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1、活塞空压机的结构本讲稿第一页，共二十二页6-2-1 空压机的结构CZ 6030型船用二级空压机w排气量为60m3/h，转速为750rminw一级额定Pd为0.64MPaw二级额定Pd为3MPa。n一个曲拐n飞轮兼作联轴器n弹性联轴器n铝合金铸造活塞（上大下小）n活塞顶部低压工作空间n活塞过渡锥面以下为高压工作空间（级差式）本讲稿第二页，共二十二页6-2-1 空压机的结构w空气经滤清器n金属丝网或化学纤维层n滤出灰尘等固体杂质，以减轻缸内磨损w低压吸气阀4和排气阀7装在气缸盖5上，w低压安全阀10装在高压级入口，开启压力0.7MPaw高压吸气阀9和排气阀23装在气缸中部阀室内，w高压安全阀22装
2、在排气室出口，开启压力3.3MPa。w 气缸体8与曲轴箱之间的垫片厚度可影响两级工作空间的余隙容积，气缸与气缸盖间的垫片厚度可影响第一级工作空间的余隙容积本讲稿第三页，共二十二页6-2-1 空压机气阀w重要易损件w直接影响到压缩机的Q以及经济性和可靠性w质量差的气阀，能量损失占压缩机轴功率20w气阀工作寿命，决定压缩机的检修周期w对气阀的要求n工艺简单、检修方便，关闭严密、阻力小、启闭及时n由于气体小，流过气阀压降不大，不存在液体气化的问题，故空压机转速比往复泵高得多n不可能要求气阀工作无声，只能要求阀片与阀座和升程限制器的撞击速度不要太大，保证较长的工作寿命n要求尽可能减小气阀通道形成的余隙
3、容积。本讲稿第四页，共二十二页6-2-1 空压机结构主要特点w气阀升程n增加升程，可以降低阀隙气流速度，减少阻力损失l但升程增大，阀片对升程限制器和阀座的撞击增大l弹簧变形量和变形速度大，会导致气阀寿命降低，加重气阀关闭滞后，甚至使压缩机不能正常工作n气阀升程由升程限制器来限定，规定的升程不宜改变l气阀升程多在24mml转速高及工作压力大的则升程较小。w气阀弹簧n强弱对气阀工作的影响很大l太强则阀的阻力增加l太弱则关闭更加滞后n两者都会使排气量和功率的损失增加。本讲稿第五页，共二十二页6-2-1 空压机结构主要特点w 环状阀使用普遍w图为单环(高压级)和双环(低压级)环状阀n优点l简单，工艺性
4、好，价格低，维修方便，便于顶开吸气阀卸载n缺点l阀片运动导向摩擦较大l为保持足够的刚性导致阀片稍厚，质量较大，不适合太高转速n用多环阀片可加大通流面积，适应较大Ql然而各圈阀片可能不同步，对工作造成不良影响。本讲稿第六页，共二十二页6-2 空压机气阀本讲稿第七页，共二十二页6-2-1 空压机网状阀w低n大Q空压机可用网状阀n将多环环状阀的各环阀片以筋条连接n中心环处被夹紧在阀座与升程限制器之间，不再需要对阀片导向n各环运动能保持一致，且无导向摩擦n但结构复杂，价格较高，而且工作寿命较短本讲稿第八页，共二十二页6-2-1 空压机碟状阀（butterfly valve)w图示为碟状阀n气流转向缓和
5、n阻力损失小n阀片强度高n但通流面积小，质量大，w多用于n不太高的小型空压机的高压级。wn较高的空压机可用n条状阀(中、小型)n舌簧阀(微型)本讲稿第九页，共二十二页6-2-1 压缩机的润滑w有飞贱和压力润滑二种w击油勺n击溅滑油，飞溅油滴可润滑主轴承、小端轴承和气缸下部n一部分油沿油勺的小孔和连杆大端的导油孔去润滑大端轴承w气缸n上部缸壁靠一级吸人管上油杯每分钟滴人46滴油n或通过管从曲轴箱中吸人油雾w曲轴箱门盖n装有测油位的油尺20n通过它可保持箱内压力大气压n箱底有螺旋管式滑油冷却器本讲稿第十页，共二十二页6-2-1 压缩机的冷却w有水冷和风冷两种。船用机多水冷w包括：w(1)级间冷却(
6、inter-cooler)n这对降低排气温度和减少功耗有显著效果n一般要求冷却水首先通过级间冷却器。w(2)气缸冷却n气缸和缸盖需冷却，以利于减少压缩功、降低排气温度和避免滑油温度过高n过度冷却会使缸壁温度过低，壁面结露，润滑油乳化n缸壁温度一般比冷却水温度高1520C，通常气缸冷却水温以不低于30C为宜。本讲稿第十一页，共二十二页6-2-1 压缩机的冷却w(3)后冷却n指最后一级排气的冷却，一般冷却至60C左右l为减小排气比容l提高气瓶储量和减轻其气压降低程度l使排气中的油和水的蒸气冷凝而便于分离n有的船为减少设备，空压机不设后冷却器，这时应注意及时泄放气瓶的油和水本讲稿第十二页，共二十二页
7、6-2-1 压缩机的冷却w(4)滑油冷却n 保持润滑性能，冷却摩擦表面，减缓油氧化变质l一般要求油温保持在50C左右。n本例采用水冷l水先进入壳管式级间冷却器和后冷却器l二者置于同一壳体，位于自由端l空气由上而下从管中流过，冷却水由下而上流过管外n有两个防蚀锌棒的螺塞11、15n设有安全膜12l水路堵塞也可能会使安全膜破裂n从冷却器出来的水冷却气缸和气缸盖/滑油冷却器(并联)本讲稿第十三页，共二十二页6-2-1 压缩机的气液分离w排气会夹带细小油滴，w排气中水蒸气的分压力较高n冷却后会析出凝水w级间冷却后这些油和水可以部分分离出来n积于级间冷却器和下一级缸进气口之间的空气管路里n有泄放阀予以泄
8、放w在后冷却器后设气液分离器n以提高充人气瓶的压缩空气品质本讲稿第十四页，共二十二页6-2-1 压缩机的气液分离w气液分离器按工作原理分有：n惯性式(利用液滴随气流运动时惯性较大)n过滤式(利用液滴和气体分子大小不同)n吸附式(利用液体的粘性)w惯性式工作原理：n液滴质量大，运动惯性大n在多次改变流动方向的过程中，撞击并附着在芯子壁上n聚集而流到壳体6的下部空间n为避免停车时气流返回空压机，分离器出口有止回球阀4 本讲稿第十五页，共二十二页6-2-1 压缩机的卸载机构w常用的卸载方法n使第一级吸气阀常开n开中冷器和分离器后泄放阀w提起偏心手柄2n顶杆3下移，通过活塞5、弹簧6、导筒7和顶爪9等
9、，强行顶开一级吸气阀片w放下偏心手柄n顶爪(弹簧作用)向上，使空压机正常工作n可用空气经管接头1来控制活塞，用电磁阀或其它方法控制压缩机的有载或卸载运行，3本讲稿第十六页，共二十二页6-2-2 活塞式空压机的自动控制 w在进出港口、锚地或窄水道时n主机起、停和换向较频繁，消耗空气量较大n气瓶容积有限n需要及时起动补充w在船舶停泊或航行于开阔水面的大多数时间内n空气耗量要少n但忽略补充，也可能造成严重的后果w因此，目前船舶空压机一般都采用自动控制n有两台可以并联工作的空压机，或再添一台作为备用本讲稿第十七页，共二十二页6-2-2活塞式空压机的自动控制本讲稿第十八页，共二十二页6-2-2活塞式空压
10、机自动控制(1)自动起、停n利用装压力继电器即可控制空压机起、停l两个压力继电器分别控制两台空压机l其接通和切断的整定压力值都相差一定数值w例如一台2.5MPa起动，3.0MPa停车w另一台则2.4MPa起动，2.9MPa停车w当前者单独工作不足以维持2.5MPa压力时，另一台加人工作 本讲稿第十九页，共二十二页6-2-2活塞式空压机自动控制(2)自动卸载和泄放n压缩机设有定时器l它能控制卸载机构电磁阀的开启w停车时保持常开w转速正常后再关闭w运行期间定时开启，泄放油、水w停车时同时使泄放电磁阀开启，定时器也停止工作本讲稿第二十页，共二十二页6-2-2活塞式空压机自动控制(3)冷却水自动控制n在供水管路上设电磁阀l与压缩机起、停同步接通和切断n也可在供水管路上设气动薄膜阀l起动后靠第一级排气使之开启l停车时排气泄放则气动阀自动关闭断水l还可以籍排气压力的升高对阀的开度作比例调节。本讲稿第二十一页，共二十二页6-2-2活塞式空压机自动控制(4)自动保护n在高压缸排气管路上设温度继电器l排气温度过高时使压缩机停机l可设油压或曲轴箱油位继电器在油压或油位过低时停车l有的还设有冷却水压力过低保护。(5)自动供油n当低压缸吸气管设有滴油润滑时l可设供油电磁阀，和压缩机同步启、停本讲稿第二十二页，共二十二页