离心压缩机的基本结构

第一节离心压缩机系统组成

众说周知，整套离心压缩机组是由电气、机械、润滑、冷却、控制等部分组成的一个系统。
　　虽然由于输送的介质、压力和输气量的不同，而有许多种规格、型式和结构，但组成的基本元件大致是相同的，主要由转子、定子、和辅助设备等部件组成。0 e/ n  T' W; @% S) V7 N! u& ~
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第二节主机部件
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一、离心压缩机的转子3 O3 B9 [; l+H8 n
转子是离心压缩机的关键部件，它高速旋转。转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。
叶轮' ]1 m/ ^, o$ @7 q: j2 F
叶轮也叫工作轮，是离心式压缩机的一个重要部件，气体在工作路轮中流动，其压力、流速都增加，同时气体的温度也升高。叶轮是离心式压缩机对气体作功的唯一元件。
1.在结构上,叶轮典型的有三种型式：
⑴闭式叶轮：由轮盘、轮盖、叶片三部分组成。
⑵半开式式叶轮：无轮盖、只有轮盘、叶片。; \9 g: m- r) v5 s
⑶双面进气式叶轮：两套轮盖、两套叶片，共用一个轮盘。5 o* P( t. _/ w* o: M
⒉叶轮的结构以叶片的弯曲形式来分：
⑴前倾叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。叶片出口角＞90°。/ l+ U4 B7 K% c/ J⑵后倾叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口角＜90°。- W6 z! S# Y; X2 ⑶径向叶片式叶轮：叶片出口方向与叶轮的半径方向一致，叶片出口角＝90°。

主轴的作用就是支撑安装其上的旋转零部件（叶轮、平衡盘等）及传递扭矩。在设计轴确定尺寸时，不仅考虑轴的强度问题，而且要仔细计算轴的临界转速。4 u' {+ V! O) e- o. v
所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。8

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平衡盘推力盘
在多级离心压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体作用力不一致，就会使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力，我们称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与机壳相碰，发生事故。因此应设法平衡它，平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡轴向力的零件。热套在主轴上，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承来承受。0 F! a9 I* w4 B1 u& P9 E
推力盘是固定在主轴上的止推轴承中的一部分，它的作用就是将转子剩余的轴向力通过油膜作用在止推轴承上，同时还确定了转子与固定元件的位置。

二、离心压缩机的定子
定子是压缩机的固定元件，由扩压器、弯道、回流器、蜗壳及机壳组成。
扩压器7 b6 d+ t3 j( D+ h7 U
扩压器的功能主要是使从叶轮出来的具有较大动能的气流减速，把气体的动能有效地转化为压力能。
扩压器一般分为：无叶扩压器、叶片扩压器、直壁式扩压器。. U3 n8 L$ b0 {4 I! I0 g* C) W
弯道# H( n% ?0 M' [  V
其作用使气流转弯进入回流器，气流在转弯时略有加速。
回流器  W9 X" Z, F" n" o3 N1 @8 p6 @
其作用使气流按所须方向均匀的进入下一级。
蜗壳
其主要作用是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来，并把它们引出压缩机，流向输送管道或气体冷却器，此外，在会聚气体过程中，大多数情况下，由于蜗壳外径逐渐增大和流通面积的逐渐增大，也起到了一定的降速扩压作用。

轴承
支撑轴承：用于支撑转子使其高速旋转。3 l, K-]- o# i. X+ c% s. {! c
止推轴承：作用是承受剩余的轴向力。$ h6 w6S- N4 `/ y1 F, g' X
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第三节辅助设备

㈠离心压缩机传动系统
空分装置中采用的离心压缩机由于转速高，一般采用电动机通过齿轮增速箱来拖动。/ h' D9 H) O) \" f; n/ h# G
对于齿轮的材质要求相当高，一般采用优质合金钢，并经渗碳处理，以提高硬度，同时要求提高加工精度。在出厂前，并经严格的静、动平衡实验。& [6 ^5 B" z) {6 Z- `
平衡：包括静平衡、动平衡两种。* j$ y% A) }6|+ j* N2 k
静平衡是检查转子重心是否通过旋转轴中心。如果二者重合，它能在任意位置保持平衡；不重合，它会产生旋转，只有在某一位置时才能静止不动。通过静平衡实验，找出不平衡质量，可以在其对称部位刮掉相应的质量，以保持静平衡。
动平衡：经过静平衡试验的转子，在旋转时仍可能产生不平衡。因为每个零件的不平衡质量不是在一个平面内。当转子旋转时，他们会产生一个力矩，使轴线发生挠曲，从而产生振动，因此，转子还需要做动平衡试验。动平衡试验就是在动平衡机上使转子高速旋转，检查其不平衡情况，并设法消除其不平衡力矩的影响。

㈡离心压缩机的冷却系统
一、冷却的方式9 f/ L; m6 s#x- G- h8 A
主要有风冷、水冷。
二、冷却的主要方面6 g7 N: s; `'|/ S4 _- |$ j
主电机、压缩后的气体、润滑油。# o0 _6 I/ ~" \" w# w6 L0 F
 1、冷却主电机; D1 L  T3 j( G# \* M3 m5 k
主要为了防止电机过度温升、烧损。通常采用的冷却方式有风冷、水冷。有的大型电机兼而有之。4 a2 w5 v* u! x' F, t6 i- T
 2、冷却压缩后的气体3 |" K6 O0 C; _! X8 B4 H1 M
主要为了降低各级压缩后气体的温度，减少功率消耗。+ k+ H; o5 M8 I! e$ k) \
通常设置水冷却器。在一台机组上设有多个冷却器，有的一级一个。有的两级一个，这样根据冷却器的多少，又可以把压缩机分成几个段。( {% C2 @; A) L' t+ N
冷却器内介质流动情况：
⑴冷却器管程走气，壳程走水；如：英格索氮压机、杭氧氧透就是这样，同时可以减少噪音。
⑵冷却器管程走水，壳程走气。( U  G! j. C6 K0 Q, G
 3、冷却润滑油：
压缩机的油站设有油冷却器。降低油温和在一定范围内调节油温。

（三）离心式压缩机组润滑系统
第一节润滑% m. b9 ]2 V& J& B, a
润滑根据其存在状态可分为：固体润滑剂、气体润滑剂、液体润滑剂、和半固体润滑剂等。
一、润滑油
1、定义：润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂。+ d. i9 i$ m: \$ U
2、润滑油的作用( Y6 m0 n0 n! l! P$ G7 P
⑴润滑减摩：防止机件干摩擦，减少摩擦阻力，在零件表面形成油膜。
⑵冷却降温：通过润滑油的循环带走热量防止烧结。
⑶清洁：通过润滑油的流动冲洗零件工作表面摩擦产生的金属和其它脏物。
⑷密封：减少外界的污染物进入。
⑸锈防蚀：能吸咐在零件表面防止水、空气、酸性物质及害气体与零件的接触。& p& x* z' R; P5 t, y
⑹减震缓冲：压缩机运行负荷很大，这个负荷经过轴承的传递润滑，使承受的冲击负荷起到缓冲的作用。

3、润滑油的性能指标、定义* e% e1 G6 ]& s# K! \4 h  G
⑴粘度：表示油品流动性大小的指标。粘度越小，流动性就越好；粘度越大，流动性就越差。粘度的常见单位是厘斯（cSt）。+ g. M6 W% M2 [5 h+ z3 l9 q3 \
⑵运动粘度：表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以mm2/s表示。, D: N* W6 H! ^7 F" e  C* j
⑶粘度指数：表示油品的粘度随温度变化的特性。粘度指数越大，油品的粘度随温度的变化越小。通过加大粘度指数可以提高油品在不同温度下使用性能。一般以VI表示。  y, {+ G3 
⑷密度：表示在规定温度下的单位体积内所含物质的质量。一般以KG/L或kg/m3表示.
⑸倾点：用温度表示油品在储运和使用时的低温流动性的指标。倾点越低，油品的低温性就越好。在某种程度上也表示了油品脱蜡精制的深度。以℃表示。0 K& B6 ]& ^" t
⑹闪点：用温度表示油品在高温下蒸发性及着火危险性的指标。一般来说，闪点越高，油品的使用温度也越高，油品中混入汽油或柴油时，闪点会明显降低。以℃表示。+ j7 T5 m/ U+ ]2 
⑺抗氧化安定性：表示油品在使用和储存过程中，在高温和金属催化下，油品抗氧化作用的能力。抗氧化安定性越好，油品的使用寿命就越长。% X8 o3 J8 q+ |. t
⑻总碱值：表示在规定条件下，中和存在于1g油品中全部碱性组分所需的酸量，以相当的氢氧化钾毫克数表示。是测定油品中有效添加剂成分的指标，表示内燃机油的清净性与中和能力。

二、润滑脂:5 \* E) \1 {: K
1、定义：是将稠化剂分散于液体润滑剂中所形成的一种稳定的半固体。
2、作用：润滑脂涂于机械摩擦部位，在机械表面形成一定强度的油膜，以减小摩擦磨损，还可以防止金属氧化，填充机件空隙，防止漏气、漏油、漏水，保证设备正常运转。
3、润滑脂的选用要根据机械的工作温度、运转速度、负荷大小、工作环境和供脂方式的不同，综合考虑，一般应考虑以下四个方面的因素：' j/ H: |9 K! f# F- k0 ^; ~& [
⑴温度。温度对润滑脂的影响很大，环境温度高和机械运转温度高的，应选用耐高温的润滑脂，一般润滑脂的是温度都应低于其滴点20~30摄氏度。
⑵转速。高速运转的机件温升高，温升快，易使润滑脂变稀而流失，使用时应选用稠度较大的润滑脂。+ r. ^0 O9 i7 [, L
⑶负荷。根据负荷选用润滑脂是保证润滑的关键之一。润滑脂锥入度的大小关系到使用时所能承受的负荷。负荷大应选用锥入度小（稠度较大）的润滑脂。如果既承受重负荷又承受冲击负荷，应选用含有极压添加剂的润滑脂，如含有二硫化钼的润滑脂。
⑷特殊部位的要求。机械工作环境的不同，应选用不同的润滑脂，在潮湿环境下应选用具有抗水性能的润滑脂；在尘土较多的环境下，可选用浓稠的含有石墨的润滑脂；在含酸的环境下可选用经基脂；如对密封有特殊要求，应选用钡基脂。
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㈣机前进口过滤器

相关知识
在工业区空气的含尘量一般每立方米1-5毫克（《氧气及相关气体规程》要求不大于每立方米30毫克）。灰尘粒度0.5-20微米，以10000制氧机的加工空气量计算，每天进入的灰尘就有10公斤之多。空压机如果直接吸入，后果可想而知。0N+ ^, n3 W; Z$ g; B
固体杂质颗粒直径大于100微米的在重力作用下会自然降落，小于0.1微米的不致引起危害，故净除的对象是0.1---100微米的尘粒。显然。粒度越小越难清除。空气过滤器捕集的对象主要是0.1--10微米的尘粒。净除后空气中含尘量小于每立方米0.5毫克。
对空气过滤器考核的性能指标主要是除尘效率、阻力、及过滤器的容尘量。$o: w4 J* Y: x
除尘效率-----过滤器所捕集的尘量占气体带入过滤器总尘量的百分比。$q2 V1 c9 t/ r0 \0 }
阻力----就是气体通过过滤器的压降。当然随着捕集灰尘的积累，阻力越来越大。会影响空气量。"c2 H2 [, _8 B0 @0 E4 }$ [1 I
容尘量---表示过滤器滤料开始工作到需要更换滤料的时间内，过滤器单位面积所捕集的尘量，这一指标反映了过滤材料的消耗，过滤器的制作成本及气体净化成本。
为了防止不洁净介质进入压缩机组，造成设备部件磨损、叶轮和气体冷却器污染从而降低效率。同时氧透机组又为了防止因摩擦导致着火、爆炸重大事故发生。故此设置机前过滤器。