軸流式空氣壓縮機在國內空分設備上還未采用,國外應用也較少,只適用于氣量很大的情況下。其結構如圖2一13所示。
離心式空氣壓縮機已普遍應用于大型空分設備上。
采用透平式空氣壓縮機具有較多的優點:產量大、尺寸小、重量輕、結構簡單、運轉可靠、送氣均勻、空氣不受潤滑油蒸氣污染等。
離心式空氣壓縮機的結構如圖2一14a所示。主要由進氣管、葉輪、擴壓器、蝸室等組成。
空氣自進氣管引人,均勻地進人葉輪。進氣管直徑做成逐漸縮小的形狀,目的是使空氣略有加速。
葉輪是離心式壓縮機最重要的部件,用紅套法緊固在壓縮機主軸上(所謂紅套法,就是利用熱脹冷縮的原理,把比主軸直徑小的葉輪內徑,用加熱的方法伸其熱脹.然后套在主軸上。待葉輪冷卻到常溫時,內徑回縮,使其緊緊地卡在主軸上的一種裝配方法)。
當電動機拖動壓縮機主軸轉動時,就帶動葉輪旋轉,進人葉輪的空氣被葉輪上的葉片帶著旋轉,提高了速度和壓力。
空氣在葉輪中能提高壓力的原因有兩個:
l)離心力的作用:空氣被葉片帶著旋轉,提高了速度,產生了離心力。由于離心力的作用,把空氣從里向外拋,達到壓縮的目的。
2)葉輪的形狀是從里向外擴大的,因而空氣自葉輪進口到出口,其相對速度降低了。速度降低轉化為壓力的升高(猶如具有一定速度的一股風吹來,就會感到有一股力壓在我們身上一樣,這就是由于身體的阻擋使風速減小而轉變為壓力的緣故)。
空氣從葉輪出來,絕對速度還很大。氣流進人擴壓器后,速度減慢,壓力進一步提高。
空分設備中應用的離心式空氣壓縮機一般為多級的,即由多個葉輪組成,進行逐級壓縮。其外形見圖2一14b。
由于離心式空氣壓縮機在工作時的轉速比較高(空分設備中用離心式空氣壓縮機,葉輪轉速在5000一15000r/min),產生的離心力較大。為此,旋轉部分(工作輪、葉片、鍵等)的材料就要求有較高的強度,一般采用高強度合金鋼制造,如35CrMoA、34Cr3MoWV、30CrMnsiA、25Cr2MoVA等。