雙螺桿壓縮機(jī)的發(fā)明歸功于20世紀(jì)30年代的瑞典SRM公司的工程師們,他們蕞初創(chuàng)造出的是無油雙螺桿空氣壓縮機(jī)。從20世紀(jì)60年代開始,噴油雙螺桿壓縮機(jī)走入市場,經(jīng)歷數(shù)十年的不斷改進(jìn)與發(fā)展,如今已經(jīng)變成了蕞常見、使用蕞廣泛的壓縮機(jī)類型。
雙螺桿壓縮機(jī)主要由兩個相互配合的陰陽螺桿轉(zhuǎn)子和一個呈“8”字形內(nèi)腔的機(jī)殼構(gòu)成。在潤滑油的幫助下,陰陽螺桿可以互相傳動,同時,轉(zhuǎn)子上的凸齒、凹槽與機(jī)殼一起構(gòu)成工作腔。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,工作腔的體積由大變小,進(jìn)而實現(xiàn)對氣體的壓縮。
作為一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī),雙螺桿壓縮機(jī)集回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的連續(xù)輸氣、良好的動力平衡及穩(wěn)定運(yùn)行優(yōu)點于一身,同時也具有往復(fù)式壓縮機(jī)的強(qiáng)制打氣優(yōu)點。其容積流量幾乎不受排氣壓力的影響,在廣泛的工況范圍內(nèi),都能保持高效運(yùn)行。
相較于無油螺桿壓縮機(jī),噴油雙螺桿壓縮機(jī)在壓縮過程中會直接注入潤滑油,潤滑油參與空氣壓縮的過程,并在壓縮結(jié)束后,通過油氣分離裝置將潤滑油和壓縮空氣進(jìn)行分離。在噴油螺桿壓縮機(jī)中,潤滑油的作用主要包括:
提供潤滑:由于潤滑油的存在,陰螺桿可以直接由陽螺桿驅(qū)動,相比無油螺桿,避免了一對同步齒輪,從而簡化了機(jī)器的結(jié)構(gòu),降低了成本。
提供密封:螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)決定了螺桿轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間必須有一定的間隙,潤滑油形成的油膜可以起到密封作用,減少了轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的氣體泄漏,進(jìn)而提升了壓縮效率。同時,潤滑油的密封效果可以大幅度降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,從而降低了對轉(zhuǎn)子加工精度的要求,顯著降低了轉(zhuǎn)子的制造成本。
提供清潔:在壓縮過程中,潤滑油可以清除壓縮空氣中的雜質(zhì),從而減少對轉(zhuǎn)子的磨損。
抗氧化和防腐蝕:潤滑油有助于防止水汽對螺桿轉(zhuǎn)子的氧化和腐蝕,減少了對螺桿材料的要求。對比而言,無油螺桿壓縮機(jī)需要在轉(zhuǎn)子表面涂抹一層特殊的涂層以防止水汽的氧化和腐蝕。
提供冷卻:壓縮過程中會產(chǎn)生大量的熱量,潤滑油可以吸收大部分熱量。因此,通過控制注入機(jī)頭的油量和溫度,可以有效地控制機(jī)頭的排氣溫度。如果沒有潤滑油吸收熱量,螺桿壓縮機(jī)的單級壓比一般只能達(dá)到3-4,即已經(jīng)達(dá)到了轉(zhuǎn)子能夠承受的溫度極限。此外,由于熱脹冷縮,溫度越高,壓縮氣體所消耗的功率就越大,壓縮效率也越低。從理論上講,壓縮過程中溫度升高越小,壓縮效率越高,即等溫壓縮蕞為節(jié)能。因此,對于常規(guī)的7-10公斤的排氣壓力,噴油螺桿壓縮機(jī)只需要單級壓縮就能實現(xiàn),而無油螺桿壓縮機(jī)則必須進(jìn)行兩級壓縮。