程中有可能液化，因此應注意凝液的分離和排除。為避免撞缸事故，壓縮機的各級氣缸余隙容積應略大一些。同時曲軸箱應注意適當的密封。以免液化後的氣體滲透到曲軸箱內，降低潤滑油的閃點和黏度。
(3)排氣溫度限制
活塞式壓縮機的排氣溫度不應超過潤滑油的閃點。
另外，壓縮有毒氣體要充分注意壓縮機泄漏最的限制。對壓縮有腐蝕性的氣體，壓縮機要注意防腐和選材。
檢修內容
1)小修
對壓縮機進行小修一般包括以下內容：
(1)檢查並緊固各連線螺栓和十字頭銷（包括地腳螺栓）。
(2)檢查及清除氣閥部件上的結焦及污垢。
(3)檢查或更換閥片、彈簧、閥座及升高限制器。
(4)檢查或更換填料箱密封圈。
(5)檢查及修理注油器、逆止閥、潤滑油過濾網、油管接頭等潤滑系統。
(6)檢查調整傳動帶或聯軸器。
一般來說，對壓縮機進行小修是有針對性的，常常是針對壓縮機某一零件的故障進行修理，如易損件氣閥等。應隨時注意觀測，發生故障及時更換。
2)中修
對壓縮機進行中修一般包括以下內容：
(1)包括小修內容。
(2)清除氣室、水夾套內污物，測量汽缸內壁磨損情況。
(3)檢查、修理或更換活塞、活塞環、導向環及活塞桿。
(4)檢查、刮研連桿大小頭瓦，調查間隙或更換。
(5)檢查和調整活塞上點間隙。
(6)檢查、修理或更換全部壓力表、溫度計、安全閥和循環閥。
(7)檢查、清理或更換逆止閥。
(8)檢查清理冷卻水系統。
(9)更換潤滑油。
3)大修
對壓縮機進行大修一般包括以下內容：
(1)包括中修內容。
(2)解體、清洗整台壓縮機。
(3)檢查十字頭部件、曲軸部件、十字頭滑道的磨損情況，必要時修理或更換。
(4)校正各部件的中心與水平。
(7)檢查及調整飛輪跳動。
(8)檢查及修理基礎。
(9)防腐處理，刷漆。
以上為壓縮機的基本檢修內容，在工廠實際檢修過程中，可根據被檢修機器的情況做適當的增加或減少。
