活塞式壓縮機(jī)的歷史和發(fā)展

早在三、四千年前，我們的祖先便掌握了壓氣鼓風(fēng)從事冶煉的技術(shù)，最早是由獸皮做成"皮老虎"；公元三十一年，東漢的杜詩創(chuàng)造了用水力鼓風(fēng)的設(shè)備——水排；一直沿用到現(xiàn)在的木制"風(fēng)箱"，可以說是現(xiàn)代活塞式壓縮機(jī)的雛形。

到1757年英國人威爾肯松（ Wilkinson ）提出的一個(gè)叫做"金屬風(fēng)箱"的，它有兩個(gè)氣缸，由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。1777年瓦特（ Watt ）進(jìn)一步設(shè)計(jì)了由蒸汽驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。上述的機(jī)器都是單級(jí)的，主要也是用作冶煉鼓風(fēng)。

1829年和1830年在英國和法國相繼提出了多級(jí)結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)，但當(dāng)時(shí)的多級(jí)壓縮機(jī)都無級(jí)間冷卻。多級(jí)壓縮機(jī)采用級(jí)間冷卻是1849年由馮·雷遜（ Von Rathen ）建議的。

活塞壓縮機(jī)作為一種工業(yè)設(shè)備是陸續(xù)進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域的。

1834年，醫(yī)生潘根（ Perking ）發(fā)明了第一臺(tái)活塞制冷機(jī)，壓縮機(jī)進(jìn)入人工制冷的領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)用的制冷劑是乙；而第一臺(tái)工業(yè)用的氨壓縮式制冷機(jī)，又經(jīng)過40年后才由林德（ Linde ）創(chuàng)造出來。

1877年，宋梅婁（ Sommeiler ）發(fā)明了風(fēng)鉆，開始了用壓縮空氣作為傳遞力能的介質(zhì)，為壓縮機(jī)的應(yīng)用開辟了廣寬的天地。

1877年，第一次通過壓縮、冷卻及膨脹實(shí)現(xiàn)了氧的液化；1892年，實(shí)現(xiàn)空氣的液化，從此為分離空氣獲得氧、氮及其他稀有氣體創(chuàng)造了條件。

1911年，第一套合成氨裝置投入生產(chǎn)，從此壓縮機(jī)進(jìn)入化學(xué)工業(yè)的領(lǐng)域，并且是化工廠中極其重要的設(shè)備。

1939年，第一臺(tái)超高壓壓縮機(jī)問世，其排氣壓力為1500×10⁵N/m²，用于高壓聚乙烯的生產(chǎn)。

可是在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，活塞式壓縮機(jī)的可靠性是與其重要性不相稱的。特別關(guān)鍵的是氣閥，因?yàn)樗目煽颗c否對(duì)機(jī)器有很大影響，為此人們對(duì)氣閥的制造和研究一直非常重視。早在1894年，賀爾碧格（ Hoerbiger ）制造了著名的賀爾碧格閥﹣﹣網(wǎng)狀閥。1950年柯史塔格略蘭（ Costagliola ）建立了氣閥運(yùn)動(dòng)的微分方程，盡管當(dāng)時(shí)限于條件，實(shí)用尚困難，但卻為以后定量研究氣閥閥片運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，打下了良好的基礎(chǔ)，現(xiàn)在許多的研究工作，都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

活塞式壓縮機(jī)中另一個(gè)被關(guān)注的問題是滑動(dòng)密封?；瑒?dòng)密封問題包括兩個(gè)方面：其一是密封元件的耐久性——壽命；其二是密封元件因需用油潤滑而帶來的氣體被污染問題。對(duì)于前者是致力于研究摩擦、磨損和潤滑問題；而后者，人們卻又因此創(chuàng)造出了許多新型的、氣體不為油污染的壓縮機(jī)。

1916年，柯勃林（ Corblin ）發(fā)明了膜式壓縮機(jī)，并于1922年在他自己的工廠制造成功。這種壓縮機(jī)不僅氣體不被油污染，而且能做到不漏氣，一級(jí)壓縮達(dá)25×10⁵ N /m²；但排氣量很小，一般不超過100m³/h。

1934年，采用有自潤滑性能的石墨作密封元件，實(shí)現(xiàn)了氣缸不用油潤滑；但石墨比較脆，石墨磨損后的粉塵也能污染氣體。

1935年，蘇爾壽（ Sulzer ）公研制成了利用曲折密封原理的迷宮式壓縮機(jī)，它去除了金屬密封元件，也實(shí)現(xiàn)了氣缸無油潤滑；但這種結(jié)構(gòu)制造要求高，并且嚴(yán)重的泄漏使其熱效率較一般壓縮機(jī)低。

1952年，具有自潤滑性的塑料聚四氟乙烯開始用于壓縮機(jī)作密封元件。由于聚四氟乙烯經(jīng)過適當(dāng)改制后的巨大*性，因此很快得到了推廣，已成為現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)氣缸無油潤滑的主要手段。

活塞式壓縮機(jī)在本世紀(jì)四十年代末到七十年代這幾十年中，隨著世界生產(chǎn)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)及工藝的進(jìn)步，它也獲得了很大的發(fā)展和進(jìn)步。在技術(shù)方面，它所取得的成果是：

1.現(xiàn)代壓縮機(jī)的可靠性和耐久性已大大提高，可以連續(xù)運(yùn)行8000小時(shí)而中間無需修理，每年的開工率達(dá)95％以上；

2.由于采取了低的閥隙流速和大的緩沖容積，使壓縮機(jī)功率消耗進(jìn)一步降低；

3．在中、大型范圍內(nèi)，由于采用了對(duì)動(dòng)式等動(dòng)力平衡性能好的結(jié)構(gòu)型式，使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速成倍的提高，從而使壓縮機(jī)的尺寸和重量相對(duì)大大減小。

4.在一定的壓力范圍內(nèi)，氣缸能比較容易地實(shí)現(xiàn)無油潤滑，使被壓縮的氣體不再為油所污染。

近年來，在中、小型范圍內(nèi)，壓縮機(jī)普遍實(shí)現(xiàn)機(jī)組化，撬裝化，使機(jī)器的安裝和基建費(fèi)用都顯著降低。

隨著人們對(duì)環(huán)境噪聲污染的嚴(yán)格控制，努力使壓縮機(jī)噪聲限制在85dB( A )以下，在這面也取得了很大成績。

最近，優(yōu)化設(shè)計(jì)理論取得了很大進(jìn)展，并且已開始進(jìn)入壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它必將推動(dòng)壓縮機(jī)向更新的水平前進(jìn)。目前，150T活塞力4M型壓縮機(jī)，迷宮壓縮機(jī)，隔膜壓縮機(jī)，低溫乙烯及BOG壓縮機(jī)均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。