【壓縮機網(wǎng)】無(wú)油螺桿壓縮機產(chǎn)生純凈無(wú)油的壓縮空氣，在食品、醫藥、電子、化工等行業(yè)中得到廣泛的應用。由于無(wú)油螺桿壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣內不能含油，因此，無(wú)油螺桿壓縮機的使用環(huán)境以及壓縮腔內部的潔凈度都有較高的要求。

　　要滿(mǎn)足壓縮腔內部的潔凈要求，從設計提出三點(diǎn)：（1）防止潤滑油竄入壓縮腔；（2）防止齒輪箱中的油氣泄漏到環(huán)境中；（3）防止壓縮腔銹蝕?；谝陨先c(diǎn)要求，無(wú)油螺桿壓縮機必須選取合適的“防止竄油”方案，增加“壓縮腔自動(dòng)干燥”功能，并在壓縮機控制器中加入相應的程序，通過(guò)電磁閥實(shí)現自動(dòng)切換。在壓縮機運行時(shí)，能有效的防止潤滑油竄入壓縮腔；在停機后，能將壓縮機內部的冷凝水帶走，保持內部的干燥，有效防止壓縮機內部銹蝕。因此，這也是行業(yè)內部無(wú)油螺桿壓縮機被稱(chēng)作“干氣系統”。

　　在原理上，無(wú)油螺桿壓縮機機頭的基本結構是，在機殼中平行地配置著(zhù)一對相互嚙合的螺旋形轉子（陰、陽(yáng)轉子），空氣從轉子的一端吸入，經(jīng)過(guò)壓縮后，從轉子的另一端被排出。而在噴油螺桿壓縮機中，潤滑油被噴入壓縮腔，起到潤滑、冷卻和密封等作用。但是在無(wú)油螺桿壓縮機中，為了獲得純凈無(wú)油的壓縮氣體，潤滑油不能被噴入壓縮腔中。由于沒(méi)有潤滑油的潤滑，無(wú)油螺桿的陰、陽(yáng)轉子不能相互接觸，兩者之間需要保持著(zhù)微小的間隙，這個(gè)間隙是靠安裝在陰、陽(yáng)轉子軸伸端的同步齒輪予以保證。陰、陽(yáng)螺桿在兩端的軸承支撐下，在同步齒輪的帶動(dòng)下，相互嚙合做高速轉動(dòng)，連續地“吸入－壓縮－排出”氣體。但是由于軸承、齒輪是需要潤滑油進(jìn)行潤滑的。因此，整個(gè)無(wú)油螺桿機頭被分為有油區域和無(wú)油區域兩部分。安裝在軸上的螺旋油封（又稱(chēng)螺紋密封，黃色部分）會(huì )阻止潤滑油向壓縮腔方向遷移，而壓縮腔兩端的氣封（碳環(huán)，黑色部分）會(huì )阻止壓縮氣體向外泄露。壓縮機在正常的情況下，油封和氣封能有效的將潤滑油和壓縮空氣隔開(kāi)，兩者互不干涉。但是，由于螺旋油封的結構特性，在某些特定的條件下，會(huì )造成油封失效。下面結合油封和氣封的示意圖來(lái)解釋一下這種情況，如圖1。

　　主軸高速旋轉，在油封的螺旋槽中產(chǎn)生微小的向右的推力，將泄露到油封螺旋槽中的潤滑油（油霧）又推回到齒輪箱中。這個(gè)推力是很小的，當軸封軸承側有一定壓力（建議不要超過(guò)20mmH2O），軸封就會(huì )失效。這種情況下，潤滑油（油霧）會(huì )沿著(zhù)主軸表面慢慢地往壓縮腔遷移，直至“竄”入壓縮腔中，污染壓縮空氣。這種現象在壓縮機卸載時(shí)會(huì )發(fā)生。當壓縮機卸載時(shí)，壓縮腔內會(huì )產(chǎn)生負壓（約－0.1bar左右），從而導致油封的左側部分（大氣開(kāi)放口部分）呈現負壓狀態(tài)，此時(shí)即使齒輪箱中為大氣壓力，也會(huì )導致油封失效，引起潤滑油（油霧）往壓縮機腔遷移的現象。所以，如果發(fā)現壓縮機大氣開(kāi)放口處有油滴，很有可能壓縮腔已被潤滑油污染。

　　了解油封的失效原理后，我們比較容易找到解決問(wèn)題的方法——使軸封兩端的壓差小于20mmH2O（即P右端－P左端＜20mmH2O）。如何解決這個(gè)問(wèn)題，目前有三種方法可以解決以上的問(wèn)題，我們分別取名為：負壓法、常壓法、正壓法。

　?。?）負壓法。所謂“負壓法”，就是通過(guò)特定方法，在齒輪箱中（即油封軸承側）產(chǎn)生一定的負壓（油封右端約為-3～-8kPa）。這樣即使壓縮機處于卸載狀態(tài)時(shí)，油封左側的壓力仍然大于右側的壓力，油封依然有效，潤滑油（油霧）會(huì )被有效地隔離。產(chǎn)生負壓的方法一般有兩種，離心風(fēng)機抽氣和真空發(fā)生器，如圖2。

　　離心風(fēng)機抽氣的方法一般會(huì )使用在齒輪箱容積較大，負壓程度較高的地方，例如離心式壓縮機齒輪箱。使用真空發(fā)生器產(chǎn)生負壓的方法一般使用在齒輪箱容積較小，負壓程度較低的地方，無(wú)油螺桿壓縮機的應用場(chǎng)合正合適。而且，真空發(fā)生器具有結構簡(jiǎn)單，故障率低，不需要額外的動(dòng)力裝置的優(yōu)點(diǎn)。

　?。?）常壓法。所謂“常壓法”，就是齒輪箱中始終處于常壓狀態(tài)。此法，齒輪箱的頂部?jì)H安裝油霧過(guò)濾器（也可稱(chēng)為呼吸器），防止含油的空氣直接排放到空氣中，污染周?chē)沫h(huán)境。但是，這種結構有可能發(fā)生如上描述的“竄油”現象。這就需要對密封結構進(jìn)行調整，在氣封和油封之間再增加一個(gè)大氣開(kāi)放口，形成“雙大氣開(kāi)放口”。如此，壓縮空氣對應大氣開(kāi)放口A(yíng)，潤滑油對應大氣開(kāi)放口B。當壓縮機處于卸載狀態(tài)時(shí)，只會(huì )在大氣開(kāi)放口A(yíng)形成負壓，而大氣開(kāi)放口B不受影響，從而不影響油封的功能。這種方案無(wú)需增加任何輔助的設備，也不消耗額外的壓縮空氣。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于，即使油封磨損失效，出現漏油現象，只會(huì )從大氣開(kāi)放口B流出，而不會(huì )竄入壓縮腔中。缺點(diǎn)在于，主機殼體結構變得復雜。

　?。?）正壓法。所謂“正壓法”，就是在油封的左側第一道螺旋槽中開(kāi)一個(gè)小孔，然后將干燥的空氣從小孔充入，使軸封的左側一直保持一定的壓力，如圖4。

　　如此，充入的空氣膨脹后將油封和氣封隔離開(kāi)。這樣，只要保持充入的干燥空氣壓力稍高于大氣壓力，在壓縮機卸載運行時(shí)，油封左側的壓力一直大于右側壓力，油封就能夠正常工作，不會(huì )發(fā)生竄油的現象。

　　基于需要具備的三點(diǎn)要求，我們采用了“負壓法”，并增加“壓縮腔自動(dòng)干燥”功能，形成“干氣系統”，其流程圖如圖5。

　　壓縮空氣（壓縮空氣壓力在0.55～0.65MPa之間）經(jīng)調壓閥18調壓，壓力（壓力表21上顯示讀數）保持在0.15～0.18MPa之間。此時(shí)，消耗的空氣量約為50L／min，相當少。

　　當壓縮機在運行期間，三通電磁閥22得電，壓縮空氣流過(guò)真空發(fā)生器16后，由放空消音器23排放入大氣。由于真空發(fā)生器16的文丘里效應，在油過(guò)濾器15中會(huì )產(chǎn)生負壓，將齒輪箱2中的油霧不斷地“往外抽”，使得齒輪箱2中的壓力（壓力表27上顯示讀數）維持在－50mmH2O左右。齒輪箱中的油霧在通過(guò)油濾芯14時(shí)，油霧會(huì )被“捕獲”，吸附在濾芯14上。隨著(zhù)時(shí)間推移，濾芯中的油霧會(huì )慢慢匯合形成小油滴、大油滴，最終匯集在油過(guò)濾器15底部，通過(guò)管道流入浮球閥24中。浮球閥24的底部和油泵4的進(jìn)口相連。當浮球閥24中沒(méi)有潤滑油時(shí)，浮塊會(huì )遮住閥底的出口，此時(shí)浮球閥24相當于處于關(guān)閉狀態(tài)。當浮球閥24中的潤滑油匯聚到一定的高度，使得浮塊漂浮起來(lái)，浮球閥24被打開(kāi)，油就會(huì )通過(guò)閥底部的出口被吸回油泵，完成油霧的收集、回收。當壓縮機停機后，三通電磁閥22失電，管路進(jìn)行自動(dòng)切換，壓縮空氣會(huì )經(jīng)過(guò)減壓閥22和單向閥26后，被緩緩地充入機頭和級間管路中，帶走壓縮機內部的“濕氣”，保持內部干燥，防止零件銹蝕。

　　這種干氣系統的“自動(dòng)干燥”功能能夠有效地緩減壓縮腔內部的銹蝕，減少由此引發(fā)的故障。我們知道，無(wú)油螺桿機頭內部以及所有氣管路中是沒(méi)有潤換油的。在壓縮機運行時(shí)，機頭處于高溫狀態(tài)，沒(méi)有什么問(wèn)題。一旦壓縮機停機后，機頭的溫度會(huì )逐漸降低，機頭中的飽和高溫空氣由于溫度降低會(huì )有冷凝水析出。這些冷凝水會(huì )吸附在轉子表面，銹蝕轉子表面。雖然轉子表面和壓縮腔內表面都有涂層，但隨著(zhù)氣流的沖蝕，涂層會(huì )逐漸被磨損，失去保護作用。有關(guān)部門(mén)不完全統計，在無(wú)油螺桿機頭“咬死”的故障中，75％的情況直接或間接與轉子停機后銹蝕有關(guān)。

　　因此，通過(guò)以上三種方法，不但可以保證該系統對壓縮機使用環(huán)境以及壓縮腔內部的潔凈度要求，還可以確保壓縮氣體的質(zhì)量，而且能夠防止壓縮機內部銹蝕，對壓縮機有一定的保護，在實(shí)際生產(chǎn)中可以得到廣泛的應用。

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