迷宮壓縮機的優(yōu)缺點及應(yīng)用

馮嬌嬌　胡波

摘　要：本文列舉了迷宮壓縮機密封原理及結(jié)構(gòu)特點，分析其優(yōu)缺點并說明其特殊應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：迷宮壓縮機；密封原理；結(jié)構(gòu)特點；應(yīng)用

1　迷宮壓縮機的密封原理

迷宮壓縮機是指活塞與氣缸壁、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。與傳統(tǒng)的采用接觸式密封形式的壓縮機相比，迷宮壓縮機不存在填料密封環(huán)、活塞環(huán)等摩擦產(chǎn)生的碎屑對氣體的影響，可以獲得較為純凈的氣體。并且對于混入介質(zhì)中的雜質(zhì)不是很敏感，此結(jié)構(gòu)特點，決定了迷宮壓縮機的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

2　迷宮壓縮機的結(jié)構(gòu)特點

迷宮壓縮機的結(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，進行介質(zhì)的減壓和密封，為設(shè)備中的無油部分。

（2）曲軸箱傳動部分：通過主電機帶動曲軸，曲軸連接連桿和十字頭運動，傳遞給活塞桿，驅(qū)動活塞的壓縮過程，并采用導(dǎo)向軸承結(jié)構(gòu)對活塞進行精確導(dǎo)向定心，為設(shè)備的有油部分；閉式迷宮壓縮機的曲軸箱帶有機械密封結(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（無油）與曲軸箱（有油）部分隔離開來。在高溫和低溫的介質(zhì)時還要增加隔熱或隔冷的腔室。

3　迷宮壓縮機的特點

（1）可靠性：非迷宮往復(fù)活塞壓縮機的密封元件采用非金屬材料制作，壓縮機工作時，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，而迷宮壓縮機采用節(jié)流密封，設(shè)計上無活塞環(huán)、支承環(huán)，使迷宮壓縮機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。迷宮壓縮機不僅排氣無油，而且壓縮機氣缸內(nèi)不產(chǎn)生任何粉塵磨屑，同時對壓縮介質(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：氮氣）時使用更具有極高的安全可靠性。

（2）經(jīng)濟性：迷宮活塞壓縮機沒有連續(xù)摩擦而引起活塞環(huán)和填料密封環(huán)磨損現(xiàn)象，維修費用低，開工率高，僅有極少的幾個部件要求特別維護，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高工作溫度安全運行，亦可高于氣缸有油潤滑壓縮機的壓縮機油閃點正常工作，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，這無疑提高了經(jīng)濟效益。

（3）安全性：迷宮活塞壓縮機通過氣流的所有部件用金屬制成，設(shè)計盡可能簡單，在壓縮范圍內(nèi)無機械摩擦產(chǎn)生，在壓縮易燃易爆有毒氣體時還可采用閉式結(jié)構(gòu)，提高了壓縮機的安全性。

迷宮壓縮機的缺點：

（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，對于活塞桿的定位導(dǎo)向要求較高，一旦機器運轉(zhuǎn)不良，發(fā)生摩擦磨損，就會降低密封性能，并且修復(fù)成本較高。

（3）對于填料環(huán)的密封性能要求較高，當設(shè)計或組裝不當事，泄露比較嚴重。

4　迷宮壓縮機的特殊應(yīng)用

迷宮壓縮機主要應(yīng)用的介質(zhì)包括：烯烴類、空氣、氮氣、BOG低溫介質(zhì)、高溫介質(zhì)等。

（1）對于烯烴類等易液化的介質(zhì)，要注意進氣液體的分離。由于壓縮機不能壓縮液體，需要核算壓縮機工況是否處在該介質(zhì)的液化區(qū)，并且對于易液化的介質(zhì)，在分離器上設(shè)置自動排液裝置以便可以及時進行冷凝液體的收集和排放。

（2）迷宮壓縮機可以用到低溫-196 ℃和高溫300 ℃的介質(zhì)中，在設(shè)計中主要需要考慮以下幾點。

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各零件間的膨脹量相對小一些，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及檢驗，并且對于連接處的螺栓螺母等需要做二次預(yù)緊，保證機器運轉(zhuǎn)時的安全性。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行螺紋的加固，并且采用鬧得牢防松墊圈來增加螺栓、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，其性能會降低，應(yīng)適時的更換，來保證設(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，影響潤滑油的溫度，降低潤滑效果。同時在隔室里充入氮氣吹掃，也可帶走一部分的高溫或低溫介質(zhì)產(chǎn)生的熱量。

5　迷宮壓縮機的發(fā)展前景

1935年瑞士蘇爾壽公司開發(fā)研制了臺迷宮壓縮機，開創(chuàng)了迷宮壓縮機應(yīng)用的先河，并且長期的控制了國內(nèi)外迷宮壓縮機的市場占有率。隨著石油化工領(lǐng)域的不斷發(fā)展，迷宮壓縮機的應(yīng)用更加廣泛，特別在節(jié)能減排項目上的應(yīng)用，更提高了迷宮壓縮機的使用率，市場的需求推動了迷宮壓縮機國產(chǎn)化的進程，迷宮壓縮機發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?/p>

參考文獻

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（來源：科技資訊）