活塞式压缩机

活塞式压缩机是指靠一组或数组气缸及其内做往复运动的活塞，改变其内部容积的压缩机。活塞式压缩机是容积型往复式压缩机的一种，能满足各种气量的需求，主要应用于石油、化工、采矿、冶金、机械、建筑等部门。

工作原理

基本构造

活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。

机体：包括汽缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度灰铸铁铸成一个整体。它是支承汽缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。汽缸采用汽缸套结构，安装在汽缸体上的缸套座孔中，便于当汽缸套磨损时维修或更换。因而结构简单，检修方便。

曲轴：曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造，但已广泛采用球墨铸铁铸造。

连杆：连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对汽体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。

活塞组：活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活塞组在连杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而与汽缸等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。

汽阀：汽阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输汽量、功率损耗和运转的可*性。汽阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个工作过程。

轴封：轴封的作用在于防止制冷剂蒸汽沿曲轴伸出端向外泄漏，或者是当曲轴箱内压力低于大气压时，防止外界空气漏入。因此，轴封应具有良好的密封性和安全可靠性、且结构简单、装拆方便、并具有一定的使用寿命。

能量调节装置：在制冷系统中，随着冷间热负荷的变化，其耗冷量亦有变化，因此压缩机的制冷量亦应作必要的调整。压缩机制冷量的调节是由能量调节装置来实现的，所谓压缩机的能量调节装置实际上就是排气量调节装置。它的作用有二，一是实现压缩机的空载启动或在较小负荷状态下启动，二是调节压缩机的制冷量。

类型

在结构形式上，活塞式压缩机常按气缸中中线的相对位詈分为以下几种形式。

(1)立式压缩机

立式压缩机的气缸中心线和地面垂直。由于活塞的工作面不承受活塞的重量，因此气缸和活塞的磨损较小，活塞环的工作条件有所改善，能延长机器的使用年限。立式压缩机的负荷使机身主要产生拉伸和压缩应力，机身受力简单，所以机身形状简单、重量轻、不易变形。往复惯性力垂直作用在基础上，基础的尺寸较小，机器的占地面积小。

(2)卧式压缩机

卧式压缩机的气缸中心线和地面平行，分单列或双列，且都在曲轴的一侧。由于整个机器都处于操作者的视线范围内，管理维护方便，曲轴、连杆的安装拆卸都较容易。

(3)角度式压缩机

角度式压缩机的各气缸中心线彼此成一定的角度，但不等于180°。由于气缸中心线相互位置的不同，又可分为L型、V型、W型、扇型。该结构装拆气阀、级间冷却器和级间风道设置方便，结构紧凑，动力平衡性较好。

(4)对置式压缩机

气缸在曲轴两侧水平布置，相邻的两相对列曲柄错角不等于180°。对置式压缩机分两种：一种为相对两列的气缸中心线不在一直线上，制成3、5、7等奇数列；另一种曲轴两侧相对两列的气缸中心线在一直线上，成偶数列。

(5)对称式平衡式压缩机

特点

活塞式压缩机的优点：

①适用压力范围广，活塞式压缩机可设计成低压、中压、高压和超高压，而且在等转速下，当排气压力波动时，活塞式压缩机的排气量基本保持不变。

②压缩效率较高，活塞式压缩机压缩气体的过程属封闭系统，其压缩效率较高。

③适应性强，活塞式压缩机排气量范围较广，而且气体密度对压缩机性能的影响不如速度式压缩机那样显著 同一规格的活塞式压缩机往往只要稍加改造就可以适用于压缩其他的气体介质。

活塞式压缩机的缺点：

①气体带油污，尤其对于有油润滑更为显著。

②转速不能过高，因为受往复运动惯性力的限制。

③排气不连续，气体压力有波动，有可能造成气流脉动共振。

选型

压缩机的选型可归纳为：一是压缩机的技术参数的选择，它包括技术参数对所在化工工艺流程的适应性和技术参数本身的先进性。二是压缩机结构性能的选择，它包括压缩机的结构型式、使用性能及工况适应性等方面的比较选择，从而影响到压缩机运行的经济性。冈此。压缩机选择的总原则是既适用又经济，安全可靠，维护方便等。

压缩机应首先满足工艺要求，主要有以下几方面。

(1)压缩介质对压缩机提出向要求，包括能否允许介质有少量的泄漏，能否允许被润滑剂污染及排气温度限制等；

(2)压缩机的排气量；

(3)压缩机的出、入门压力。

在满足下述工艺要求的前提下，如果有几种类型或型号的压缩机可供选择。在进一步对各种压缩机作选型比较后确定。

化工、石油化工中气体性质对压缩机选用的要求如下。

(1)安全问题

化工、石油化工被压缩的气体，如果是可燃易爆的或有腐蚀性的，则对所选心的压缩机（密封结构、润滑设备）、所配用的电机电器应符合相应防爆要求，或采取强制通风防爆。

(2)压缩过程的液化

化工、石油气体在压缩过程中有可能液化，因此应注意凝液的分离和排除。为避免撞缸事故，压缩机的各级气缸余隙容积应略大一些。同时曲轴箱应注意适当的密封。以免液化后的气体渗透到曲轴箱内，降低润滑油的闪点和黏度。

(3)排气温度限制

某些压缩介质在较高的温度下会分解，此时应对排气温度加以限制。如丁二烯、环戊二烯等在压缩过程中易生成聚合物粘在进、排气阀上。使阀关闭不及时，为此要求各级排气温度不超过100℃。

活塞式压缩机的排气温度不应超过润滑油的闪点。

检修内容

1)小修

对压缩机进行小修一般包括以下内容：

(1)检查并紧固各连接螺栓和十字头销（包括地脚螺栓）。

(2)检查及清除气阀部件上的结焦及污垢。

(3)检查或更换阀片、弹簧、阀座及升高限制器。

(4)检查或更换填料箱密封圈。

(5)检查及修理注油器、逆止阀、润滑油过滤网、油管接头等润滑系统。

(6)检查调整传动带或联轴器。

一般来说，对压缩机进行小修是有针对性的，常常是针对压缩机某一零件的故障进行修理，如易损件气阀等。应随时注意观测，发生故障及时更换。

2)中修

对压缩机进行中修一般包括以下内容：

(1)包括小修内容。

(2)清除气室、水夹套内污物，测量汽缸内壁磨损情况。

(3)检查、修理或更换活塞、活塞环、导向环及活塞杆。

(4)检查、刮研连杆大小头瓦，调查间隙或更换。

(5)检查和调整活塞上点间隙。

(6)检查、修理或更换全部压力表、温度计、安全阀和循环阀。

(7)检查、清理或更换逆止阀。

(8)检查清理冷却水系统。

(9)更换润滑油。

3)大修

对压缩机进行大修一般包括以下内容：

(1)包括中修内容。

(2)解体、清洗整台压缩机。

(3)检查十字头部件、曲轴部件、十字头滑道的磨损情况，必要时修理或更换。

(4)校正各部件的中心与水平。

(5)检查、修理或更换各冷却器、分离器，如需要还要进行水压、气密实验。

(6)对曲轴、十字头销、连杆、连杆螺栓、活塞杆进行探伤检查。

(7)检查及调整飞轮跳动。

(8)检查及修理基础。

(9)防腐处理，刷漆。