[打印] [關(guān)閉] 發(fā)布時(shí)間：[2010-01-11 00:00]

      由于調(diào)節(jié)滑閥的容量調(diào)節(jié)裝置，可使空壓機(jī)在調(diào)節(jié)工況下保持較高的效率，近年來，在無油螺桿空壓機(jī)和噴油螺桿空壓機(jī)中，也有采用容量調(diào)節(jié)滑閥的趨勢(shì)。
容量調(diào)節(jié)滑閥調(diào)節(jié)螺桿空壓機(jī)容積流量的原理，是基于螺桿空壓機(jī)的工作過程特點(diǎn)。在螺桿空壓機(jī)中，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，被壓縮氣體的壓力沿轉(zhuǎn)子的軸線方向逐漸升高，在空間位置上，是從空壓機(jī)的吸氣端逐漸移向排氣端。在機(jī)體的高壓側(cè)開口后，則當(dāng)兩轉(zhuǎn)子開始嚙合并試圖提高氣體壓力時(shí)，其中有些氣體便會(huì)通過開口處旁通掉。顯然，旁通的氣體量與開口的長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)接觸線移動(dòng)到開口的摸端

時(shí)，剩下的氣體就被完全封閉起來，內(nèi)壓縮過程就從這一點(diǎn)開始。空壓機(jī)對(duì)從開口處旁通氣體所做的功，僅是用來將其排出，因此空壓機(jī)的耗功主要是壓縮最終排出的氣體所做的功和機(jī)械摩擦功之和。

所以，當(dāng)用容量調(diào)節(jié)滑閥調(diào)節(jié)螺桿空壓機(jī)容積流量時(shí)，可使空壓機(jī)在調(diào)節(jié)工況下保持較高的效率。
     在實(shí)際空壓機(jī)中，一般并不是在機(jī)殼上開一個(gè)孔，而是采用多孔結(jié)構(gòu)。滑閥在轉(zhuǎn)子下面的一個(gè)槽中移動(dòng)，可以對(duì)開口的大小實(shí)行連續(xù)調(diào)節(jié)。從開口處排出的氣體將重新回到空壓機(jī)吸氣口，由于實(shí)際

上空壓機(jī)沒有對(duì)這部分氣體做功，它的溫度也沒有升高，故在它加到吸氣口主流氣體之前也不需要冷卻。
     滑閥可以按控制系統(tǒng)的要求朝任一方向移動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)方式有多種，最常見的是采用液壓缸的方式，由空壓機(jī)本身的油路系統(tǒng)提供所需的有壓。在少數(shù)機(jī)器中， 滑閥是由電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)的。
理論上，滑閥的長(zhǎng)度應(yīng)該同轉(zhuǎn)子一樣。同樣，滑閥由滿負(fù)荷到空負(fù)荷所需的移動(dòng)距離也需同轉(zhuǎn)子一樣，液壓缸也應(yīng)有同樣的長(zhǎng)度。然而實(shí)踐證明，即使滑閥的長(zhǎng)度稍微短一些，依然能實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)特性。這是因?yàn)楫?dāng)旁通開口在吸氣端面附近剛開始打開時(shí)，其面積很小，此時(shí)氣體的壓力很小，而且轉(zhuǎn)子嚙合齒掃過開口所用的時(shí)間也很短，故只會(huì)有很少一部分的氣體被排出。所以，實(shí)際滑閥的長(zhǎng)度可減少為轉(zhuǎn)子工作段長(zhǎng)度的70%左右，剩下的部分做成固定的，這樣便可減少空壓機(jī)的總體尺寸。
容量調(diào)節(jié)滑閥的特性隨著轉(zhuǎn)子直徑的不同會(huì)有所不同，這是因?yàn)橛苫y移動(dòng)而造成的旁通口面積與轉(zhuǎn)子直徑的平方成正比，而壓縮腔內(nèi)氣體的體積卻與轉(zhuǎn)子直徑的三次方成正比。值得注意的是，空壓機(jī)在壓縮氣體時(shí)，同時(shí)也把噴入油的壓力提高，并使其最終隨氣體一起排出。為了使油能連續(xù)不斷地排出，必須保留一定的排氣容積。否則，在完全空載的情況下，油將在壓縮腔中越積越多，導(dǎo)致空壓機(jī)無法持續(xù)運(yùn)行。為了使油能夠被連續(xù)地排出，通常至少要有約10%的容積流量。在有的情況下，要求空壓機(jī)容積流量必須為零，此時(shí)通常在吸，排氣之間布置旁通管，當(dāng)需要完全空載時(shí)，就讓旁通管打開，使吸，排氣連通。
     用容量調(diào)節(jié)滑閥調(diào)節(jié)螺桿空壓機(jī)的容積流量時(shí)，最理想的情況是在調(diào)節(jié)過程中能保持內(nèi)壓比與滿負(fù)荷時(shí)一樣。但是很明顯可以看出，當(dāng)滑閥移動(dòng)使空壓機(jī)容積流量變小時(shí)，螺桿的有效工作長(zhǎng)度變小

了，內(nèi)壓縮過程經(jīng)歷的時(shí)間也變小了，故內(nèi)壓比肯定要減小。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，滑閥上都開有徑向排氣孔口，它隨滑閥做軸向移動(dòng)。這樣，一方面空壓機(jī)轉(zhuǎn)子的有效長(zhǎng)度在減小，另一方面徑向排氣孔口也在減小，以延長(zhǎng)內(nèi)壓縮過程時(shí)間，加大內(nèi)壓縮比。當(dāng)把滑閥上的徑向排氣孔口與端蓋上的軸向排氣孔口做成不同的內(nèi)壓比時(shí)，就可在一定范圍的調(diào)節(jié)過程中，保持內(nèi)壓比與滿負(fù)荷時(shí)一樣。
     利用容積調(diào)節(jié)滑閥同時(shí)改變螺桿空壓機(jī)的徑向排氣孔口大小和轉(zhuǎn)子有效工作段長(zhǎng)度時(shí)，空壓機(jī)的功耗與容積流量的關(guān)系，在100-50%的容積流量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，空壓機(jī)消耗的功率幾乎可與容積流量的

減少成正比例地下降，表明滑閥調(diào)節(jié)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。值得注意的是，在滑閥移動(dòng)的后一階段，內(nèi)壓比將不斷降低，直到減少為1。這使得此時(shí)的功耗與容積流量曲線同理想情況相比，產(chǎn)生了一定的偏差。偏差的幅度，取決于空壓機(jī)的外壓比大小。如果由運(yùn)動(dòng)工況決定的外壓比較小，則空壓機(jī)的空載功耗可能只有滿載時(shí)的20%，而外壓比較大時(shí)，則可能達(dá)到35%。從這里可以看到，采用容量滑閥的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)，即空壓機(jī)的起動(dòng)功率很小。
     采用調(diào)節(jié)滑閥結(jié)構(gòu)時(shí)，滑閥的上表面充當(dāng)了螺桿空壓機(jī)氣缸的一部分，滑閥上又排氣孔口，其下部還要起軸向移動(dòng)的導(dǎo)向作用，因此對(duì)加工精度的要求非常高，會(huì)導(dǎo)致制造成本增加。特別是在小型螺桿空壓機(jī)中，滑閥的加工成本會(huì)占有很大的比例。另外，為保證空壓機(jī)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，滑閥與轉(zhuǎn)子間的間隙，通常要比氣缸孔與轉(zhuǎn)子間的間隙大一些，在小型螺桿空壓機(jī)中，這種加大的間隙也會(huì)使空壓機(jī)的性能嚴(yán)重下降。為了克服上述缺點(diǎn)，在小型螺桿空壓機(jī)的設(shè)計(jì)中，還可采用幾種形狀簡(jiǎn)單成本低廉的調(diào)節(jié)滑閥。
     一種簡(jiǎn)單的滑閥設(shè)計(jì)方案，氣缸壁上開有與轉(zhuǎn)子螺旋形狀相對(duì)應(yīng)的旁通孔，當(dāng)這些孔沒有被蓋住時(shí)，氣體可以從這些孔中排出。所用滑閥為“轉(zhuǎn)動(dòng)閥”，閥體是螺旋形的，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)，便可蓋住或打開與壓縮腔相連的旁通孔。由于此時(shí)滑閥只需轉(zhuǎn)動(dòng)，空壓機(jī)總體長(zhǎng)度便可減少很多。這種設(shè)計(jì)方案可以有效地提供連續(xù)的容量調(diào)節(jié)。但由于其排氣孔口大小不變，故從一開始卸載時(shí)，內(nèi)壓比就要下降。同時(shí)，由于氣缸壁上旁通孔的存在，形成了一定量的“余隙容積”。此容積內(nèi)的氣體將反復(fù)經(jīng)歷壓縮和膨脹過程，從而導(dǎo)致空壓機(jī)容積效率和絕熱效率降低。