【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、概述
在國民經(jīng)濟(jì)的構(gòu)成中,空氣動(dòng)力設(shè)備相當(dāng)普及。人們根據(jù)需求,通過機(jī)械或設(shè)備使空氣達(dá)到一定的速度或壓力,去為人們服務(wù),那么這些機(jī)械設(shè)備就是空氣動(dòng)力設(shè)備。家里的電風(fēng)扇可能是z*簡(jiǎn)單的空氣動(dòng)力設(shè)備,而z*復(fù)雜的空氣動(dòng)力設(shè)備也可能就是飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭了。
空氣看不到摸不著,但其z*大的特點(diǎn)是可流動(dòng)、可壓縮,人們就是利用這些特點(diǎn)去為人類服務(wù),將空氣施加能量,將其壓縮,把空氣體積壓縮得越小,壓縮比就越大,其能量也就越大。
對(duì)空氣做功,空氣將產(chǎn)生壓力,其范圍非常廣,除了我們通常見到的風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)外,隨著壓力的升高,較為常見的就是壓縮機(jī)了。一般z*常用的是每平方厘米有多少公斤,如汽車輪胎氣壓一般是小車2-3kg/cm2,載重汽車6-8kg/cm2,家用電風(fēng)扇一般是100帕左右,也就是1g/cm2,工業(yè)風(fēng)機(jī)壓力較大,從500Pa至5000Pa左右,也就是5g-50g/cm2。如果壓力需求從100g/ cm2-1000g/cm2(1kg),則要用羅茨風(fēng)機(jī)和多級(jí)風(fēng)機(jī)相串聯(lián),1kg以上便要用到空氣壓縮機(jī)。
羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力一般在0.1-0.7kg/cm2,靠一對(duì)轉(zhuǎn)子的嚙合改變?nèi)莘e而產(chǎn)生壓力,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn),葉片不需油潤(rùn)滑。缺點(diǎn)是噪聲大,維護(hù)費(fèi)用高,造價(jià)高。
多級(jí)風(fēng)機(jī)出口壓力可達(dá)0.5kg/cm2以上,提高轉(zhuǎn)速可達(dá)更高壓力,目前國內(nèi)需求壓力1kg/cm2左右的市場(chǎng),多數(shù)企業(yè)通過增加葉輪級(jí)數(shù)(有部分廠串聯(lián)超過10級(jí))和提高轉(zhuǎn)速以達(dá)到高壓力(有的型號(hào)要增速至幾千甚至上萬轉(zhuǎn)/分)才能達(dá)到要求。
空氣壓縮機(jī)一般排氣壓力在1kg/cm2以上,目前國內(nèi)市場(chǎng)空氣壓縮機(jī)主要是活塞式、螺桿式、離心式空壓機(jī),活塞式空氣壓縮機(jī)是靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而改變缸體容積來實(shí)現(xiàn)空氣被壓縮的,其技術(shù)較成熟,缺點(diǎn)是故障率高,維護(hù)費(fèi)用高。螺桿式空壓機(jī)是靠一對(duì)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的陰陽螺桿嚙合改變?nèi)莘e而使空氣被壓縮的。其優(yōu)點(diǎn)是故障率低,維護(hù)費(fèi)用較少,但造價(jià)較高,目前已逐步取代活塞式空氣壓縮機(jī)。離心式空氣壓縮機(jī)因其不用油運(yùn)行,輸出壓縮空氣不含油,故障率甚低而受歡迎,但其造價(jià)高(同等指標(biāo)約為螺桿式空壓機(jī)的二倍價(jià)格左右),目前我國幾乎被外國品牌所壟斷。
高品質(zhì)的離心式空氣壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī),以其具有大排量、節(jié)省了龐大的油分離設(shè)備、輸出高壓氣體100%無油、氣流無脈動(dòng)、重量體積小、運(yùn)行可靠、經(jīng)久耐用、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高而受青睞。目前國內(nèi)市場(chǎng)已乎被國外品牌所壟斷,隨著市場(chǎng)的需求越來越大,國外一些廠商已經(jīng)開始在國內(nèi)設(shè)立工廠,如阿特拉斯·科普柯、英格索蘭、壽力等品牌已分別在廣西、上海、蘇州等地設(shè)立分廠。
故,廣東省惠州市華力風(fēng)機(jī)制造有限公司開發(fā)了一種新型軸流式壓縮機(jī)技術(shù),現(xiàn)與行內(nèi)人士進(jìn)行技術(shù)探討交流。
二、本技術(shù)在風(fēng)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)行業(yè)是一個(gè)很大的行業(yè),幾乎所有工業(yè)都離不開風(fēng)機(jī),并都是高壓風(fēng)機(jī)占主流。據(jù)行業(yè)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),風(fēng)機(jī)行業(yè)國內(nèi)每年產(chǎn)值約500億元左右,其中羅茨風(fēng)機(jī)和多級(jí)離心風(fēng)機(jī)(壓力在0.1-1kg范圍)約100億元左右,真可謂市場(chǎng)龐大。目前國內(nèi)比較大的企業(yè)有沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)和陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán),這兩個(gè)集團(tuán)堪稱國內(nèi)之z*,年產(chǎn)值均超50億元。
目前風(fēng)機(jī)主要是離心式和軸流式,除此之外,還難以找到更成熟的技術(shù)。
本技術(shù)綜合離心與軸流的技術(shù)特點(diǎn),使之更合理、更完美地結(jié)合。本技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)制造業(yè)將具有:
1、容易取代羅茨風(fēng)機(jī)。造價(jià)比羅茨風(fēng)機(jī)低,各項(xiàng)性能均比羅茨風(fēng)機(jī)高,故障率甚低,很容易伺候,有較高的性價(jià)比。
2、因本技術(shù)有特別大的壓強(qiáng)功效,應(yīng)用于普通風(fēng)機(jī),同等的質(zhì)量指標(biāo),可將轉(zhuǎn)速降低,或縮小葉輪直徑。如目前市場(chǎng)上的多級(jí)串聯(lián)風(fēng)機(jī),要達(dá)到1kg壓力以上,一般要10級(jí)葉輪相串聯(lián),并要高速(2980轉(zhuǎn)/分),才能達(dá)到指標(biāo),但本技術(shù)有2級(jí)便可達(dá)到。
3、本技術(shù)主軸軸承采用特殊滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),利用主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)產(chǎn)生高壓油壓,使之主軸長(zhǎng)期懸浮于軸瓦面上運(yùn)行,完全避免了機(jī)械性的接觸和摩擦,即使在過載、振動(dòng)等極端環(huán)境下,也能正常工作,提高了其擴(kuò)疲勞強(qiáng)度,也提高了運(yùn)行的可靠性,又減少了噪音。
4、本技術(shù)另一特點(diǎn)是軸承設(shè)計(jì)在密閉的空間油浸密封,不需配置任何密封件或密封材料,更避免了通常一般機(jī)械的軸承由于密封漏油、缺油燒傷軸承、摩損等現(xiàn)象。本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不受外界的任何因素影響,運(yùn)行穩(wěn)定、無噪音,只要主軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸承便能正常運(yùn)行,其軸承故障率甚低。級(jí)間利用壓差原理,取消了級(jí)間密封,不存在回風(fēng),級(jí)間泄漏甚微。因此,將會(huì)帶來高效率、低制造成本、低故障率的有益效果。
在風(fēng)機(jī)行業(yè),本技術(shù)得到應(yīng)用,可將成本降低20%-50%,效率將得到提高,低碳節(jié)能,性能優(yōu)越,故障率低,有相當(dāng)高的性價(jià)比。
三、本技術(shù)在空氣壓縮機(jī)行業(yè)的應(yīng)用
空氣壓縮機(jī)簡(jiǎn)稱空壓機(jī),是指用來壓縮空氣借以提高氣體壓力的機(jī)械。主要用于鋼鐵、電力、冶金、造船、紡織、電子、化工、石油天然氣、礦山、輕工業(yè)、機(jī)械制造、造紙印刷、交通設(shè)施、食品醫(yī)藥、鑄造噴涂、海運(yùn)碼頭、軍工科技、汽車工業(yè)、航空航天及基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,為各種行業(yè)不同的工具、運(yùn)輸設(shè)備、提拉設(shè)備和抓舉設(shè)備等提供空氣動(dòng)力。
中國的空氣壓縮機(jī)起步于20世紀(jì)50年代末期,是在新中國成立(1949年)以后建立和發(fā)展起來的。大致經(jīng)歷了z*初的消化吸收前蘇聯(lián)產(chǎn)品,到20世紀(jì)六、七十年代的自主開發(fā),20世紀(jì)八、九十年代大規(guī)模引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)后,行業(yè)獲得了較大發(fā)展的三個(gè)歷史階段,目前已進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。
據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì),2006年全國壓縮機(jī)行業(yè)總產(chǎn)值為216億元,2009年為282億元,有關(guān)行業(yè)專家預(yù)測(cè)到2020年我國空氣壓縮機(jī)全行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到360-400億元人民幣。目前國內(nèi)做得比較大的企業(yè)是沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)和陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán),兩集團(tuán)年產(chǎn)值均超過50億元,兩集團(tuán)均生產(chǎn)離心式空氣壓縮機(jī)。
社會(huì)的進(jìn)步離不開技術(shù)的創(chuàng)新。20世紀(jì)60年代以前,我國的空壓機(jī)市場(chǎng)品種結(jié)構(gòu)單一,基本全部為活塞式壓縮機(jī)(容積式)。隨著技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步,從70年代開始,引進(jìn)消化進(jìn)口單螺桿、雙螺桿空氣壓縮機(jī)。因?yàn)槁輻U機(jī)其技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)勝于活塞機(jī),其主要表現(xiàn)為配件更換周期長(zhǎng),相對(duì)故障率較低,故而其市場(chǎng)所占比例份額直線上升。目前我國螺桿機(jī)市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到約占整個(gè)空壓機(jī)市場(chǎng)的40-50%,而美國、西歐等發(fā)達(dá)國家螺桿式空壓機(jī)市場(chǎng)份額已達(dá)50%以上,并逐步淘汰活塞式空氣壓縮機(jī)。但是,螺桿式空壓機(jī)也存在不足,大多需要用油潤(rùn)滑運(yùn)行,因此帶來了運(yùn)行費(fèi)用高、排氣含油等問題。隨著國家和社會(huì)對(duì)環(huán)保、安全的重視,目前市場(chǎng)上無需油運(yùn)行、排氣不含油的高品質(zhì)壓縮機(jī)越來越受到市場(chǎng)的歡迎。
四、現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)
目前,市場(chǎng)上謂之高品質(zhì)的壓縮機(jī)主要為:
1、離心壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)目前主要是阿特拉斯·科普柯、英格索蘭、壽力等品牌進(jìn)口機(jī),由于其排氣干凈不含油、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng),運(yùn)行故障率低,易損件少,技術(shù)比較成熟,也比較好管理,因而已被市場(chǎng)所接受。
缺點(diǎn)是由于離心機(jī)是速度型,需要高的線速度才能獲得一定的壓力輸出,因而一般葉片要求的線速度都在400m/s以上(目前的進(jìn)口機(jī),比較典型的是前二級(jí)400-450m/s,后一級(jí)350-400m/s),由此帶來了一系列的問題,特別是高速齒輪、密封、軸承等等。葉輪轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘2萬多轉(zhuǎn)(大齒輪由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng),一般轉(zhuǎn)速為二級(jí)電機(jī)2980轉(zhuǎn)/分,大小齒輪直徑比一般是7-8倍,通過增速,小齒輪達(dá)到2萬轉(zhuǎn)以上高速來驅(qū)動(dòng)葉輪),因此,這么高的轉(zhuǎn)速,對(duì)制造材質(zhì)的各種指標(biāo)要求十分之苛刻,包括材質(zhì)的成分、材料的調(diào)質(zhì)處理、制造工藝等等,技術(shù)上要求甚高。目前國內(nèi)幾家離心式壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的機(jī)器,還有待實(shí)踐的檢驗(yàn),相信能用,但估計(jì)故障率也不容忽視。
就高轉(zhuǎn)速而言,將帶來了制造成本相當(dāng)高昂、運(yùn)行故障率肯定高、維護(hù)費(fèi)用會(huì)比較大,整體造價(jià)甚高。另一方面,在結(jié)構(gòu)上由于大小齒的嚙合,除了帶來了高的噪聲外,每處的嚙合約降低2%的效率。彎道多,管路損失也較大,因此,相比于軸流式結(jié)構(gòu),其效率約低于軸流式5-10%,這一點(diǎn)已得到業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。
對(duì)葉輪的結(jié)構(gòu),目前基本上選擇的是三元流結(jié)構(gòu)葉片,實(shí)際上三元流結(jié)構(gòu)的葉片,其葉片的背風(fēng)面的回風(fēng)和產(chǎn)生的渦流很大,影響效率,到目前為止,還沒有更好的技術(shù)去克服。作為三元流葉輪,盡管轉(zhuǎn)速如此之高,但作用于葉輪外圓的葉片比例并不大,并且越靠近圓心,葉片做功效果越差。
2、軸流壓縮機(jī)
軸流壓縮機(jī)技術(shù)是比較成熟的,葉片的線速度遠(yuǎn)沒有離心機(jī)高,一般選擇在170-220m/s之間,就轉(zhuǎn)速而言,其優(yōu)勢(shì)就比離心機(jī)強(qiáng)很多。軸流式結(jié)構(gòu),由于氣流在機(jī)體內(nèi)是沿葉輪外圓作軸向直線流動(dòng),氣流不存在由于彎頭、管路等的風(fēng)阻損失,沒有增速的嚙合損失,故其效率一般比離心機(jī)要高5-10%。另外,軸流機(jī)的故障率甚低,比離心機(jī)少很多,沒有易損件,維護(hù)也比離心機(jī)方便,相當(dāng)好管理。軸流機(jī)的w*不足就是無法做到小型流量。即使國內(nèi)外所有先進(jìn)技術(shù),制造小流量的機(jī)器(1000立方/分以下),其難度也是很大。
目前為止,z*小容量的軸流機(jī)是AV40-11(轉(zhuǎn)子輪轂直徑為400mm,11級(jí)葉片),其流量也有1500m3/min之多,但其轉(zhuǎn)速則需通過齒輪增速至8000多轉(zhuǎn),否則線速度達(dá)不到要求。但由于增速,一系列問題又來了;其二是排氣溫度高,排氣壓力達(dá)到5kg/cm2時(shí),排氣溫度將超過200℃,這對(duì)材質(zhì)的耐高溫要求很苛刻。因此,對(duì)軸流機(jī)而言:目前為止,國內(nèi)、國外還沒有發(fā)現(xiàn)有軸流式結(jié)構(gòu)的技術(shù)用于制造小型流量(每分鐘1000m3以下)的空氣壓縮機(jī),包括眾多進(jìn)口品牌。
五、一種新型軸流壓縮機(jī)技術(shù)
排氣量:100~1000m3/min
排氣壓力:0.1~0.6MPa/m2
噪聲:<90dB(A)
這種新型軸流壓縮機(jī),機(jī)體兩端分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口,在機(jī)體中心設(shè)置有轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸上固定有轉(zhuǎn)輪,在轉(zhuǎn)輪圓周面固定有當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)形成軸向氣流的葉片,所述的葉片為環(huán)繞于轉(zhuǎn)輪圓周面上的前后兩組,在兩前后葉片之間的機(jī)體內(nèi)壁設(shè)置有與葉片方向相反的導(dǎo)流板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,材料要求不苛刻,造價(jià)低,可根據(jù)需要串聯(lián)多級(jí)壓縮單元,產(chǎn)生不同壓力需要的氣體,可滿足各種場(chǎng)合的需要,使用靈活,運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低,故障率低,輸出的壓縮空氣不含油,100%干凈。
本項(xiàng)目技術(shù)克服了離心式壓縮機(jī)的高速弊端,也克服了軸流壓縮機(jī)不能生產(chǎn)小排量的難點(diǎn),并能達(dá)到:
1、有優(yōu)異的性能。本機(jī)為多級(jí)葉輪相串聯(lián)的軸流式壓縮機(jī),每級(jí)的壓力由安裝在葉輪的正付葉片結(jié)構(gòu)和葉輪的直徑所決定,而排氣壓力取決于安裝葉輪的級(jí)數(shù),可根據(jù)需求靈活決定安裝級(jí)數(shù),以達(dá)到不同的壓力需求。改變?nèi)~片氣流通過的截面尺寸,便可改變排氣流量。因此,其壓力與流量的調(diào)整十分靈活。
2、造價(jià)低。本機(jī)結(jié)構(gòu)為二極電機(jī)直聯(lián),省去了齒輪增速裝置,z*關(guān)鍵的無非就是主軸兩端軸承了(包括滾動(dòng)軸承和制造高壓力時(shí)需采用滑動(dòng)軸承),其它材料均為市售普通材料,材質(zhì)無需特殊要求,要求加工精度也不會(huì)很高。
3、運(yùn)行故障率低。本機(jī)的結(jié)構(gòu)是在一根主軸上串聯(lián)多級(jí)葉輪,葉輪與機(jī)體,不存在接觸及摩擦,易產(chǎn)生故障的只有主軸兩端的軸承,除此之外,再無其它易損件。因此,本機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,很好伺候,如果選擇高品質(zhì)的軸承,并對(duì)其設(shè)置良好的冷卻,降低軸承故障率,本機(jī)的運(yùn)行,故障率甚微,甚至容易實(shí)現(xiàn)零故障運(yùn)行。
4、效率高。本機(jī)實(shí)際是一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī),根據(jù)軸流機(jī)的葉柵理論研究,與離心式壓縮機(jī)實(shí)行效率實(shí)測(cè),一般情況下,軸流機(jī)比離心機(jī)可提高效率5%-10%。
5、排氣溫度低、噪音低。本機(jī)如果沒有冷卻系統(tǒng),排氣壓力達(dá)到5kg時(shí),排氣溫度將達(dá)到200℃左右;8kg時(shí),排氣溫度將達(dá)到250℃左右。因此,本機(jī)每一級(jí)之間都設(shè)置冷卻,其冷卻面積與同等排氣量的離心壓縮機(jī)相比,本機(jī)的冷卻換熱面積是離心機(jī)的2倍左右,可以預(yù)計(jì)其排氣溫度是不會(huì)很高。其冷卻排管除了冷卻以外,噪音也會(huì)較為理想。
本機(jī)僅軸承需用油浸,量極少,其它無需油運(yùn)行,更不需配置油路系統(tǒng),給運(yùn)行降低了成本,排氣100%干凈不含油。
具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,與螺桿式空壓機(jī)相競(jìng)爭(zhēng):無需油運(yùn)行,運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng),易損件己乎為零,維護(hù)及運(yùn)行成本低,實(shí)質(zhì)就是一臺(tái)風(fēng)機(jī),很容易伺候和管理,排氣溫度低,減輕了后續(xù)冷干和油氣分離工藝,噪音低。對(duì)排氣量在100立方以上機(jī)器,單位立方造價(jià)要比螺桿機(jī)低,而且排氣量越大,本機(jī)的單位立方造價(jià)成本就越低,本技術(shù)比較適宜制造排氣量在100-1000立方/分的無油運(yùn)行的高端軸流式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品,并且本項(xiàng)目后序的發(fā)展可持續(xù)性強(qiáng)。
具有以下特點(diǎn):
(1)高效
本項(xiàng)目技術(shù)核心是采用主機(jī)與電機(jī)直聯(lián)方式和多級(jí)葉片相串聯(lián)的軸流式結(jié)構(gòu),葉片級(jí)間設(shè)置冷卻,從而降低排氣溫度(≤150℃)。因采用直聯(lián)結(jié)構(gòu),除省去增速配置外,既減少了嚙合損失,又提高了效率,也減少了噪音。本技術(shù)采用軸流式結(jié)構(gòu),由于氣流沿主軸方向流動(dòng),從而克服了離心式結(jié)構(gòu)氣流徑向流動(dòng)損失及彎道流動(dòng)損失大的不足,其z*終結(jié)果,也是提高了效率。本結(jié)構(gòu)級(jí)間設(shè)置冷卻,使排氣溫度驟然降低,既降低了材質(zhì)對(duì)溫度的苛刻要求,又給選材帶來有利的因素,更令人欣慰的是提高了效率(根據(jù)實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),排氣溫度每降低10℃,效率可提高2%)。
綜上,z*終總效率可比現(xiàn)有進(jìn)口品牌的離心式空氣壓縮機(jī)提高效率6~10%。
?。?)高可靠性
本技術(shù)除效率高的一大特點(diǎn)外,高可靠性及低故障率又是本技術(shù)產(chǎn)品的一大亮點(diǎn)。眾所周知,離心式壓縮機(jī)設(shè)備可靠性不高,主要是由于轉(zhuǎn)速過高、結(jié)構(gòu)的不合理、軸承、密封等方面的原因而引起故障。
本機(jī)采用直聯(lián)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,而目前典型的離心式空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,一般是通過增速器而使轉(zhuǎn)速達(dá)到2萬多轉(zhuǎn)/分,甚至更高。離心式空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),配置了增速器,除了增加制造成本外,也增加了噪音,更主要的是,軸承、密封等由于高轉(zhuǎn)速的因素而增加了故障產(chǎn)生的概率,從而使故障率大大增加。本產(chǎn)品因直聯(lián)結(jié)構(gòu),無需增速,從而徹底地消除了由此帶來的故障概率,提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
本產(chǎn)品主軸軸承采用特殊滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),利用主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)產(chǎn)生高壓油壓,使之主軸長(zhǎng)期懸浮于軸瓦面上運(yùn)行,避免了機(jī)械性的接觸和磨擦。為保障本機(jī)在過載、振動(dòng)等極端環(huán)境下能正常工作,提高其擴(kuò)疲勞強(qiáng)度,本機(jī)設(shè)計(jì)高于幾倍以上主軸負(fù)荷的承載能力。軸承設(shè)計(jì)在密閉的空間油浸密封,不需配置任何密封件或密封材料,更避免了通常一般機(jī)械的軸承密封漏油、缺油燒傷軸承、軸承磨損等現(xiàn)象,不受外界的任何因素影響,本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定、噪音低,只要主軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸承便能正常運(yùn)行,其軸承故障率幾乎是零。
本產(chǎn)品為葉片相串聯(lián)軸流式結(jié)構(gòu),級(jí)間的回風(fēng),采用壓差式結(jié)構(gòu),改變通常所見的采用密封結(jié)構(gòu),既減少了密封磨擦帶來的損失,又避免了由于密封磨損失效而產(chǎn)生回風(fēng),降低了效率,而更主要的是去掉了密封結(jié)構(gòu)后,保持著高效率而不必再擔(dān)心因密封磨損等原因而帶來的故障產(chǎn)生概率,提高了運(yùn)行的可靠性。
綜上,本產(chǎn)品由于不使用密封裝置、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗疲勞能力強(qiáng)、噪音低、排氣100%不含油、無易損消耗件、運(yùn)行成本低、易伺候、效率高、故障率甚低(幾乎為零)的優(yōu)異性能。
?。?)適用范圍
本項(xiàng)目所存在不足的是,由于本機(jī)的壓力由葉輪的結(jié)構(gòu)和直徑所決定,而排氣量則由葉片的風(fēng)道截面積所決定,所以,要保證壓力的輸出,葉輪直徑不能減少。若要減少排氣量,只有減少葉片的流道面積,但其結(jié)構(gòu)基本不變,因此,當(dāng)減少排氣量輸出,整機(jī)基本上結(jié)構(gòu)不變,只是電動(dòng)機(jī)功率減小而已。因而,制造小排量壓縮機(jī),成本降低不大,排氣量越小,其單位立方造價(jià)就越高,特別是50立方/分以下,在市場(chǎng)上沒有競(jìng)爭(zhēng)力。
六、成本估算與發(fā)展前景
1、成本估算
本設(shè)計(jì)300m3/min,4.5kg/cm2低壓力機(jī)生產(chǎn)成本估算:
從成本估算可知,300立方排氣壓力為4.5kg機(jī)型的生產(chǎn)成本造價(jià)約84萬元,單位立方造價(jià)約為每立方2800元,制造成本低廉。由于項(xiàng)目工藝條件決定,容量越大,本產(chǎn)品單位立方造價(jià)就越低,其性價(jià)比也將越顯突出。
2、發(fā)展前景
本技術(shù)的工作原理是風(fēng)的接力跑,風(fēng)機(jī)主軸根據(jù)風(fēng)壓的需求來確定風(fēng)葉的級(jí)數(shù)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造材料要求不苛刻、市場(chǎng)上普通材料即可滿足要求、造價(jià)更低廉,具有更優(yōu)越的應(yīng)用效果。輸出壓縮空氣100%干凈不含油(無需配置后序油氣分離設(shè)備)、運(yùn)行費(fèi)用低、故障率甚低、可靠性高、效率比離心式空氣壓縮機(jī)約高出5-10%、性價(jià)比高。這是本技術(shù)的核心根本,也是本技術(shù)在以后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,能生存、發(fā)展、壯大、做強(qiáng)的堅(jiān)石基礎(chǔ)。
【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、概述
在國民經(jīng)濟(jì)的構(gòu)成中,空氣動(dòng)力設(shè)備相當(dāng)普及。人們根據(jù)需求,通過機(jī)械或設(shè)備使空氣達(dá)到一定的速度或壓力,去為人們服務(wù),那么這些機(jī)械設(shè)備就是空氣動(dòng)力設(shè)備。家里的電風(fēng)扇可能是z*簡(jiǎn)單的空氣動(dòng)力設(shè)備,而z*復(fù)雜的空氣動(dòng)力設(shè)備也可能就是飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭了。
空氣看不到摸不著,但其z*大的特點(diǎn)是可流動(dòng)、可壓縮,人們就是利用這些特點(diǎn)去為人類服務(wù),將空氣施加能量,將其壓縮,把空氣體積壓縮得越小,壓縮比就越大,其能量也就越大。
對(duì)空氣做功,空氣將產(chǎn)生壓力,其范圍非常廣,除了我們通常見到的風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)外,隨著壓力的升高,較為常見的就是壓縮機(jī)了。一般z*常用的是每平方厘米有多少公斤,如汽車輪胎氣壓一般是小車2-3kg/cm2,載重汽車6-8kg/cm2,家用電風(fēng)扇一般是100帕左右,也就是1g/cm2,工業(yè)風(fēng)機(jī)壓力較大,從500Pa至5000Pa左右,也就是5g-50g/cm2。如果壓力需求從100g/ cm2-1000g/cm2(1kg),則要用羅茨風(fēng)機(jī)和多級(jí)風(fēng)機(jī)相串聯(lián),1kg以上便要用到空氣壓縮機(jī)。
羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力一般在0.1-0.7kg/cm2,靠一對(duì)轉(zhuǎn)子的嚙合改變?nèi)莘e而產(chǎn)生壓力,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn),葉片不需油潤(rùn)滑。缺點(diǎn)是噪聲大,維護(hù)費(fèi)用高,造價(jià)高。
多級(jí)風(fēng)機(jī)出口壓力可達(dá)0.5kg/cm2以上,提高轉(zhuǎn)速可達(dá)更高壓力,目前國內(nèi)需求壓力1kg/cm2左右的市場(chǎng),多數(shù)企業(yè)通過增加葉輪級(jí)數(shù)(有部分廠串聯(lián)超過10級(jí))和提高轉(zhuǎn)速以達(dá)到高壓力(有的型號(hào)要增速至幾千甚至上萬轉(zhuǎn)/分)才能達(dá)到要求。
空氣壓縮機(jī)一般排氣壓力在1kg/cm2以上,目前國內(nèi)市場(chǎng)空氣壓縮機(jī)主要是活塞式、螺桿式、離心式空壓機(jī),活塞式空氣壓縮機(jī)是靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而改變缸體容積來實(shí)現(xiàn)空氣被壓縮的,其技術(shù)較成熟,缺點(diǎn)是故障率高,維護(hù)費(fèi)用高。螺桿式空壓機(jī)是靠一對(duì)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的陰陽螺桿嚙合改變?nèi)莘e而使空氣被壓縮的。其優(yōu)點(diǎn)是故障率低,維護(hù)費(fèi)用較少,但造價(jià)較高,目前已逐步取代活塞式空氣壓縮機(jī)。離心式空氣壓縮機(jī)因其不用油運(yùn)行,輸出壓縮空氣不含油,故障率甚低而受歡迎,但其造價(jià)高(同等指標(biāo)約為螺桿式空壓機(jī)的二倍價(jià)格左右),目前我國幾乎被外國品牌所壟斷。
高品質(zhì)的離心式空氣壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī),以其具有大排量、節(jié)省了龐大的油分離設(shè)備、輸出高壓氣體100%無油、氣流無脈動(dòng)、重量體積小、運(yùn)行可靠、經(jīng)久耐用、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高而受青睞。目前國內(nèi)市場(chǎng)已乎被國外品牌所壟斷,隨著市場(chǎng)的需求越來越大,國外一些廠商已經(jīng)開始在國內(nèi)設(shè)立工廠,如阿特拉斯·科普柯、英格索蘭、壽力等品牌已分別在廣西、上海、蘇州等地設(shè)立分廠。
故,廣東省惠州市華力風(fēng)機(jī)制造有限公司開發(fā)了一種新型軸流式壓縮機(jī)技術(shù),現(xiàn)與行內(nèi)人士進(jìn)行技術(shù)探討交流。
二、本技術(shù)在風(fēng)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)行業(yè)是一個(gè)很大的行業(yè),幾乎所有工業(yè)都離不開風(fēng)機(jī),并都是高壓風(fēng)機(jī)占主流。據(jù)行業(yè)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),風(fēng)機(jī)行業(yè)國內(nèi)每年產(chǎn)值約500億元左右,其中羅茨風(fēng)機(jī)和多級(jí)離心風(fēng)機(jī)(壓力在0.1-1kg范圍)約100億元左右,真可謂市場(chǎng)龐大。目前國內(nèi)比較大的企業(yè)有沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)和陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán),這兩個(gè)集團(tuán)堪稱國內(nèi)之z*,年產(chǎn)值均超50億元。
目前風(fēng)機(jī)主要是離心式和軸流式,除此之外,還難以找到更成熟的技術(shù)。
本技術(shù)綜合離心與軸流的技術(shù)特點(diǎn),使之更合理、更完美地結(jié)合。本技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)制造業(yè)將具有:
1、容易取代羅茨風(fēng)機(jī)。造價(jià)比羅茨風(fēng)機(jī)低,各項(xiàng)性能均比羅茨風(fēng)機(jī)高,故障率甚低,很容易伺候,有較高的性價(jià)比。
2、因本技術(shù)有特別大的壓強(qiáng)功效,應(yīng)用于普通風(fēng)機(jī),同等的質(zhì)量指標(biāo),可將轉(zhuǎn)速降低,或縮小葉輪直徑。如目前市場(chǎng)上的多級(jí)串聯(lián)風(fēng)機(jī),要達(dá)到1kg壓力以上,一般要10級(jí)葉輪相串聯(lián),并要高速(2980轉(zhuǎn)/分),才能達(dá)到指標(biāo),但本技術(shù)有2級(jí)便可達(dá)到。
3、本技術(shù)主軸軸承采用特殊滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),利用主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)產(chǎn)生高壓油壓,使之主軸長(zhǎng)期懸浮于軸瓦面上運(yùn)行,完全避免了機(jī)械性的接觸和摩擦,即使在過載、振動(dòng)等極端環(huán)境下,也能正常工作,提高了其擴(kuò)疲勞強(qiáng)度,也提高了運(yùn)行的可靠性,又減少了噪音。
4、本技術(shù)另一特點(diǎn)是軸承設(shè)計(jì)在密閉的空間油浸密封,不需配置任何密封件或密封材料,更避免了通常一般機(jī)械的軸承由于密封漏油、缺油燒傷軸承、摩損等現(xiàn)象。本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不受外界的任何因素影響,運(yùn)行穩(wěn)定、無噪音,只要主軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸承便能正常運(yùn)行,其軸承故障率甚低。級(jí)間利用壓差原理,取消了級(jí)間密封,不存在回風(fēng),級(jí)間泄漏甚微。因此,將會(huì)帶來高效率、低制造成本、低故障率的有益效果。
在風(fēng)機(jī)行業(yè),本技術(shù)得到應(yīng)用,可將成本降低20%-50%,效率將得到提高,低碳節(jié)能,性能優(yōu)越,故障率低,有相當(dāng)高的性價(jià)比。
三、本技術(shù)在空氣壓縮機(jī)行業(yè)的應(yīng)用
空氣壓縮機(jī)簡(jiǎn)稱空壓機(jī),是指用來壓縮空氣借以提高氣體壓力的機(jī)械。主要用于鋼鐵、電力、冶金、造船、紡織、電子、化工、石油天然氣、礦山、輕工業(yè)、機(jī)械制造、造紙印刷、交通設(shè)施、食品醫(yī)藥、鑄造噴涂、海運(yùn)碼頭、軍工科技、汽車工業(yè)、航空航天及基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,為各種行業(yè)不同的工具、運(yùn)輸設(shè)備、提拉設(shè)備和抓舉設(shè)備等提供空氣動(dòng)力。
中國的空氣壓縮機(jī)起步于20世紀(jì)50年代末期,是在新中國成立(1949年)以后建立和發(fā)展起來的。大致經(jīng)歷了z*初的消化吸收前蘇聯(lián)產(chǎn)品,到20世紀(jì)六、七十年代的自主開發(fā),20世紀(jì)八、九十年代大規(guī)模引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)后,行業(yè)獲得了較大發(fā)展的三個(gè)歷史階段,目前已進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。
據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì),2006年全國壓縮機(jī)行業(yè)總產(chǎn)值為216億元,2009年為282億元,有關(guān)行業(yè)專家預(yù)測(cè)到2020年我國空氣壓縮機(jī)全行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到360-400億元人民幣。目前國內(nèi)做得比較大的企業(yè)是沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)和陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán),兩集團(tuán)年產(chǎn)值均超過50億元,兩集團(tuán)均生產(chǎn)離心式空氣壓縮機(jī)。
社會(huì)的進(jìn)步離不開技術(shù)的創(chuàng)新。20世紀(jì)60年代以前,我國的空壓機(jī)市場(chǎng)品種結(jié)構(gòu)單一,基本全部為活塞式壓縮機(jī)(容積式)。隨著技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步,從70年代開始,引進(jìn)消化進(jìn)口單螺桿、雙螺桿空氣壓縮機(jī)。因?yàn)槁輻U機(jī)其技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)勝于活塞機(jī),其主要表現(xiàn)為配件更換周期長(zhǎng),相對(duì)故障率較低,故而其市場(chǎng)所占比例份額直線上升。目前我國螺桿機(jī)市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到約占整個(gè)空壓機(jī)市場(chǎng)的40-50%,而美國、西歐等發(fā)達(dá)國家螺桿式空壓機(jī)市場(chǎng)份額已達(dá)50%以上,并逐步淘汰活塞式空氣壓縮機(jī)。但是,螺桿式空壓機(jī)也存在不足,大多需要用油潤(rùn)滑運(yùn)行,因此帶來了運(yùn)行費(fèi)用高、排氣含油等問題。隨著國家和社會(huì)對(duì)環(huán)保、安全的重視,目前市場(chǎng)上無需油運(yùn)行、排氣不含油的高品質(zhì)壓縮機(jī)越來越受到市場(chǎng)的歡迎。
四、現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)
目前,市場(chǎng)上謂之高品質(zhì)的壓縮機(jī)主要為:
1、離心壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)目前主要是阿特拉斯·科普柯、英格索蘭、壽力等品牌進(jìn)口機(jī),由于其排氣干凈不含油、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng),運(yùn)行故障率低,易損件少,技術(shù)比較成熟,也比較好管理,因而已被市場(chǎng)所接受。
缺點(diǎn)是由于離心機(jī)是速度型,需要高的線速度才能獲得一定的壓力輸出,因而一般葉片要求的線速度都在400m/s以上(目前的進(jìn)口機(jī),比較典型的是前二級(jí)400-450m/s,后一級(jí)350-400m/s),由此帶來了一系列的問題,特別是高速齒輪、密封、軸承等等。葉輪轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘2萬多轉(zhuǎn)(大齒輪由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng),一般轉(zhuǎn)速為二級(jí)電機(jī)2980轉(zhuǎn)/分,大小齒輪直徑比一般是7-8倍,通過增速,小齒輪達(dá)到2萬轉(zhuǎn)以上高速來驅(qū)動(dòng)葉輪),因此,這么高的轉(zhuǎn)速,對(duì)制造材質(zhì)的各種指標(biāo)要求十分之苛刻,包括材質(zhì)的成分、材料的調(diào)質(zhì)處理、制造工藝等等,技術(shù)上要求甚高。目前國內(nèi)幾家離心式壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的機(jī)器,還有待實(shí)踐的檢驗(yàn),相信能用,但估計(jì)故障率也不容忽視。
就高轉(zhuǎn)速而言,將帶來了制造成本相當(dāng)高昂、運(yùn)行故障率肯定高、維護(hù)費(fèi)用會(huì)比較大,整體造價(jià)甚高。另一方面,在結(jié)構(gòu)上由于大小齒的嚙合,除了帶來了高的噪聲外,每處的嚙合約降低2%的效率。彎道多,管路損失也較大,因此,相比于軸流式結(jié)構(gòu),其效率約低于軸流式5-10%,這一點(diǎn)已得到業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。
對(duì)葉輪的結(jié)構(gòu),目前基本上選擇的是三元流結(jié)構(gòu)葉片,實(shí)際上三元流結(jié)構(gòu)的葉片,其葉片的背風(fēng)面的回風(fēng)和產(chǎn)生的渦流很大,影響效率,到目前為止,還沒有更好的技術(shù)去克服。作為三元流葉輪,盡管轉(zhuǎn)速如此之高,但作用于葉輪外圓的葉片比例并不大,并且越靠近圓心,葉片做功效果越差。
2、軸流壓縮機(jī)
軸流壓縮機(jī)技術(shù)是比較成熟的,葉片的線速度遠(yuǎn)沒有離心機(jī)高,一般選擇在170-220m/s之間,就轉(zhuǎn)速而言,其優(yōu)勢(shì)就比離心機(jī)強(qiáng)很多。軸流式結(jié)構(gòu),由于氣流在機(jī)體內(nèi)是沿葉輪外圓作軸向直線流動(dòng),氣流不存在由于彎頭、管路等的風(fēng)阻損失,沒有增速的嚙合損失,故其效率一般比離心機(jī)要高5-10%。另外,軸流機(jī)的故障率甚低,比離心機(jī)少很多,沒有易損件,維護(hù)也比離心機(jī)方便,相當(dāng)好管理。軸流機(jī)的w*不足就是無法做到小型流量。即使國內(nèi)外所有先進(jìn)技術(shù),制造小流量的機(jī)器(1000立方/分以下),其難度也是很大。
目前為止,z*小容量的軸流機(jī)是AV40-11(轉(zhuǎn)子輪轂直徑為400mm,11級(jí)葉片),其流量也有1500m3/min之多,但其轉(zhuǎn)速則需通過齒輪增速至8000多轉(zhuǎn),否則線速度達(dá)不到要求。但由于增速,一系列問題又來了;其二是排氣溫度高,排氣壓力達(dá)到5kg/cm2時(shí),排氣溫度將超過200℃,這對(duì)材質(zhì)的耐高溫要求很苛刻。因此,對(duì)軸流機(jī)而言:目前為止,國內(nèi)、國外還沒有發(fā)現(xiàn)有軸流式結(jié)構(gòu)的技術(shù)用于制造小型流量(每分鐘1000m3以下)的空氣壓縮機(jī),包括眾多進(jìn)口品牌。
五、一種新型軸流壓縮機(jī)技術(shù)
排氣量:100~1000m3/min
排氣壓力:0.1~0.6MPa/m2
噪聲:<90dB(A)
這種新型軸流壓縮機(jī),機(jī)體兩端分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口,在機(jī)體中心設(shè)置有轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸上固定有轉(zhuǎn)輪,在轉(zhuǎn)輪圓周面固定有當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)形成軸向氣流的葉片,所述的葉片為環(huán)繞于轉(zhuǎn)輪圓周面上的前后兩組,在兩前后葉片之間的機(jī)體內(nèi)壁設(shè)置有與葉片方向相反的導(dǎo)流板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,材料要求不苛刻,造價(jià)低,可根據(jù)需要串聯(lián)多級(jí)壓縮單元,產(chǎn)生不同壓力需要的氣體,可滿足各種場(chǎng)合的需要,使用靈活,運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低,故障率低,輸出的壓縮空氣不含油,100%干凈。
本項(xiàng)目技術(shù)克服了離心式壓縮機(jī)的高速弊端,也克服了軸流壓縮機(jī)不能生產(chǎn)小排量的難點(diǎn),并能達(dá)到:
1、有優(yōu)異的性能。本機(jī)為多級(jí)葉輪相串聯(lián)的軸流式壓縮機(jī),每級(jí)的壓力由安裝在葉輪的正付葉片結(jié)構(gòu)和葉輪的直徑所決定,而排氣壓力取決于安裝葉輪的級(jí)數(shù),可根據(jù)需求靈活決定安裝級(jí)數(shù),以達(dá)到不同的壓力需求。改變?nèi)~片氣流通過的截面尺寸,便可改變排氣流量。因此,其壓力與流量的調(diào)整十分靈活。
2、造價(jià)低。本機(jī)結(jié)構(gòu)為二極電機(jī)直聯(lián),省去了齒輪增速裝置,z*關(guān)鍵的無非就是主軸兩端軸承了(包括滾動(dòng)軸承和制造高壓力時(shí)需采用滑動(dòng)軸承),其它材料均為市售普通材料,材質(zhì)無需特殊要求,要求加工精度也不會(huì)很高。
3、運(yùn)行故障率低。本機(jī)的結(jié)構(gòu)是在一根主軸上串聯(lián)多級(jí)葉輪,葉輪與機(jī)體,不存在接觸及摩擦,易產(chǎn)生故障的只有主軸兩端的軸承,除此之外,再無其它易損件。因此,本機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,很好伺候,如果選擇高品質(zhì)的軸承,并對(duì)其設(shè)置良好的冷卻,降低軸承故障率,本機(jī)的運(yùn)行,故障率甚微,甚至容易實(shí)現(xiàn)零故障運(yùn)行。
4、效率高。本機(jī)實(shí)際是一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī),根據(jù)軸流機(jī)的葉柵理論研究,與離心式壓縮機(jī)實(shí)行效率實(shí)測(cè),一般情況下,軸流機(jī)比離心機(jī)可提高效率5%-10%。
5、排氣溫度低、噪音低。本機(jī)如果沒有冷卻系統(tǒng),排氣壓力達(dá)到5kg時(shí),排氣溫度將達(dá)到200℃左右;8kg時(shí),排氣溫度將達(dá)到250℃左右。因此,本機(jī)每一級(jí)之間都設(shè)置冷卻,其冷卻面積與同等排氣量的離心壓縮機(jī)相比,本機(jī)的冷卻換熱面積是離心機(jī)的2倍左右,可以預(yù)計(jì)其排氣溫度是不會(huì)很高。其冷卻排管除了冷卻以外,噪音也會(huì)較為理想。
本機(jī)僅軸承需用油浸,量極少,其它無需油運(yùn)行,更不需配置油路系統(tǒng),給運(yùn)行降低了成本,排氣100%干凈不含油。
具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,與螺桿式空壓機(jī)相競(jìng)爭(zhēng):無需油運(yùn)行,運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng),易損件己乎為零,維護(hù)及運(yùn)行成本低,實(shí)質(zhì)就是一臺(tái)風(fēng)機(jī),很容易伺候和管理,排氣溫度低,減輕了后續(xù)冷干和油氣分離工藝,噪音低。對(duì)排氣量在100立方以上機(jī)器,單位立方造價(jià)要比螺桿機(jī)低,而且排氣量越大,本機(jī)的單位立方造價(jià)成本就越低,本技術(shù)比較適宜制造排氣量在100-1000立方/分的無油運(yùn)行的高端軸流式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品,并且本項(xiàng)目后序的發(fā)展可持續(xù)性強(qiáng)。
具有以下特點(diǎn):
(1)高效
本項(xiàng)目技術(shù)核心是采用主機(jī)與電機(jī)直聯(lián)方式和多級(jí)葉片相串聯(lián)的軸流式結(jié)構(gòu),葉片級(jí)間設(shè)置冷卻,從而降低排氣溫度(≤150℃)。因采用直聯(lián)結(jié)構(gòu),除省去增速配置外,既減少了嚙合損失,又提高了效率,也減少了噪音。本技術(shù)采用軸流式結(jié)構(gòu),由于氣流沿主軸方向流動(dòng),從而克服了離心式結(jié)構(gòu)氣流徑向流動(dòng)損失及彎道流動(dòng)損失大的不足,其z*終結(jié)果,也是提高了效率。本結(jié)構(gòu)級(jí)間設(shè)置冷卻,使排氣溫度驟然降低,既降低了材質(zhì)對(duì)溫度的苛刻要求,又給選材帶來有利的因素,更令人欣慰的是提高了效率(根據(jù)實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),排氣溫度每降低10℃,效率可提高2%)。
綜上,z*終總效率可比現(xiàn)有進(jìn)口品牌的離心式空氣壓縮機(jī)提高效率6~10%。
?。?)高可靠性
本技術(shù)除效率高的一大特點(diǎn)外,高可靠性及低故障率又是本技術(shù)產(chǎn)品的一大亮點(diǎn)。眾所周知,離心式壓縮機(jī)設(shè)備可靠性不高,主要是由于轉(zhuǎn)速過高、結(jié)構(gòu)的不合理、軸承、密封等方面的原因而引起故障。
本機(jī)采用直聯(lián)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,而目前典型的離心式空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,一般是通過增速器而使轉(zhuǎn)速達(dá)到2萬多轉(zhuǎn)/分,甚至更高。離心式空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),配置了增速器,除了增加制造成本外,也增加了噪音,更主要的是,軸承、密封等由于高轉(zhuǎn)速的因素而增加了故障產(chǎn)生的概率,從而使故障率大大增加。本產(chǎn)品因直聯(lián)結(jié)構(gòu),無需增速,從而徹底地消除了由此帶來的故障概率,提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
本產(chǎn)品主軸軸承采用特殊滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),利用主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)產(chǎn)生高壓油壓,使之主軸長(zhǎng)期懸浮于軸瓦面上運(yùn)行,避免了機(jī)械性的接觸和磨擦。為保障本機(jī)在過載、振動(dòng)等極端環(huán)境下能正常工作,提高其擴(kuò)疲勞強(qiáng)度,本機(jī)設(shè)計(jì)高于幾倍以上主軸負(fù)荷的承載能力。軸承設(shè)計(jì)在密閉的空間油浸密封,不需配置任何密封件或密封材料,更避免了通常一般機(jī)械的軸承密封漏油、缺油燒傷軸承、軸承磨損等現(xiàn)象,不受外界的任何因素影響,本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定、噪音低,只要主軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸承便能正常運(yùn)行,其軸承故障率幾乎是零。
本產(chǎn)品為葉片相串聯(lián)軸流式結(jié)構(gòu),級(jí)間的回風(fēng),采用壓差式結(jié)構(gòu),改變通常所見的采用密封結(jié)構(gòu),既減少了密封磨擦帶來的損失,又避免了由于密封磨損失效而產(chǎn)生回風(fēng),降低了效率,而更主要的是去掉了密封結(jié)構(gòu)后,保持著高效率而不必再擔(dān)心因密封磨損等原因而帶來的故障產(chǎn)生概率,提高了運(yùn)行的可靠性。
綜上,本產(chǎn)品由于不使用密封裝置、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗疲勞能力強(qiáng)、噪音低、排氣100%不含油、無易損消耗件、運(yùn)行成本低、易伺候、效率高、故障率甚低(幾乎為零)的優(yōu)異性能。
?。?)適用范圍
本項(xiàng)目所存在不足的是,由于本機(jī)的壓力由葉輪的結(jié)構(gòu)和直徑所決定,而排氣量則由葉片的風(fēng)道截面積所決定,所以,要保證壓力的輸出,葉輪直徑不能減少。若要減少排氣量,只有減少葉片的流道面積,但其結(jié)構(gòu)基本不變,因此,當(dāng)減少排氣量輸出,整機(jī)基本上結(jié)構(gòu)不變,只是電動(dòng)機(jī)功率減小而已。因而,制造小排量壓縮機(jī),成本降低不大,排氣量越小,其單位立方造價(jià)就越高,特別是50立方/分以下,在市場(chǎng)上沒有競(jìng)爭(zhēng)力。
六、成本估算與發(fā)展前景
1、成本估算
本設(shè)計(jì)300m3/min,4.5kg/cm2低壓力機(jī)生產(chǎn)成本估算:
從成本估算可知,300立方排氣壓力為4.5kg機(jī)型的生產(chǎn)成本造價(jià)約84萬元,單位立方造價(jià)約為每立方2800元,制造成本低廉。由于項(xiàng)目工藝條件決定,容量越大,本產(chǎn)品單位立方造價(jià)就越低,其性價(jià)比也將越顯突出。
2、發(fā)展前景
本技術(shù)的工作原理是風(fēng)的接力跑,風(fēng)機(jī)主軸根據(jù)風(fēng)壓的需求來確定風(fēng)葉的級(jí)數(shù)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造材料要求不苛刻、市場(chǎng)上普通材料即可滿足要求、造價(jià)更低廉,具有更優(yōu)越的應(yīng)用效果。輸出壓縮空氣100%干凈不含油(無需配置后序油氣分離設(shè)備)、運(yùn)行費(fèi)用低、故障率甚低、可靠性高、效率比離心式空氣壓縮機(jī)約高出5-10%、性價(jià)比高。這是本技術(shù)的核心根本,也是本技術(shù)在以后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,能生存、發(fā)展、壯大、做強(qiáng)的堅(jiān)石基礎(chǔ)。
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