【文章內(nèi)容簡介】 壓力升高達到額定的壓力之后，壓縮空氣由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)如圖 d[5]。 圖 .2螺桿式壓縮機 工作原理 旋渦式壓縮機 如圖 .3所示，一對相同型線且相互錯開 180度的渦旋葉片圈組合一對嚙合，動圈 2以回旋半徑的圓作不旋轉(zhuǎn)的回 轉(zhuǎn) 運動。如 (a)所示，在吸氣完了時 ，一對渦旋圈共形成兩對月牙形容積。最大的月牙容積 l1即將開始壓縮。動圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續(xù)公轉(zhuǎn)，原最大的月牙容積實現(xiàn) a―b―c 的壓縮，達到預(yù)定壓力，由排氣口 9排出。在月牙 11壓縮的同時，在動圈和定圈的外周形成吸氣容積 8，連續(xù)回轉(zhuǎn)運動過程中，也實現(xiàn)了相同的壓縮，如此周而復(fù)始完成吸氣、壓縮、排氣過程 [6]。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 5 三、國內(nèi)外空氣壓縮機的發(fā)展歷史 50年代， 我國壓縮機主要是以仿制原蘇聯(lián)產(chǎn)品（低壓中小型一般動力用壓縮機）。直到 1958年，我國才開始發(fā)展自己的產(chǎn)品。 1959年，我國第一臺 4L20/8型空氣壓縮機產(chǎn)品研制成功。 60～ 70年代， 主要進行自主開發(fā)，逐步淘汰了原有的相應(yīng)規(guī)格仿制產(chǎn)品，我國于 1974年成功研制出 2L10/81型壓縮機，加速了我國動力用往復(fù)式壓縮機的發(fā)展。 80～ 90年代大規(guī)模引進國際先進技術(shù)。多年來，我國壓縮機制造業(yè)在引進國外技術(shù)，消化吸收和自主開發(fā)基礎(chǔ)上，攻克不少難關(guān)，取得重大突破。例如，催化裂化裝置用的主風(fēng)機和富氣壓縮機、加氫裝置用的循環(huán)氫壓縮機、新氫壓縮機，乙烯三大壓縮機，化肥四大壓縮機組等已大量在石化生產(chǎn)中應(yīng)用。其中，水平剖分式離心壓縮機和軸流式壓縮機制造技術(shù)已接近或達到國際同類產(chǎn)品先進水平，往復(fù)式活塞壓縮機達到國際同類產(chǎn)品水平 [7]。 目前我國的高壓空氣壓縮機進口流量達到 81600 hNm3 ，功率達 7166kW，已用于 300萬噸 /年催化裂化和延遲焦化裝置；離心式循環(huán)氫壓縮機流量達250000 hNm3 ，功率達 1600kW，出口壓力達 18MPa，已經(jīng)用于 120萬噸 /年加氫裂化裝置；裂解氣壓縮機流量達 120210 hNm3 ,功率達 18000kW，已應(yīng)用于 3050萬噸 /年乙烯裂解裝置；大化肥裝置的空氣壓縮機、天然氣壓縮機、氨壓縮機、二氧化碳壓縮機已應(yīng)用于 2030萬噸合成氨裝置；空分裝置的空氣壓縮機流量達到220210 hNm3 ，功率達到 17580kW，已經(jīng)應(yīng)用于 40000 hNm3 空分裝置。 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 6 國外往復(fù)式活塞壓縮機發(fā)展方向為大容量、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可塑性好、排氣凈化能力強；普遍采用撬裝無基礎(chǔ)，全罩低噪音設(shè)計，大大節(jié)約了安裝、基礎(chǔ)和調(diào)試費用；不斷開發(fā)變工況條件下運 行的新型氣閥，使氣閥壽命大大提高；在產(chǎn)品設(shè)計上，應(yīng)用壓縮機熱力學(xué)、動力學(xué)計算軟件和壓縮機工作過程模擬軟件等，提高計算準(zhǔn)確度，通過綜合模擬模型預(yù)測壓縮機在實際工況下的性能參數(shù)，以提高新產(chǎn)品開發(fā)的成功率，壓縮機機電一體化得到強化。采用計算機自動控制，自動顯示各項運行參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行狀態(tài)，優(yōu)化聯(lián)機運行，運行參數(shù)異常顯示，報警與保護；產(chǎn)品設(shè)計重視工業(yè)設(shè)計和環(huán)境保護，壓縮機外型美觀更加符合環(huán)保要求等。 經(jīng)過 20年發(fā)展我國已經(jīng)形成 L、 D、 DZZ、 H、 M型等數(shù)十個壓縮機系列的數(shù)百種產(chǎn)品。 1990年，我國研制 成功符合現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)的 4M50型大型氫氣往復(fù)式壓縮機組， 1996年推出 6M50型系列氮氫氣壓縮機組， 1998年研制成功 4M80型系列大型氫氣壓縮機組。往復(fù)式新氫壓縮機容積流量達到 34000 hNm3 ，活塞壓力達到80kN，出口壓力達到 19MPa，功率達到 4000kW，已用于 200萬噸 /年渣油加氫脫硫裝置。國內(nèi)自行設(shè)計制造的迷宮式壓縮機流量達到 980 hNm3 ，出口壓力達到，已經(jīng)用物 7萬噸 /年聚丙烯裝置。與國外往復(fù)式壓縮機技 術(shù)水平相比，我國的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低，工藝裝備和實驗手段后，產(chǎn)品技術(shù)起點低，規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求 [8]。 四、空氣壓縮機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 空氣 壓縮機 按結(jié)構(gòu)和用途分主要有 : 工藝用往復(fù)式活塞壓縮機、動力用往復(fù)式活塞壓縮機、螺桿壓縮機、微型壓縮機 。 工藝用往復(fù)式活塞壓縮機 目前各種類型的工藝用往復(fù)式壓縮機國內(nèi)都能生產(chǎn)，通過引進消化吸收技術(shù)或與國外合作生產(chǎn)的工藝用壓縮機已接近國際同類產(chǎn)品水平。但是一些大型的工藝用往復(fù)式活塞 壓縮機的性能穩(wěn)定性、可靠性還不能滿足重大裝置配套需要，仍然依靠進口 [9]。 動力用往復(fù)式活塞壓縮機 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 7 動力用往復(fù)式活塞壓縮機產(chǎn)品在我國發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，主要技術(shù)指標(biāo)基本與國際先進水平相當(dāng)，基本能占領(lǐng)國內(nèi)市場，出口量正逐漸增加。 螺桿壓縮機 近幾年國內(nèi)螺桿壓縮機產(chǎn)品發(fā)展很快，品種不斷增加，產(chǎn)量不斷擴大，與國外合作或消化引進技術(shù)生產(chǎn)的動力用螺桿壓縮機產(chǎn)品已達到國際技術(shù)水平。但工藝用螺桿壓縮機與國際水平差距較大，進口較多 [10]。 微型壓縮機 微型壓縮機產(chǎn)品在我國發(fā)展較早，一般微型壓縮機產(chǎn)品的主要 技術(shù)參數(shù)達到國際水平，品種規(guī)格基本能滿足國內(nèi)需要，而且出口量較大。但全無油潤滑微型壓縮機技術(shù)性能還不能滿足國內(nèi)市場需要，仍有較多量進口 [11]。 五、空氣壓縮機技術(shù)發(fā)展的趨勢 壓縮機產(chǎn)品向結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗小、噪音低、效率高、可靠性高以及排氣凈化能力強方向發(fā)展。由于計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，促使壓縮機產(chǎn)品向上述趨勢快速發(fā)展 [12]。 往復(fù)式活塞壓縮機向機組化、無基礎(chǔ)、成套化、高轉(zhuǎn)速、低行程、低噪音、全自動化控制方向發(fā)展， 電子 技術(shù)裝備往復(fù)式活塞壓縮機產(chǎn)品實現(xiàn)往復(fù)式活塞壓縮機排氣量調(diào)節(jié)和節(jié)能控制、自動保護，使 之實現(xiàn)了無人值班連續(xù)高效運行 [13]。 壓縮機產(chǎn)品機電儀一體化得到強化， 90 年代以來，壓縮機機組采用微電腦進行全自動控制，自動顯示壓縮機的各項運行參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行狀態(tài)、優(yōu)化聯(lián)機運行、運行參數(shù)異常顯示、報警與保護等 [14]。 通過改進螺桿齒型和壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善濾油結(jié)構(gòu)性能，提高螺桿壓縮機的綜合性能，使其更為高效、節(jié)能、緊湊、低噪、美觀，并使排氣得到凈化，安裝、維護更加方便 [15]。 六、國內(nèi)外現(xiàn)有高壓氣泵概況 1．手動增壓打氣筒 現(xiàn)有的手動 增壓 打氣筒如圖 61所示 。 這種打氣筒其氣體壓縮本體裝置采用三 級增壓原理，它可以使氣體增壓到 20MPa 的氣壓，能夠滿足氣動獵槍用戶的要求。但是想要達到 20MPa 的氣壓， 增壓打氣筒 需要來回打 200 多下，而且打氣次數(shù)越到后面越費力。 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 8 圖 61 手動增壓打氣筒 2． FX II 電動高壓壓縮機 FX II 電動高壓 壓縮機 是由瑞典的一家公司生產(chǎn)的產(chǎn)品， 它 是專門為氣動獵槍設(shè)計的一款能產(chǎn)生 20MPa 的電動高壓 壓縮機 。壓縮機機體高 英寸 ，機 重63磅 。它可以使用 110 伏特 的電壓 和 20安培 的 家庭電路 ，如圖 62所示。 圖 62 FX II 電動壓縮機 3． 200C 型電動 高壓壓縮機 其 馬達功率 : ， 輸出壓力 : 350Bar， 排氣量 : 250NL/Min 。其特點有： 增壓速度極快，流量大，可供 4套氣輔模具同時生產(chǎn) ； 全自動運行，到達設(shè)定值自動停機 /啟動功能 ； 電流驅(qū)動高壓氮氣增壓機，三級活塞式增壓結(jié)構(gòu) ； 高大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 9 品質(zhì)入口氮氣凈化系統(tǒng)及靜間裝置 ； 有自動排油排水功能，有超載報警系統(tǒng) ； 多段安全閥保護開關(guān)，超過額定壓力自動泄壓排氣 ， 壓縮氣源可用采外購的瓶裝氮氣 [16]，如圖 63所示。 圖 63 200C型電動高壓壓縮機 七、總結(jié) 電動 高壓 氣泵 在設(shè)計上有別于 電動低 壓 氣泵 的 特點是它的高度危險性及所用材料的高技術(shù)含量。如在低壓系統(tǒng)中常用的金屬軟管，在高壓系統(tǒng)中就很難看到。這就需要設(shè)計人員考慮到運行時可能出現(xiàn)的各方面因素，精心設(shè)計與計算，做到萬無一失。 總的來說現(xiàn)代的 壓縮機產(chǎn)品向結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗小、噪音低、效率高、可靠性高以及排氣凈化能力強方向發(fā)展 ，所以 電動 高壓 氣泵的設(shè)計也要向 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小 、噪音低、效率高、可靠性高 的方向發(fā)展 。 高壓壓縮空氣是應(yīng)用日益廣泛的動力氣體 ，如能設(shè)計出一種便捷式的電動 高壓 氣泵，將為使用氣動獵槍的用戶大大的減少時間和精力，而且它不僅僅只是滿足氣動獵槍的 用戶，還有可能用于其他行業(yè)。 10 參考文獻 【 9】 . 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United States Patent: 5,322,424, Jun. 21, 1994 【 24】 摘 要 去 野外 狩獵，需要 隨時能夠給 氣動 獵槍沖氣 。 本文 闡述了如何 設(shè)計一 種 依靠汽車 110V 電壓主驅(qū)動的、能夠達到 20MPa 氣壓的 單管式 電動高壓氣泵。 本文的設(shè)計工作主要從以下幾個方面進行 :首先 了解國內(nèi)外 空氣壓縮技術(shù)的 11 現(xiàn)狀 、 發(fā)展 趨勢 以及目前已有的一系列空氣壓縮機和電動高壓氣泵 ，分析空氣 壓縮機構(gòu) 產(chǎn)生高壓的原理 ，并確定設(shè)計內(nèi)容 ，開始 電動高壓氣泵的方案設(shè)計 ；通過分析現(xiàn)有的各種壓縮機構(gòu)，提出了幾個壓縮機構(gòu) 的 設(shè)計 方案 ，并對這些方案進行評價和比較，選擇了一個最優(yōu)方案 ；接著 開始 傳動 方案 的 設(shè)計 ， 對提出的幾個傳動方案進行了比較， 確定方案 ；然后 針對選擇的方案開始著手設(shè)計， 通過運動學(xué)分析和動力學(xué)計算，選擇電動機和減速器 ， 并計算傳動裝置運動和動力參數(shù)； 接著 根據(jù)確定的最滿意方案 在圖紙上 進行技術(shù)設(shè)計，主要內(nèi)容包括總體布置草圖和總裝配草圖 ； 然后 運用 AutoCAD二維繪圖軟件 根據(jù) 繪制的 草圖 進行 零件圖 的繪制，在零件設(shè)計時通過工作能力計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ， 確定 零件制造所需的所有尺寸及其偏差、表面粗糙度、材料與熱處理及技術(shù)要求等 ； 通過不斷的修改和完善之后 ，按照 最終定型的零件工作圖重新繪制總裝配圖。 設(shè)計出的 單管式 電動高壓氣泵 能夠 在 野外隨時給 氣動 獵槍沖氣 ，具 有一定的使用價值。 關(guān)鍵詞 ： 電動高壓氣泵 ； 空氣壓縮技術(shù) ； 方案設(shè)計 ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計 Abstract Go to hunt in the open, precharged airguns are wonderful until they have to be filled. This article elaborated how to design a new, relying on the 110 V AC voltagedriven portable electric highpressured air pump. This design work mainly carries on from following several aspects: Firstly， to study the status and development trend of domestic and international air pression technology,and know a series of highpressure air pressors and electric pumps . Analyse the principle of highpressure air pressed body, then set down contents of design, and begin