迷宮壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用

馮嬌嬌++胡波

摘 要：本文列舉了迷宮壓縮機(jī)密封原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其優(yōu)缺點(diǎn)并說明其特殊應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：迷宮壓縮機(jī) 密封原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0082-01

The Advantages and Disadvantages of the Labyrinth Compressor and its Applications

Feng Jiaojiao Hu Bo

（Shenyang Yuanda Compressor CO， LTD.ShenYang LiaoNing，110014，China）

Abstract：this article lists the labyrinth compressor seal principle and structural characteristics，analyzes its advantages and disadvantages and explains its special application.

Key Words：Labyrinth compressor；Sealing principle；Structural characteristics；Application

1 迷宮壓縮機(jī)的密封原理

迷宮壓縮機(jī)是指活塞與氣缸壁、活塞桿與填料之間采用非接觸式迷宮密封技術(shù)的一種新型壓縮機(jī)。與傳統(tǒng)的采用接觸式密封形式的壓縮機(jī)相比，迷宮壓縮機(jī)不存在填料密封環(huán)、活塞環(huán)等摩擦產(chǎn)生的碎屑對氣體的影響，可以獲得較為純凈的氣體。并且對于混入介質(zhì)中的雜質(zhì)不是很敏感，此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了迷宮壓縮機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

2 迷宮壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

迷宮壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)分為閉式和開式。兩者在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于曲軸箱是否是封閉結(jié)構(gòu)。

迷宮壓縮機(jī)由三部分組成。

（1）氣缸壓縮部分：主要完成氣體增壓，采用迷宮密封結(jié)構(gòu)，在氣缸上和活塞上分別有迷宮槽，進(jìn)行介質(zhì)的減壓和密封，為設(shè)備中的無油部分。

（2）曲軸箱傳動(dòng)部分：通過主電機(jī)帶動(dòng)曲軸，曲軸連接連桿和十字頭運(yùn)動(dòng)，傳遞給活塞桿，驅(qū)動(dòng)活塞的壓縮過程，并采用導(dǎo)向軸承結(jié)構(gòu)對活塞進(jìn)行精確導(dǎo)向定心，為設(shè)備的有油部分；閉式迷宮壓縮機(jī)的曲軸箱帶有機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，曲軸箱可以承受一定壓力，主要用于不允許泄漏到大氣中的介質(zhì)，一般用于進(jìn)氣壓力較低的介質(zhì)。

（3）隔離區(qū)域部分：通過充以惰性氣體，將壓縮部分（無油）與曲軸箱（有油）部分隔離開來。在高溫和低溫的介質(zhì)時(shí)還要增加隔熱或隔冷的腔室。

3 迷宮壓縮機(jī)的特點(diǎn)

（1）可靠性：非迷宮往復(fù)活塞壓縮機(jī)的密封元件采用非金屬材料制作，壓縮機(jī)工作時(shí)，它與缸體內(nèi)壁或者活塞桿相互摩擦而產(chǎn)生微粒直接污染壓縮氣體，而迷宮壓縮機(jī)采用節(jié)流密封，設(shè)計(jì)上無活塞環(huán)、支承環(huán)，使迷宮壓縮機(jī)具有極高壽命和可靠性。填料密封屬于非接觸式密封。填料環(huán)采用石墨材料，填料環(huán)的內(nèi)壁帶有節(jié)流環(huán)槽。迷宮壓縮機(jī)不僅排氣無油，而且壓縮機(jī)氣缸內(nèi)不產(chǎn)生任何粉塵磨屑，同時(shí)對壓縮介質(zhì)中混入的雜質(zhì)顆粒不敏感，在易燃易爆烴類氣體及氧氣裝置中，或在超高溫或在超低溫工況及壓縮絕對干燥氣體（如：氮?dú)猓r(shí)使用更具有極高的安全可靠性。

（2）經(jīng)濟(jì)性：迷宮活塞壓縮機(jī)沒有連續(xù)摩擦而引起活塞環(huán)和填料密封環(huán)磨損現(xiàn)象，維修費(fèi)用低，開工率高，僅有極少的幾個(gè)部件要求特別維護(hù)，且為立式結(jié)構(gòu)，占地面積小；迷宮活塞既可逾越非金屬材料活塞環(huán)允許的最高工作溫度安全運(yùn)行，亦可高于氣缸有油潤滑壓縮機(jī)的壓縮機(jī)油閃點(diǎn)正常工作，還可低于普通金屬材料為防冷脆而限定的最低工作溫度下正常工作，這無疑提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（3）安全性：迷宮活塞壓縮機(jī)通過氣流的所有部件用金屬制成，設(shè)計(jì)盡可能簡單，在壓縮范圍內(nèi)無機(jī)械摩擦產(chǎn)生，在壓縮易燃易爆有毒氣體時(shí)還可采用閉式結(jié)構(gòu)，提高了壓縮機(jī)的安全性。

迷宮壓縮機(jī)的缺點(diǎn)。

（1）密封零件的加工精度要求很高，零件間空間緊湊，拆裝比較困難。

（2）活塞與氣缸間的間隙較小，對于活塞桿的定位導(dǎo)向要求較高，一旦機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不良，發(fā)生摩擦磨損，就會(huì)降低密封性能，并且修復(fù)成本較高。

（3）對于填料環(huán)的密封性能要求較高，當(dāng)設(shè)計(jì)或組裝不當(dāng)事，泄露比較嚴(yán)重。

4 迷宮壓縮機(jī)的特殊應(yīng)用

迷宮壓縮機(jī)主要應(yīng)用的介質(zhì)包括：烯烴類、空氣、氮?dú)狻OG低溫介質(zhì)、高溫介質(zhì)等。

（1）對于烯烴類等易液化的介質(zhì)，要注意進(jìn)氣液體的分離。由于壓縮機(jī)不能壓縮液體，需要核算壓縮機(jī)工況是否處在該介質(zhì)的液化區(qū)，并且對于易液化的介質(zhì)，在分離器上設(shè)置自動(dòng)排液裝置以便可以及時(shí)進(jìn)行冷凝液體的收集和排放。

（2）迷宮壓縮機(jī)可以用到低溫-196 ℃和高溫300 ℃的介質(zhì)中，在設(shè)計(jì)中主要需要考慮以下幾點(diǎn)。

①與氣體接觸的零件需要采用變形量小的材料。

例如：與介質(zhì)接觸的氣缸、活塞和氣閥等金屬零件可以采用奧氏體不銹鋼材料和高鎳球鐵材料，對于填料環(huán)等密封件采用特制石墨材料。以保證在高溫或低溫時(shí)各零件間的膨脹量相對小一些，更有利于各零件的配合。

②與氣體接觸的零件需要做深冷試驗(yàn)及檢驗(yàn)，并且對于連接處的螺栓螺母等需要做二次預(yù)緊，保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全性。另外在重要的連接部位更要注意鎖緊形式的采用，例如在與高溫或低溫介質(zhì)接觸的部位采用鋼絲螺套進(jìn)行螺紋的加固，并且采用鬧得牢防松墊圈來增加螺栓、螺母的鎖緊性能，但是鬧得牢防松墊圈在數(shù)次重復(fù)拆卸后，其性能會(huì)降低，應(yīng)適時(shí)的更換，來保證設(shè)備的安全。

③在氣缸和曲軸箱間設(shè)置隔熱或隔冷的腔室。通過在隔室里通冷凍鹽水或通導(dǎo)熱油的方法，阻隔零件間的熱量傳遞。防止高溫或低溫介質(zhì)的溫度傳遞到曲軸箱，影響潤滑油的溫度，降低潤滑效果。同時(shí)在隔室里充入氮?dú)獯祾撸部蓭ё咭徊糠值母邷鼗虻蜏亟橘|(zhì)產(chǎn)生的熱量。

5 迷宮壓縮機(jī)的發(fā)展前景

1935年瑞士蘇爾壽公司開發(fā)研制了第一臺(tái)迷宮壓縮機(jī)，開創(chuàng)了迷宮壓縮機(jī)應(yīng)用的先河，并且長期的控制了國內(nèi)外迷宮壓縮機(jī)的市場占有率。隨著石油化工領(lǐng)域的不斷發(fā)展，迷宮壓縮機(jī)的應(yīng)用更加廣泛，特別在節(jié)能減排項(xiàng)目上的應(yīng)用，更提高了迷宮壓縮機(jī)的使用率，市場的需求推動(dòng)了迷宮壓縮機(jī)國產(chǎn)化的進(jìn)程，迷宮壓縮機(jī)發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?/p>

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