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

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(duì)氣體的影響，可以獲得較為純凈的氣體。并且對(duì)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(wú)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(duì)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(wú)油）與曲軸箱（有油）部分隔離開來(lái)。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(wú)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(wú)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(duì)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?。幻詫m活塞既可逾越非金屬材料活塞環(huán)允許的Z高工作溫度安全運(yùn)行，亦可高于氣缸有油潤(rùn)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Z低工作溫度下正常工作，這無(wú)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(jiǎn)單，在壓縮范圍內(nèi)無(wú)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(duì)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(duì)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)?、BOG低溫介質(zhì)、高溫介質(zhì)等。

（1）對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(lái)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(lái)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(rùn)滑油的溫度，降低潤(rùn)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(zhǎng)期的控制了國(guó)內(nèi)外迷宮壓縮機(jī)的市場(chǎng)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(chǎng)的需求推動(dòng)了迷宮壓縮機(jī)國(guó)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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（來(lái)源：科技資訊）