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活塞壓縮機
在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞向右移動時,氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力pa ,吸氣閥開啟,外界空氣吸入缸內(nèi),這個過程稱為壓縮過程。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道內(nèi)壓力p后,排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi),這個過程稱為排氣過程。活塞的往復(fù)運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑動——活塞的往復(fù)運動。
這種結(jié)構(gòu)的壓縮機在排氣過程結(jié)束時總有剩余容積存在。在下一次吸氣時,剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會膨脹,從而減少了吸入的空氣 量,降低了效率,增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在,當(dāng)壓縮比增大時,溫度急劇升高。故當(dāng)輸出壓力較高時,應(yīng)采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度,節(jié)省壓縮功,提高容積效率,增加壓縮氣體排氣量。
活塞壓縮機的工作原理
壓縮過程
活塞從下止點向上運動,吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài),氣體在密閉的氣缸中被壓縮,由于氣缸容積逐漸縮小,則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過程一般被看作是等熵過程。
排氣過程
活塞繼續(xù)向上移動,致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力,則排氣閥開啟,氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道,直至活塞運動到上止點。此時由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用,排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。
至此,壓縮機完成了一個由吸氣、壓縮和排氣三個過程組成的工作循環(huán)。此后,活塞又向下運動,重復(fù)上述三個過程,如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)。這就是活塞壓縮機的理想工作過程與原理。
活塞壓縮機氣閥的工作原理
工作過程空壓機的低壓級吸氣閥和排氣閥裝在氣缸蓋上,升程為3mm。而高壓級的吸氣閥和排氣閥裝在氣缸中部的閥室內(nèi)。氣缸及活塞均分成直徑上大下小的兩段?;钊敳恳陨蠟闅飧椎牡蛪杭壒ぷ骺臻g,空氣經(jīng)濾清器吸入氣缸?;钊胁康沫h(huán)形空間為高壓級工作空間,由低壓級排出的氣體經(jīng)級間冷卻器冷卻送入高壓級進(jìn)一步被壓縮。為了保證安全,低壓級和高壓級分別裝有安全閥,它們的安全開啟壓力分別比額定排出壓力約高15%和10%。電動機通過彈性連軸器帶動曲軸旋轉(zhuǎn),再經(jīng)連桿,活塞銷帶動活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動。當(dāng)活塞從上止點向下止點移動時,空壓機處于吸氣過程,此時進(jìn)氣閥彈簧被壓縮,閥片向下運動,于是進(jìn)氣閥打開,吸入氣體。活塞回行時,即從下止點向上運動時,吸氣閥開始關(guān)閉,即閥片受其彈簧彈力作用向上運動至與閥座密合位置。當(dāng)吸、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài),活塞繼續(xù)向上運動時,氣體在缸內(nèi)被壓縮,壓力升高到排出壓力時,排氣閥閥片向上運動壓縮彈簧而開啟,壓縮過程結(jié)束。排氣閥開啟后,缸內(nèi)壓力即將保持排出壓力大小不變直到活塞行至上止點,全部氣體被排出,排氣過程結(jié)束。氣閥開啟的位置受升程限制器的限制。