| 论文摘要：论述了齿轮式压缩机研制开发的意义和占领市场的大能力。这种压缩机优点很多，开发容易，对一个企业而言是一块大肥肉。
正文：
我国当前是市场经济，一种新型产品想要进入市场，唯一的条件是它同现行产品比较必须要有优越性，否则就是喊破嗓子也是没有愿买。当前市场上主要的容积式压缩机为活塞式和螺杆式两类。活塞式较为古老，螺杆式历史较短，齿轮式压缩机是当前世界上尚未出现的全新机型，同当前市场上使用的压缩机相比，它有许多优点，已为初步的样机试验所证明。它其实也没有什么复杂深奥的技术，只是采用喷射还功的方法把齿轮泵改造成压缩机而已。因而其造价只为原齿轮泵的造价加上泵体的几道喷射狭缝和为之输油、输气的槽的加工费。
齿轮式压缩机的优点为：高效率。当前活塞式的主要缺点是：效率不高。制冷压缩机标准工况（Pk=1.167Mpa,Po=0.23Mpa）容积效率只有0。694，原因在于：1，存在余隙
2，低温吸气遇高温 3，机内漏气 4，吸气阀片阻挡。这四条的齿轮式中都不存在。影响吸气量的仅为向吸气腔的少量漏油，此时它的容积效率应与原齿轮泵机同在0.93以上。螺杆式没有余隙，没有吸、排气阀，情况有改善。可是它的齿合线是折线，在转折处存在泄漏的三角形，吸气量有减少，容积效率只在0.88左右。尤其是它存在无法克服的毛病：齿槽内压缩最终压力难于同Pk相等。我们当然希望气体先在齿槽内压缩，当压力升到Pk时齿槽到达连通口，接通排气腔进行排气。但这只是一个难以实现的理想。困为连通口在机体上位置定死，而压力却是千变万化。另外两种情况必估存在：1，齿槽内压力尚未升到Pk却已达到连通口了。这时排气腔的高压气体倒冲回齿槽。这种反常，工人称之为：齿槽内压缩量不足，技术人员称之为发生了等容压缩。2，具槽内压力已升到Pk还未到达连通口，螺杆还要继续旋旋转，压缩升压。当齿槽到达连通口时，里面的压力已高于Pk很多，于是齿槽内超高压气体突然向排气腔冲击。工人称之为：齿槽内超量压缩。技术人员称之为：发生了等容膨胀。这两种现象都增加压缩功，增大电耗，降低效率。所以实际上螺杆式的效率往往并没有比客厅塞式提高多少。加上螺杆式运行中噪声很大，人们对它的兴趣也不是非常大。螺杆式的这个毛病在齿轮式中不存在。只有齿槽内压力未升到Pk，喷射不会停止。齿槽内压力达到Pk喷射也就没有了。齿槽内压缩的最终压力只能是Pk。人们把螺杆式这个毛病和活塞式吸气时气缸内压力低于Po，排气时气缸内压力高于Pk的不正常归结为：压缩机的机内压力同机外压力不符现象。活塞式出于此现象指示效率只有0.835
~ 0.85，则压缩过程热力损失为绝热压缩功的0.176 ~0.198。螺杆式损失约为绝热压缩功的0.33左右。齿轮式不存在这种现象，齿槽内的始、终压力等于Po和Pk，是一种“等压机”。其压缩求和的热力损失估计为：喷射的输油，运行中漏油，喷射损失以及油池被齿轮搅动的损失。根据计算分析，标准制冷工况下其数值只为绝热压缩功的0.087左右。大大小于活塞式和螺杆式。
试验已证明：齿轮式压缩机冷排气。这种性能当前所有压缩机都没有。齿轮式压缩机能实现是因为它打破当前世界上压缩机“要冷却，靠传热”的老传统。传热法的缺点是：缓慢。受传热系数限制，需要传热温差，需足够的传热面积。可是活塞式和螺杆式一个压缩过程只有几十分之一秒，根本传不了什么热，所以压缩过程都按绝热压缩处理。齿轮式则抛弃这种老规矩，首先采用非传热的冷却方法，它不考虑传热系数，没有温差损失，不需要传热面积，齿槽内的温度只有是油气的平均温度，完全实现气体边压缩边冷却、先冷却后排气的理想过程。这样做的好处是压缩机运行安全，无高温，降低压缩指数，减小压缩功。可打破“单级压缩压力比小于7：1”的老规矩，大大提高单级压缩的排气压力。冷排气可消除排气中含油蒸汽的不正常，提高油分离器的效果。当前螺杆式向机腔内少量喷油，排温明显下降，其油分离效率在99%以上。而齿轮式的排温接近环境温度，排气中没有油蒸汽。试验已证明油分率率可达100%。
试验已证明：齿轮式压缩机无液击。对于活塞式压缩机这是个使人害怕的事故。活塞式冷冻机操作工担心“倒霜”。其实这是出于工人粗心，操作失误，向低压系统供液太多，造成压缩机吸气中带有少量液体。而液体是不可压缩的，它进入气缸必沉积于活塞顶部，造成活塞“加长”。活塞推着这些液体向上高速撞击是危险的。所以活塞机的排气阀构件都做成可动，不可螺丝而用强大的弹簧紧压在气缸顶部。但这也并不十分安全。如果液击不立刻制止，机器也是会损坏的。螺杆式宣布它对液击不敏感是因为少量液体进入齿槽会被分散到各处，不会象活塞式那样发生“沉积”，所以吸气中带一点液体问题不大。可是螺杆也是不允许吸气中带液太多，绝对不准吸液。我们都知道：万一螺杆齿槽内充满液体，螺杆一旋转，机器就会被粉碎。而齿轮式压缩机可以向世界宣布它根本不存在液击，压缩机既可以吸气，也可能吸液，是一种特殊的“气、液两吸机”。
齿轮式压缩机可以完成多档吸气。这在当前是个崭新的功能。齿轮式制冷机可以建立几个制冷工况系统，完成过去几台活塞式制冷机才能担负的工作，大大简化制冷系统制冷操作，实现机器不增大、工作容积不增加而吸气量大增、制冷量大增；各种损失不增而效率大增。各档中间吸气高速喷进齿槽而也能推动齿槽前进，减小齿轮转矩，冷却被压缩气体，当前世界上还没出现具有多档吸气功能的压缩机。螺杆式只能有一道中间吸气，没有减功作用。
由以上分析介绍可知，齿轮式压缩机轴功率很小，原因在于：
1、低排温，压缩指数小。做空压机为等压缩功，做制冷机为我变压缩功。如采用回热制冷循环方法，机器也可消除吸气的低温，实现等温压缩。
2、机内压力与机外压力相等。
3、无机内漏气。
4、机器有自调功能。
5、有多档吸气功能。
6、齿轮摩擦作用小，机械效率为ηm=0.98以上。而活塞式磨擦作用强ηm=0.8，螺杆式ηm=0.95～0.98，因此这是一种节能的机械设备。
这种新式压缩机如果研制成功，占领市场的能力很大，比如一个冷冻厂有三个制冷系统：-33℃（急冻、冷藏），-15℃（制冰），±℃（高温库）。面对市场上各种制冷机，工帮必欢迎齿轮式。因为如果选用活塞式最少要买三～四台：-33℃打双级需要一台或二台。-15℃和±0℃系统各装一台才能应付。而齿轮式只需装一台三个系统都解决了。这时-33℃系统不需要打双级，制冷系统大为简化。运行中冷冻厂只要开一台齿轮机打-33℃系统而-15℃和±0℃系统只要分别开或关各自在压缩机上的中间吸气阀即可实现其制冷的开始或停止。不必要频繁地去开、停两系统各自的压缩机。另外，齿轮式构造简单，运行中安全性比活塞式高得多。它没有活塞式害怕的倒霜液击事故。运行中大量冷冻油不断冲洗齿轮，机器无易损件，保修工作比活塞式少得多，简单得我。出于齿轮式运行中无高温，因此冷浇灌油不会进入制冷系统。而活塞式一百多度的排气中含有不少油蒸汽。当前各种油分离器只能分离出排气所携带的油滴和油雾，却无法分离出油蒸汽。冷冻油进入制冷系统会降低制冷效果，增加故障毛病。制冷操作中的“冲霜排液”，其排液其实是为了排出蒸发器中的油，否则根本不必排液。活塞式自己带有一个油泵，把曲轴箱的冷冻油送到机器各处，好象人体的“心脏血管”系统。这不但增加了机器制造难度和造价，还降低了运行的安全。我们都知道：万一油泵不正常或油路什么地方被脏物堵塞就会发生事故。螺杆式的油路系统也很复杂。这些问题的齿轮式那里安全不存在。齿轮机运行中振动小，声音细小柔和，无噪音……人们当然要选用齿轮式。
当前市场上家用民冰箱的效率不高，一台电冰箱只装一台压缩机，专为低温区降温。而中温区和高温区的热量要选流到低温区，然后再一起抽出冰箱外。这样做极不合理！我们都知道温度越高，抽出一大卡热量电耗越少，温度越低抽出一大卡热量电耗越多。电冰箱这样做好象是让2米、5米的浅进水选
流到10米深井，然后再一起抽上地面。这样做当然浪费电。以前也有人希望消除这一浪费，在电冰箱加装一台压缩机，市场上人们又称之为“高级电冰箱”不愿买。电冰箱如改装有多档吸气特异功能的齿轮式压缩机，此毛病可消除。
齿轮式压缩机如用作压缩空气好处很大。当前市场上没有高排压单级空压机。许多冷库和化工系统安装队都很需要。当前许多系统安装完成需要试压，吹污，试漏都是冒险使用工厂即将投产的活塞式压缩机来进行。这样做实际上都是违反规定。因为当前活塞式打单级压缩空气排压只允许0.7Mpa以下，超过必须改打双级。安装队使用双级空压机不稳定，中间冷却困难。高纸两机如果调整不好会出事故。而齿轮式出于其冷排气的特点，不需要双级压缩。如有冷排气，排压为2～3Mpa的单级齿轮式空压机供应市场，必受欢迎。
齿轮式用于化工系统将会“改变面貌”。我们都知道许多化工循环系统中气和液要分离，气走气路，液走液路。气靠压缩机，液造液泵，不准液中带气，也不许气中挟液。对此问题技术人员只能顺之而为，无可奈何！当然许多化工系统都很复杂，不安全。如果改用齿轮式压缩机的话，可能做到气来吸气，液来吸液，二者都来，二者都吸，不管三七二十一。如果这种理想能实现则我国许多化工系统完全可以气液共走，一起输送，共同增压，不要分离。系统大为简化，安全得多。在化工系统中压力往往有几档，齿轮式压缩机多档吸气的特异功能也就有了用武之地。
齿轮式压缩机其它优点就不在此一一摆设，其结构优点是：构造简单，两个齿轮一台机器，无易损件，制造容易。加工一对精密齿轮比加工一对精密螺杆容易得多，成本低得多。出齿轮泵可知，齿轮可采用“粉末冶金法”大量印制，而螺杆则不行。齿轮主要受径向力，轴向力可不予考虑。而螺杆则径向力、轴向力都必须仔细计算、测试、处理。从以上可行这种新产品占领市场能力极大，在通用机械、制冷、化工、家电等许多部门都有用武之地。这是一块大肥肉，一个有心思的企业家应当把目光投向它。
一个工厂，企业如果要开发这种产产品，并不需要巨大的投资，因为对它已经做了长期的探讨和研究计算，理论上比较全面，并且已经做了第一台样机试验，取得一些成就。企业如要开发，只需根据有关理论，严格造第二台样机，目的是测量有关数据。如在测试中有发现同理论不符，必须认真查找原因，进行改正，直到样机的叫效率不低于活塞式、螺杆式为止。样机做了鉴定即可考虑投产。当年第一台样机试验只花了工厂1～2千元。主要是去省机器厂定做一双精密齿轮，花700元去商店买二对滚针轴承，一个平面轴承花100多元。其它如：机体、端盖、轴、轴封等都是业余加工制作，不计费用。有关设备如：电机、高压楹、蒸发器、冷凝器、中冷气等都是借用，做完试验，全部归还。这当在是特殊情况。不过出此可知，搞一台样机做试验、搞测试，只要合理、顺利，有关费用不会很大，对企业并没有大风险。
|
当前位置为=>自然科学=>工业=>机械制造技术