空压机,即空气压缩机,是一种将机械能转化为气体压力能的设备。其核心工作原理是通过机械方式对空气做功,使其体积减小、压力升高。根据压缩方式的不同,空压机主要分为容积式和动力式两大类。
容积式空压机的工作原理类似于“打气筒”。以常见的活塞式空压机为例,当电机带动曲轴旋转时,活塞在气缸内做往复运动。当活塞向后运动时,气缸内形成负压,进气阀打开,外界空气被吸入气缸;当活塞向前运动时,进气阀关闭,气缸内的空气被压缩,压力升高,当压力达到设定值时,排气阀打开,高压空气被排出。这种“吸入-压缩-排出”的循环不断重复,从而持续输出压缩空气。

动力式空压机(如离心式或轴流式)则通过高速旋转的叶轮对空气做功。空气进入叶轮后,在离心力的作用下被甩向外缘,速度和压力同时增加。随后,空气进入扩压器,流速降低,动能转化为压力能,最终输出高压空气。这种方式适用于大流量、中低压的场合。
在整个压缩过程中,空气的温度会显著升高,因此空压机通常配备冷却系统(如风冷或水冷)以降低温度,确保设备稳定运行。此外,为了去除压缩空气中的水分和油分,还会配备干燥器和过滤器,以满足不同工业场景对空气质量的要求。
总结来说,空压机通过机械能对空气做功,使其分子间距减小,密度增大,从而实现压缩。不同类型的空压机在结构和工作方式上有所差异,但最终目的都是将常压空气转化为具有较高压力能的压缩空气,为各种气动设备提供动力源。