压缩机的主要分类及发展历程
河北科技大学装控122班史少成
摘要压缩机作为生产发展的重要设备，其种类多种多样工作原理也各不相同，各自有自己特点与应用场合。且起源与发展也不同。压缩机的发展趋势也趋向更高效，更节能。
关键词压缩机分类工作原理压缩机起源发展趋势
1压缩机作用
压缩机是一种用来提高气体或液体的压力的设备，其形式多种多样，被压缩对象的用途也各不相同。其广泛应用于工农业，交通运输，国防，及日常生活的各个领域。例如压缩空气用来驱动各类风动工具，控制仪表，各种车辆的制动刹车和车窗启闭，高压空气爆破，以及化工工艺的各种压缩机等等。压缩机的技术发展水平是衡量一个国家装备制造业发展水平的标准之一。
2压缩机的分类，发展及工作原理
2.1活塞式压缩机
活塞式压缩机的起源可追溯到我国商代，那时的木质风箱被认为是活塞压缩机的雏形。而近代空气压缩机的发展起源于德国制造成功的真空泵。而后压缩机行业开始迅猛发展并在工业中占有重要地位。70年代初期, 德国德累斯顿技术大学提出著名的各类压缩机技术演化完善度评估曲线。70年代以前,工艺流程用的往复活塞式压缩机，单机容量大、年产台数多、年销售总额最大、最能代表技术水准的是合成氨及空气分离装置两大类用途压缩机。近25年来,工艺流程用的往复活塞式压缩机的制造、销售及技术开发热点主要集中在炼油及石油化工企业多种装置/流程所需多品种，大中功率，中高压力氢气压缩机。石油、天然气企业天然气集输及天然气回注采油用多品种、大中功率、中高压力天然气压缩机以及天然气汽车加气站用CNG压缩机等方面。
工作原理：压缩机主要部件包括机身、曲轴、连杆、十字头，接筒，气缸，活塞，密封填料工作时将气体封闭在一定容积气缸内，通过曲轴旋转带动活塞往复运动压缩气体使气体压力升高，到达排气压力后排出，实现气体升压过程。再吸入低压气体。曲轴旋转一周为一个工作循环。往复式压缩机是目前应用最广泛的一种压缩机。
往复式压缩机根据压缩动作可分为单作用压缩机（气体只在活塞一侧进行压缩），双作用压缩机（气体在活塞两侧均进行压缩），多缸单作用压缩机，多缸双作用压缩机。
其特点是适用压力广泛，不论流量大小，均能达到所需压力。排气范围大，不受压力影响。装置系统简单，可维修性强。热效率高，单位耗电少。但是其排气不连续，造成气体脉冲，转速不高，体积大且重，运转有较大震动，易损件多。
2.2离心式压缩机
第一台工业上使用的离心压缩机是人类在进入20世纪时与早期内燃机同时出现的，这些压缩机最早是用来在炼铁中充当高炉鼓风机。1963年开始对离心压缩机进行开创性研究，1967年投入工业运行试验的紧凑式中小流量离心式空压机组,已成为供应无油压缩空气的重要设备。
工作原理：压缩机轴转动带动其各级叶轮转动，从轴向进入压缩机的气体在叶轮做功下流向出口，出口面积大于入口故气体流速降低压力升高，总能量升高，再由流通面积逐步增大的扩压器使流速进一步下降，压力进一步升高，最终到达所需排气压力。适用于大中流量，中低压力场合。
离心式压缩机优点：在相同冷量的情况下, ,机组的重量及尺寸较小。结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低; 容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,耗功较低;离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率。
其缺点是转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,离心式压缩机必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合;单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;喘振是离心式压缩机固有缺点,机组须添加防喘振系统;且只能在设计压力下运转。离心式压缩机同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围比较窄。
2.3螺杆压缩机
20世纪30年代，瑞典工程师发明了螺杆压缩机。1937年SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机。1946年欧洲、美国和日本的多家公司陆续获得螺杆压缩机的生产和销售许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。
工作原理：电机驱动转子，主从转子的赤沟空间在转至进气端壁开口时，其空间大，外界的空气充满其中，当转子的进气侧端面转离了壳之进气口时，在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间，完成吸气过程。在吸气结束时，主、从转子齿峰与机壳形成的封闭容积随着转子角度的变化而减少，并按螺旋状移动，此为“压缩过程”。在输送过程中，容积不断减少，气体不断被压缩，压力提高，温度升高，同时，因气压差而变成雾状的润滑被喷入压缩腔，从而达到压缩、降低温度密封放润滑的作用。当转子之封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时，被压缩的空气开始排放，直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面，此时齿沟空间为零，即完成排气过程。与此同时，主从转子的另一对齿沟已旋转至进气端，形成最大
空间，开始吸气过程，由此开始一个新的压缩循环。
螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。
压缩机还有轴流式压缩机，滑片压缩机，喷射式压缩机，直线压缩机等等。但是在21世纪往复式压缩机，离心式压缩机及螺杆式压缩机占据压缩机市场的主导地位。
3 压缩机的发展现状
压缩机的技术发展水平是衡量一个国家装备制造业发展水平的标准之一。
国际情况：当前制冷压缩机技术已发展到第三代——涡旋压缩机。制冷量和效率是衡量制冷压缩机性能的关键因素。相比于传统往复式、滚动活塞式和螺杆式压缩机，涡旋式压缩机具有，效率高、可靠性强、低噪声与低振动、质量轻、体积小等其它优势。近20年来在世界各国迅速发展，尤其在大型空调领域，市场占有率一路攀升。
国内情况：我国自上世纪五十年代开始模仿前苏联的活塞制冷压缩机技术并制定我国第一个中小型活塞式压缩机标准。随后我国迈向自主研发设计制造的道路。相继制定了全封闭和半封闭式制冷压缩机冰箱压缩机，螺杆冷压缩机和离心式制冷压缩机的产品标准。到了八十年代随着人民生活水平的提高，对家用电器空调的舒适性提出了更高的要求。
我国原有的设计水平和生产能力已经无法满足市场的需求，所以我国开始引进国外制造技术。经过近35年的不懈努力我国的压缩机行业不仅能满足国内市场的需求并且在国外市场也占有相当的份额。
4压缩机未来发展趋势
进入二十一世纪后，节能减排成为当前压缩机制造公司面临的主要课题。大容量、节能和环境保护是涡旋式压缩机未来主要的发展趋势，节能降耗技术、变频技术、摩擦与润滑技术在此领域的应用将成为将来年来的研究热点。具体来说，国外制冷压缩机未来技术发展趋势主要体现为降低涡旋盘的加工成本。研究开发新型环保型制冷剂。提高涡旋式压缩机的功率范围，拓展涡旋式压缩机的应用领域。避免涡旋式压缩机对空气的污染，加大对无油润滑涡旋式压缩机的研究力度，进一步提高空气压缩机的质量。
