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移动式螺杆压缩机系列设计移动式螺杆压缩机系列是一种高效、灵活且可靠的空气压缩解决方案，广泛应用于工业、建筑、矿业及其他需要现场供气的场景。该系列产品以先进的螺杆技术为核心，结合便携性设计，能够满足用户对高效率和高机动性的需求。
其主要特点包括：首先，采用高效的阴阳转子设计，确保压缩过程中的低能耗与高排气量，显著提升工作效率；其次，整机结构紧凑，集成度高，便于运输和安装，特别适合经常更换作业地点的用户；再者，配备智能化控制系统，可实时监测运行状态并提供故障预警功能，有效延长设备寿命；此外，移动式螺杆压缩机还具备出色的环境适应能力，在极端温度或复杂工况下仍能保持稳定运行。
从动力选择来看，该系列既支持柴油发动机驱动，也兼容电动机驱动，为用户提供多样化选项。同时，低噪音、低排放的设计理念使其更加环保，符合现代工业绿色发展的趋势。总体而言，移动式螺杆压缩机凭借卓越性能、便捷操作以及经济实用性，已成为众多行业不可或缺的重要装备之一。
移动式压缩机主要是在野外作业施工现场
一般缺水、缺电这就决定了压缩机的驱动以柴油 机为主其冷却方式有直接风冷和风一水冷却两 种。 直接风冷柴油机低温启动性能好，其冷却系 统比风一水冷柴油机简单但机组价格较高、可供 选择的品种少、维修方便性差；风一水冷柴油机是 用水直接冷却机组再用风冷却循环水这类机组 虽低温启动性能差些冷却系统较复杂，但价格比 较便宜、可靠性好、品种多、维修方便并且水质容 易控制。目前移动式压缩机绝大部分配备这类柴 油机。 柴油机的运转特性应和螺杆式压缩机的运转 特性在较大的转速范围内相匹配，通过柴油机增 加增压器和速度变化形成螺杆式压缩机机组的 系列化。应选择速度高但怠速时要求有较大扭矩 的柴油机在相同的条件下直喷式柴油机比涡流 式柴油机和预燃式柴油机的最低启动转速低1/2 ~2/3。根据柴油机的标定功率来确定移动式螺 杆压缩机的系列考虑到螺杆式压缩机吸气过滤 器等阻力损失及低气压和高温环境的功率损失 同时扣除冷却风扇的功率消耗，柴油机可供压缩 机利用的输出功率约是其标定的持续功率的 80%左右。 设计组按选型的要求，从产品系列、质量、维 修、操作、配件等几个方面重点调研了Cummins、 Dentz和JohnDeere等几家著名柴油机公司，以及 国产柴油机的生产情况光伏幕墙施工工法，其中Cummins柴油机系 列分布如图1所示。 通过分析比较，Cummins柴油机的功率范围 与螺杆式压缩机的系列较协调，相互间的功率几 乎没有重叠（见表1）
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从生产管理、加工手段、发展状况、产品质量、 机器特点等几个方面对国产柴油机进行了比较 其中玉林柴油机厂生产的柴油机系列见表2。
表2 玉林柴油机系列
过分析研究，确定螺杆式压缩机排气量
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7m?/min以下的驱动机选用JohnDeere公司的产 品7m?/min以上的驱动机选用Cummins公司的 产品而国产柴油机则以玉林柴油机系列配套为 主。设计组对Cummins的6B型柴油机进行了测 试结果见表3匹配情况良好。
螺杆式压缩机主机技术成熟试验数据齐全。 压缩机转子采用类似GHH齿型，齿数比为5：6 选用四点轴承与径向轴承配套使用，适用于高转 速、高负荷的场合；传动采用直联的方式阳转子 通过增速齿轮变速，使产品变形容易保证每一个 机头的排气量可覆盖一个较大的范围排气压力 设计以0.8、1.0和1.2MPa三个档次为主。4台固 定式螺杆压缩机主机的性能参数见图2。
固定式螺杆压缩机在所用的工作范围内转子 顶点线速度较为适中经济性好，噪声较低，压缩 机主机间气量相互衔接系列完整随着排气压力 的提高排气量降低，但变化幅度不大反映出主
图2固定式螺杆压缩机主机性能参数（试验
螺杆式压缩机的适应性强，能在较广泛的工 况范围内保持高效率其优势应在移动式压缩机 上表现得更为突出。设计组在固定式压缩机性能 参数的基础上，根据经验推出移动式压缩机的性 能参数参照国家的相关标准和柴油机的系列参 数，进行了认真的分析，各主机的性能参数 （0.8MPa分析图见图3。经过分析研究，在保证 满足不超过转子顶点线速度上限和国家相关标准
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基本要求的前提下同时把机组的体积小、重量轻 放在了重要的位置，使各主机的工作覆盖范围普 遍上调见图中a～b范围）这样，不仅使螺杆压 缩机产品系列满足了国家的相关标准，也使整台 机组的体积、重量及价格均相应的降低在充分体 现出螺杆式压缩机在移动式机组上优势的同时 也增强了产品的竞争力。
图4所示是移动式螺杆压缩机的流程图。压 缩机系统中柴油机直接驱动压缩机压缩机进气 由进气蝶阀控制此阀内设置有止逆密封板，同时 起着进气调节、排气止逆和停油的作用，一阀三 用在低压范围内取代了传统的排气止逆阀和停 油阀。蝶阀的阀板上开有一个小孔，以防止关闭 时压缩机出现抽气真空的现象小孔的大小与系 统中的释压阀的排放量有关。压缩机气体和冷却 油混合进入油气分离器经粗分和精分后压缩气 体经压力维持阀排出。油气分离器的油大部分经 油过滤器和冷却器通过流量阀喷入压缩机而由 精分芯分离的油经止逆阀返回压缩机。 压缩机的气体调节是采用正比例阀进行的。 正比例阀的工作特性见图5，当输入压力超过设 定值时正比例阀开始输出压力气体压力超出越 高输出值越大
图3螺杆式压缩机主机性能参数分析
图4移动式螺杆压缩机流程
高速位置；b.低速位置
柴油机启动时，处于低速运转，进行暖机，此 时进气蝶阀处在关闭状态压缩机减荷运行。 柴 油机暖机后开通加载电磁阀工作将柴油机调速
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杆调至高速位，同时进气蝶阀打开柴油机进入 额定转速下工作。施工现场所需气源是不恒定 的，或是间断作业，当供气量减小时，压缩机排气 压力超过额定排气压力此时超压气体经过梭动 阀，作用于正比例阀从正比例阀开始输出压力气 体，一路气体进入柴油机的调速气缸柴油机逐步 减速另一路气体进入压缩机蝶阀控制缸，使压缩 机逐步减荷从而降低压缩机的排气压力至额定 值达到某一平衡点。当间断不用气时柴油机转 速将降至整定的最小转速进气蝶阀随即关闭吸 入的少量气体完全由释压阀排出。当输出压力低 于额定压力时正比例阀输出压力降低，使柴油机 加载。气量调节系统保证了机组压力的稳定和机 组的节能。若压缩机工作时发生异常情况，而造 成系统急速超压，气体则通过安全阀动作释放若 机组停止工作时气体由放气电磁阀排出。
5正比例阀特性（试验
图6正比例阀试验结果
利用正比例阀调整压缩机的供气压力范围 其范围与正比例阀上的喷嘴大小和控制气缸内弹 簧的刚度有关。设计组在调定控制气缸的弹簧之 后分别用90、100和130号喷嘴做了试验，试验
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结果见图6，喷嘴越大，压力的调节范围则越大 用130号喷嘴供气压力范围较大，供气力偏离额 定压力用90号喷嘴调节范围过小柴油机调速 不稳压力波动大；而100号喷嘴较合适，压力起 点虽不同，但调节压力差值相近。因而，常规调压 范围应采用100号喷嘴若需扩大调压范围，可采 用130号喷嘴。 图7反映了压缩机排气压力和排气温度、喷 油温度的关系。由图中可见排气温度随着排气 压力的提高而降低，并且不断接近喷油温度而排 气压力的变化则对喷油温度的影响不大。排气温 度的降低是由于随着排气压力的提高，使喷油量 增加丛而降低排气温度。
图7排气压力和排气温度、喷油温度的关系曲线 （两次试验值）
图8压缩机喷油量和转速关系曲线试验
如图8所示是压缩机喷油量和转速之间的关 系曲线图压缩机的喷油量随着转速的提高而提 高tb／t 1911-2020 弹条i型调高扣件，当喷油量达到一定量的时候变化则逐渐地变 缓
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图9是移动式螺杆压缩机的电气控制线路 图。在系统中设置了以下保护项目： （1油气分离芯前后压差大于整定值，信号警 示； (2）油过滤器前后压差大于整定值，信号警 示； （3）空气滤清器压差大于整定值信号警示； （4）排气温度高于整定值，自动停车； （5）柴油机缸套温度高于整定值自动停车； （6柴油机机油压力小于整定值，自动停车； （7柴油机燃油过滤器前后压差大于整定值 信号警示； （8）柴油机空气滤清器压差大于整定值，信号 警示； （9）风扇皮带断裂自动停车； （10）发电机未激励，信号警示。 柴油机首先由蓄电池通过启动电机启动，启 动完成后，电控系统的用电由发电机提供，同时对 蓄电池充电
图9移动式螺杆压缩机电气控制线路
移动式螺杆压缩机系列设计时应注意： （1移动式螺杆压缩机较固定式螺杆压缩机 在保证经济性的前提下，体积小、重量轻应放在重 要的位置； （2选用柴油机时，应选用大众化产品，质量 好维修及配件供应方便； （3）柴油机怠速运转应保持较大扭矩其怠速 的设定应避开共振区； （4）压缩机的系列设计应以柴油机额定功率 覆盖范围为基准，以较少的规格设计，包含较大的 供气范围。柴油机的可用功率约为额定功率的 80%; （5）气量调节系统应使供气压力的调节范围 比较小并保证压力调节有较好的稳定性； （6）电控系统应设置基本的保护项目保证机 组的正常运行。
作者简介黄集骏男佳兴煤矿材料斜井、1号风井施工组织设计，1959年生大学高级工程师。通讯地 址230031安徽合肥市长江西路888号合肥通用机械研究所压缩 机分所。
SeriesDesignofRemovableScrewCompressor
Huang Jijun