离心空压机结构介绍1.doc

TM系列离心式压缩机使用说明书
2．介绍
2-1 概述
2-1-1 构造
Turbo master是由电机驱动的离心式空气压缩机。
压缩元件由叶轮、扩压器和蜗壳等组成，大齿轮与主电机相联。小齿轮装在大齿轮的左右两侧（每边一个），大/小齿轮的轴靠轴承来承受其轴向力和径向力，气封和油封来实现压缩空气的无油运行。
中间冷却器位于每级压缩元件之间，每个中间冷却器都具有冷凝水分离的功能，用于除去压缩气体在被冷却之中产生的冷凝水，用户可以按需要购买和安装自动疏水器。
中间冷却器
油过滤器
出口
入口
出口
后冷却器
齿轮箱
油冷却器
油过滤器
中间冷却器
电机
齿轮箱
油箱
油冷却器
联轴器
控制柜
电机
入口
油箱
联轴器
控制柜
TM1500～700系列
TM600～400系列

图2-1 Turbo Master压缩机组
2-1-2 压缩原理
离心压缩机吸入气体后将其压缩，使其压力增加（即动能转化为压力能）。
电机旋转带动齿轮及转子轴，然后使叶轮获得旋转动力，外部气体被吸入叶轮进口。然后由于叶轮的运转时的离心力使吸入的气体被加速并流向叶轮的顶端。高速的气体通过叶轮流向扩压器，在扩压器内因区域面积的改变，通过膨胀使气体流速减慢同时压力升高。同样当气流流经蜗壳时，也因为流道面积的逐渐增大，气流速度逐渐减小而使气体压力得到提高。
图2-2显示了叶轮和气体流道的构成。
气封
扩压器底板
扩压器叶片
高速轴承
大齿轮
高速轴
油封
叶轮
轮盖

图2-2 压缩机叶轮部分构造

2-2 产品介绍
2-2-1 齿轮
离心压缩机的齿轮基于AGMA（美国齿轮制造协会）标准而制造，其精度等级为AGMA 12和13级，在从材料到齿形加工严格稳定的质量管理下，齿轮可以高速平稳地工作。按AGMA安全标准来设计加工的齿轮能充分显示它高效的性能和足够的强度及寿命。
电机驱动大齿轮时，两侧的小齿轮按相应的齿数比被加速，这样被装配在小齿轮上的叶轮就被带动旋转了。

项目
数据
类型
带推力盘的斜齿轮
等级
大齿轮
AGMA 12
小齿轮
AGMA 13

图2-3 大齿轮与小齿轮

2-2-2 轴承
压缩机在小齿轮轴上装有可倾瓦轴承，可防止高速运转时油膜振动，延长使用寿命。
安装在大齿轮轴上的四瓣锥度止推轴承减少摩擦损失。
大齿轮电机侧轴承
三级盲盖侧轴承
二级叶轮侧轴承
一级叶轮侧轴承
大齿轮盲盖侧轴承
三级叶轮侧轴承

图2-4 轴承布置图（TM900～400系列）
注意事项

即使是安装在同一根轴上的相同类型的轴承，它们的尺寸以及来自齿轮、叶轮、自重等受力的方向也各不相同，所以以上六个轴承均有不同的设计。

图2-5 可倾瓦轴承
2-2-3 叶轮和扩压器
A．叶轮
叶轮是通过来自电机的机械旋转动能，沿轴向吸入气体，将气体压缩后再沿径向排出。
叶轮安装在高速小齿轮轴上，其材质为17-4PH。
叶轮有后弯型、径向型和前弯型三种类型，通常后弯型因为调节范围宽而应用的更为广泛。
高速旋转的叶轮，通过极佳的平衡和最佳的设计保证安全运行。

图2-6 叶轮
B．扩压器
扩压器使从叶轮流出来的气体在进入蜗壳前压力继续得到增加。通过叶轮增加了动能的气体在扩压器内速度减低，使得压力升高。

图2-7 扩压器
2-2-4进气导流叶片（I.G.V）
进气导流叶片（I.G.V.）位于离心压缩机组第一级主机之前，通过调节进口流速来降低主电机的能耗，使吸入叶轮的气体保持最佳的方向以减小进气阻力。

图2-7 进口导叶
2-2-5 轮盖/蜗壳
轮盖、蜗壳与每一级转子一起，对气体进行压缩。轮盖和蜗壳装配在一起，将被叶轮旋转加速的气体的动能转化为压力能，同时作为气体进入中间冷却器的流道。

2-2-6 中间冷却器
中间冷却器在机组中起非常重要的作用，它通过降低经过阶段压缩后的气体温度来降低气体的比容，从而使下一级压缩的压缩效率得到大大提高。允许采用的换热器类型有很多种，但在气体流速较大且传热效率较低的情况下，通常建议采用翅片管式换热器。Turbo Master离心压缩机组的中间冷却器就采用了翅片管式换热器，通过在冷却光管上套装翅片增加换热面积，提高冷却效果。
当高温压缩气体通过有低温冷却水冷却的带翅片管束时，可有效地进行热交换。这种类型（水走管程，可抽拉式管束结构）可以方便地对污染非常严重的冷却管侧进行。
翅片式换热器具有维护费用低的优点，与双管式和壳管式换热器相比寿命更长。

图2-8 中间冷却器

2-2-7 后冷却器和水气分离器
后冷却器使压缩机末级排出空气的温度降低，并向工厂提供合适温度的压缩气体。此种后冷却器直径很小以方便安装在管道上。可移动式管束结构容易维护，通过最佳设计使维护费用最低。水气分离器用于分离和排放经过后冷却器冷却后压缩空气中的冷凝水。因为采用旋风分离型水气分离器，分离效率在95%以上。
2-2-8 密封系统
密封系统是指包括缓冲区和通风区的迷宫式轴密封构造。按照工作原理，喷射器将保持油箱和齿轮箱内压力低于大气压力。齿轮箱内的真空环境可以防止用于润滑轴承和齿轮的润滑油在通过油封后漏出齿轮箱或者进入气体流道。
当离心压缩机组处于卸载状态时，由于机组排气放空，将会在一、二级主机处产生真空。为了防止润滑油进入气体流道，机组的密封系统在机组卸载时将三级内稍高压力的气体引入一、二级的气封内，并在气封内产生一层气幕，从而阻止润滑油以雾态或者液态的形式进入气体流道。

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图2-9 密封系统示意图（TM900～400系列）
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