雙螺桿空壓機的發(fā)明歸功于20世紀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。從20世紀60年代開始,噴油雙螺桿空壓機走入市場,經(jīng)歷數(shù)十年的不斷改進與發(fā)展,如今已經(jīng)變成了蕞常見、使用蕞廣泛的壓縮機類型。
雙螺桿空壓機主要由兩個相互配合的陰陽螺桿轉子和一個呈“8”字形內腔的機殼構成。在潤滑油的幫助下,陰陽螺桿可以互相傳動,同時,轉子上的凸齒、凹槽與機殼一起構成工作腔。隨著轉子的轉動,工作腔的體積由大變小,進而實現(xiàn)對氣體的壓縮。
作為一種回轉式容積式壓縮機,雙螺桿空壓機集回轉式壓縮機的連續(xù)輸氣、良好的動力平衡及穩(wěn)定運行優(yōu)點于一身,同時也具有往復式壓縮機的強制打氣優(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,都能保持高效運行。
相較于無油螺桿空壓機,噴油雙螺桿空壓機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,并在壓縮結束后,通過油氣分離裝置將潤滑油和壓縮空氣進行分離。在噴油螺桿空壓機中,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動,相比無油螺桿,避免了一對同步齒輪,從而簡化了機器的結構,降低了成本。
提供密封:螺桿空壓機的結構決定了螺桿轉子與機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,減少了轉子與機殼間的氣體泄漏,進而提升了壓縮效率。同時,潤滑油的密封效果可以大幅度降低轉子的轉速,從而降低了對轉子加工精度的要求,顯著降低了轉子的制造成本。
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,從而減少對轉子的磨損。
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,無油螺桿空壓機需要在轉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,通過控制注入機頭的油量和溫度,可以有效地控制機頭的排氣溫度。如果沒有潤滑油吸收熱量,螺桿空壓機的單級壓比一般只能達到3-4,即已經(jīng)達到了轉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,噴油螺桿空壓機只需要單級壓縮就能實現(xiàn),而無油螺桿空壓機則必須進行兩級壓縮。