第七章矿山空气压缩设备.ppt

第七章 矿山空气压缩设备;第七章 空气压缩设备; 压缩空气一直是矿山所采用的原动力之一，用以带动凿岩机、风镐及其它风动机械进行。由于像凿岩机这类风动工具的冲击力强，适用于钻削坚硬的岩石，而且风动工具结构简单、重量轻、操作方便，尤其在有瓦斯和煤层爆炸危险的矿井里，使用这种动力比电力安全。虽然整个气力系统（包括压缩空气的生产和输送，以及在风动机具中的使用）的效率很低，成本较高，但目前矿山采掘工作，仍然普遍采用风动工具来凿岩和落煤。 空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设备。包括空气压缩机（简称空压机）、输气管路和附属设备。;1.矿山空压机站的组成 矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、冷却泵站、附属设备、管路等。 2.空压机的分类 现代工业中使用的压缩机种类很多，按其结构型式不同，分类如下：;速度型 压力的提高是由于气体的速度转化而形成的。分：轴流式、离心式、混流式。 容积型 压力的提高是由于气缸中容积的变化使气体体积被压缩而密度增大的结果。分： 回转式（滑片式、螺杆式、转子式） 往复式（活塞式、膜式） ; 目前矿山最广泛使用的是低压（p≤106Pa）活塞式压缩机，近年来螺杆式和滑片式压缩机的使用也逐渐增多。二、活塞式压缩机有以下几种：;2、按压缩级数分 可分为单级、双级、多级三种。 3、按活塞往复一次作用次数分 可分为单作用、双作用。 单作用：活塞往复一次，工作一次。 双作用；活塞往复一次，工作两次 4、按冷却方式分 可分为水冷式、风冷式。 5、按气缸数分 可分为单缸、多缸;2.活塞式空气压缩机的类型 按气缸相对位置分 卧式：气缸水平放置。 ;立式：气缸垂直放置。 角式：气缸中心线间成一定角度。 ;二、活塞式空气压缩机的工作原理及其结构;吸气;;P; 1 、余隙容积Vo 2、 进气压力要略低于大气压力。 3、 排气压力要略高于风包内的压力。 4、 实际吸气线1′～2′和实际排气线3′～4′的起点处有凸出和波动。 5、 实际膨胀线4′～1′和实际压缩线2′～3′要比理论膨胀线4～ 1 和理论压缩线2 ～ 3 的弯曲度要大些。 6 、活塞式空压机的压容图所包围的面积，表示在一个循环 过程中可消耗功率的多少，故又称为“示功图”。;第二节 活塞式空压机的基本理论;　　　　二、一级活塞式空压机的工作循环 　　　（一）一级活塞式空压机的理论工作循环 所谓理论工作循环是指以下几点假设： （1）无余隙容积；(气缸内被压缩的气体全部无遗地排出) （2）在整个吸气过程，气缸内空气的状态保持不变并与周围大气状态相同； （3）气缸不漏气，气阀、吸排气管道无阻力；在吸、排气过程中没有压力损失。 （4）压缩过程为等温过程、绝热过程或多变过程，但压缩指数保持不变。 在上述假设条件下，空压机的工作循环称为理论工作循环。它由吸气、压缩和排气三个基本过程组成，只有压缩过程是热力过程。其工作循环可用示功图表示。（ 图9—4）示功图的横坐标表示气缸容积V，纵坐标表示空气压力。 ;当活塞自左向右移动时，气体以压力ρ1进入气缸，0～1为吸气过程；当活塞自右向左移动时，气体被压缩，1～2为压缩过程；当气体压力达到排气压力ρ2后，气体被活塞推出气缸， 2～3为排气过程。 空压机把空气从低压压缩至高压，需要消耗能量，空压机完成一个理论循环所消耗的功W等于吸气功Wx、压缩功Wy和排气功Wp的总和。;1、吸气过程;3、排气过程;（二）一级活塞式空压机的实际工作循环;2.由图看出实际工作循环与理论工作循环有以下区别： （1）实际工作循环的工作过程：吸气、压缩、排气、膨胀等四个过程，比理论工作循环多一个膨胀过程。 （2）实现吸气线低于理论吸气线，实现排气线高于理论排气线。 （3）实现压缩过程线1～2与绝热压缩线1’～2’相交于一点，可见，实现的压缩指数n在整个压缩过程中并非常数 三、影响空压机实际工作循环的因素分析 （1）余隙容积的影响 （2）吸、排气阻力的影响 （3）压缩过程中压缩规律变化的影响 （4）其它因素的影响;三、影响空压机实际工作循环的因素分析 （1）余隙容积的影响 余隙容积是排气终了时，未非尽的剩余压气所占的容积。由于余隙容积的存在，排气终止于点4时，仍有体积等于余隙容积V0的压气存于缸中。因缸内余气的压力大于吸气管中空气的压力，所以吸气过程不是从活塞行程的起点4开始，而要待天气缸内的压力降为p1时，即活塞行至点1时才开始吸气，这时余隙容积V0膨胀，所以吸入气缸的空气体积不是Vg而是Vx，显然，余隙容积的存在，减少了空压机的排气量。 （2）吸、排气阻力的影响 在吸气过程中，外界大气需要克服滤风器、进气管道及吸气阀通道内的阻力后才能进入气缸内，所以实际吸气压力低于理论吸气压力；而在排气过