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          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            <接上期——>

            【壓縮機網】12.英國康普艾公司PET吹瓶用5MPa氣缸無油空壓機

            試看圖12,它是CompAir公司生產的5281型PET吹瓶用大中型W型空壓機的法蘭電動機-空壓機組和各級緩沖-冷卻-分離部分,結構極其緊湊。異步法蘭電動機的定子固結于壓縮機的曲軸箱,而轉子直接懸臂支承于壓縮機曲軸的動力輸入端??諌簷C為3級壓縮,各級皆為雙作用,由左向右依次為Ⅰ級列、Ⅱ級列(居中)、Ⅲ級列。各級的緊湊組合式冷卻器、排氣緩沖器、分離器,無一不是由各相關級的氣缸進、排氣法蘭支撐、連接,而與橇座毫無瓜葛。各級氣缸和各級冷卻器皆由水冷卻。各列氣缸與曲軸箱之間的中間接筒均開有十字頭銷用窗口及填料、刮油器用窗口。為謀求運轉的平穩,在曲軸箱的左、右兩側都外加有強剛性支腳(和曲軸箱之間為螺栓固結),且外伸距離大于兩側列十字頭銷z*遠點。容積流量的調節,由氣壓自動壓開各級吸氣來執行。成橇后的該機組,在橇座上還設有第Ⅲ級排氣儲氣罐和壓縮空氣用冷凍干燥機,很方便地提供了符合凈化等級要求的壓縮空氣。該系列之PET吹瓶用大中型W型空壓機組之技術數據見表2。

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            其5283型機,較早成為q*z*大功率(450kW)PET吹瓶用W型空壓機兼z*大功率W型壓縮機。

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            13.德國紹爾公司角度式高壓壓縮機

            紹爾(SAUER)公司憑借毗鄰基爾軍港的優勢,多年來傾心研發生產艦船用中高壓壓縮機,其系列性能參數寬泛且涵蓋水、風冷的多種結構型式。近十余年來,紹爾公司在艦船用壓縮機技術優勢基礎上,邁入了工藝用氣體壓縮機領域,并發揮了曲軸箱承受內氣壓2.0MPa的優越性,實現了壓縮機介質無泄漏。

            圖13左為其WP4341型空壓機組。機組以4只減振器支撐于地坪,驅動用電動機軸豎直布置,同軸線直聯等速驅動4級、4缸扇型空壓機。全風冷機組的冷卻風扇和風冷器,位于電動機之下、空壓機之上。其z*高排氣壓力35MPa、z*高轉速2000r/min。當轉速1770r/min、排氣壓力30MPa時,容積流量1.15m3/min,軸功率25kW。機組結構極其緊湊,總質量550kg,外形尺寸1400×940×910mm。該風冷機組可在環境溫度高達60℃處連續24小時運行。

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            圖13右為其WP4351型空壓機組。機組以3只減振器支撐于地坪(其中,和空壓機直聯的電動機下方設置1只減振器)。4級4缸空壓機z*高排氣壓力35MPa、z*高轉速2000r/min。當轉速1770r/min、排氣壓力30MPa時,容積流量2.02m3/min、軸功率46.5kW。機組結構亦極其緊湊,總質量900kg,外形尺寸1690×990×1080mm。該風冷機組亦可在環境溫度高達60℃處連續24小時運行。

            紹爾公司的WP6000高壓壓縮機是系列化的,以雙重(雙曲拐)W型、無十字頭傳動件為基礎,水冷卻,分3級、4級和5級壓縮三類。其吸氣壓力范圍自常壓到2.0MPa,排氣壓力為1.0MPa到40MPa,供氣量范圍4.2~34Nm3/min,驅動用電動機或柴油機功率90~230kW。直聯驅動的WP6000系列機組,總質量3500kg,外形尺寸2800×1600×1800mm。壓縮機用4只減振器和驅動機用4只減振器,支撐在橇座上。壓縮介質為空氣和多種其它氣體。

            WP6000系列的壓縮機結構剖視如圖14,其3級壓縮WP6310、4級壓縮WP6442、5級壓縮WP6550諸型,在兩種轉速時的供氣量、排氣壓力、軸功率曲線圖如圖15。

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            其中,WP6442型,排氣壓力40MPa、轉速1480r/min時,氣量5m3/min,軸功率192kW。顯然易見,這是服役于核潛艇的。

            14.雙重倒T型CNG壓縮機組

            圖16所示之雙重(雙曲拐)倒T型CNG壓縮機,系水—風混合冷卻,3級壓縮,吸氣壓力1.0MPa,排氣壓力25MPa,吸氣狀態容積流量2m3/min,標準狀態供氣量1200Nm3/h,軸功率180kW,直聯驅動的主電動機功率200kW。轉速730r/min,活塞行程140mm,活塞平均速度3.406m/s。曲軸的每一個曲拐上皆布置由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級各占一列。兩個Ⅰ級列皆立置,兩個Ⅱ級列及兩個Ⅲ級列皆水平臥置。兩只Ⅰ級氣缸,氣缸直徑125mm;兩只Ⅱ級氣缸,氣缸直徑75mm;兩只Ⅲ級氣缸,氣缸直徑40mm。各列活塞皆與“假活塞”實即十字頭為一體結構,各列之“法向力”皆由十字頭承載。十字頭外圓直徑160mm、長度200mm,十字頭銷直徑55mm,曲軸的主軸頸/曲柄銷直徑皆115mm。連桿小頭配用滾針軸承。曲軸兩處主軸頸配用調心滾子軸承,兩只主軸承中心跨距901mm。連桿長度(大小頭孔中心距)400mm。曲柄半徑與連桿長度之比λ=1/5.714。各級皆配用同心吸排氣組合氣。Ⅰ級為鑄造氣缸,同時提供了十字頭滑道的功能。Ⅱ、Ⅲ級皆用鍛造氣缸,故皆單獨鑄制了十字頭滑導?;钊h(氣環、密封環)、刮油環材質為耐磨合金鑄鐵。Ⅰ級氣環6道、油環2道,Ⅱ級氣環10道、油環2道,Ⅲ級氣環16道,油環2道。曲軸及連桿材質皆為球墨鑄鐵,并皆開設潤滑油孔,實施“正向潤滑”。為確保十字頭體、十字頭銷處之潤滑狀態,各列的十字頭滑道處又都專門增設一處潤滑油注入孔。油工作壓力1.5MPa。氣缸少油潤滑。氣缸及傳動部件統一使用同一品牌壓縮機油,可用L-DAB100牌號。曲軸箱油池容量200L。承受內氣壓的曲軸箱壁厚25mm。曲軸箱內部寬度630mm。水平布置的Ⅱ、Ⅲ級十字頭滑導中間接筒壁厚亦為25mm。主機水平氣缸方向長度2197mm,自主軸承中心至Ⅰ級氣缸蓋頂部高度1097mm。機組外形尺寸5000×2500×2450mm。機組總質量10700kg。曲軸和曲軸箱之間,設置專用機械密封,確保天然氣無外泄。4只水平的“十字頭滑導”,特別鑄出了活塞體和十字頭間的空間,作為聯通曲軸箱內氣體壓力的通道。Ⅰ級氣缸鑄有冷卻水套,Ⅱ、Ⅲ級鍛造氣缸外側都用鋼板焊制了冷卻水套。

          剖析角度式工藝用壓縮機十四例<三>

            該機當Ⅰ級吸氣壓力0.9~1.0MPa時,Ⅰ級排氣壓力2.9~3.2MPa,Ⅱ級排氣壓力8.6~9.4MPa,Ⅲ級排氣壓力25MPa。

            有必要特別指明,其各列往復運動質量間的數量關系,非常嚴謹地遵循了經典力學原則。兩個曲拐上各有一個的倒T型3列,皆如此。在每一個曲拐上,立列(第Ⅰ級)往復運動質量45.2Kg,水平相對布置的兩列(第Ⅱ級列和第Ⅲ級列),其往復運動質量皆各為22.6kg。即做到了立列和水平兩列往復運動質量間的數量關系,是精準的2:1:1。也只有如此,才具備了倒T型壓縮機一階往復慣性力完全平衡的必要條件。倒T型壓縮機各列往復運動質量間的數量關系,顯然迥異于2列氣缸中心線夾角為90°的V型壓縮機,以及3列氣缸中心線夾角為60°的W型壓縮機。V型、W型壓縮機一階往復慣性力完全平衡的必要條件,是其各列往復運動質量相等。

            當然,該倒T型CNG壓縮機也實現了旋轉慣性力完全平衡,從而達到了本結構型式(倒T型)壓縮機慣性力平衡的z*佳狀態。

            <連載完>

            參考文獻:
            【1】高其烈,CNG壓縮機設計劍指何方[J],壓縮機,2016,(1);49-56,西安.
            【2】高其烈,中小型五級CNG壓縮機結構型式之選擇[J],壓縮機,2015,(10);41-50,西安.
            【3】高其烈,往復活塞式壓縮機的電力驅動之一斑[M],《壓縮機》雜志論文集,2014,123-128,壓縮機雜志社,西安.
            【4】高其烈 王盛,國外PET吹瓶用無油空壓機產品概貌[M],PIC ASIA 2012國際壓縮氣體技術展論文集萃,65-69,壓縮機雜志社,西安.
            【5】郁永章 高其烈 馮興全等,天然氣汽車加氣站設備與運行[M],中石化出版社,2006,北京.
            【6】郁永章主編,容積式壓縮機技術手冊[M],機械工業出版社,2000,北京.
            【7】高其烈,壓縮機世紀菁華續錄(一)~(十二)[J],壓縮機技術,1998總一四七期~2001總一六五期,沈陽.
            【8】高其烈,壓縮機世紀菁華錄[M],壓縮機技術雜志社,1996,沈陽.
            【9】Franz.Frolich, KolbenHubVerdichter[M], Springerlag, 1961,Berlin.

          標簽: 工藝用壓縮機  

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