本项目重点开发与无油水润滑螺杆压缩机、无油干式螺杆压缩机及无油双螺 杆真空泵设计制造技术。完全满足食品、饮料、医药、精细化工以及与之相关的 包装、纺织、电子制造、汽车、空分等行业需要纯净无油压缩空气的行业。 本项目研究采用最新螺杆压缩机设计理论与关键技术开发出专门针对水润 滑螺杆压缩机转子型线的优化研究，可实现转子间驱动啮合时形成很好的水膜密 封与润滑条件，既可以减少压缩腔内泄漏又可以降低摩擦功耗，从而可以整体提 高水润滑无油螺杆压缩机的产气量，同时降低能耗与振动噪音水平。在前述型线 开发的基础上, 开发转子型线加工刀具刃形。可以显著提高水润滑螺杆压缩机性 能参数。项目可实现无油螺杆转子、滑动轴承及螺杆压缩机主机三大类产品批量生产 加工，项目技术创新明显、技术难度高，所采取的转子压铸与精加工、水润滑滑 动轴承设计技术、水润滑螺杆压缩机主机具有巨大的市场，可以引领我国无油压 缩机技术与设备研发和产业化，促进我国节能减排和产品质量的提升，达到国际 领先水平。

本技术采用椭圆型线修正星轮和螺杆齿槽的型面，使星轮齿侧面的接触区域扩大到整个星轮侧面，大幅提高星轮的耐磨性。特别是采用这种型线后，星轮齿可在螺杆齿槽内悬浮啮合，确保星轮与螺杆不发生接触，从而提高效率，增加寿命。 2010年国内螺杆空气压缩机产值超过200亿。单螺杆压缩机具有比螺杆压缩机更高的效率、更低的噪声，解决了星轮的设计和寿命问题后，完全可以替代双螺杆压缩机。采用这种技术的星轮寿命讲不比双螺杆转子寿命低。更重要的是，这样的单螺杆压缩机可以在更高的压力下工作。作为工艺气体压缩机和制冷压缩机有广泛的应用前景。

空气压缩机为燃料电池提供电化学反应所需要的氧气。将空气压缩到一定压 力（通常在 1.3~3.2bar 范围内），有助于提高电堆的功率密度，是燃料电池汽 车降低成本、实现轻量化的重要技术手段。为了满足燃料电池最高功率，空气压 缩机应保证足够的流量，根据估算，100 kW 的电堆功率大约需要 300 Nm3·h-1 的空气。除了保证一定的压力和流量外，燃料电池车用空气压缩机还需要满足其 他要求，包括压缩气体绝对无油，以防止催化剂中毒；压缩效率高，减少压缩气 体需要的额外能耗；能对启停、加速、刹车、制冷、供热等各种工况变化做出准 确、快速响应，具有良好的工况适应性；在极端工况和气候条件下，具有良好的 可靠性和长久的寿命，且维护简便；结构紧凑，体积小，重量轻。对效率、可靠 性、工况与环境的适应性、体积与重量等指标的综合要求，特别是对压缩气体绝 对无油的严格限制，使得燃料电池车用空气压缩机的产品研发及其产业化存在不 可忽视的技术挑战。

螺杆压缩机（又称为双螺杆压缩机）具有结构简单、工作可靠等一系列独特的优点，广泛应用于空气动力、制冷空调及各种工艺流程。在国内外市场上，都具有良好的发展前景。本项目是在十多年创新研究的基础上才取得的研究成果。一方面，可对现有螺杆压缩机进行改进，以提高其性能。另一方面，可对新型螺杆压缩机进行优化设计，以确保研制成功高性能样机。另外，还可全面转让已研制成功的新一

本软件主要应用于螺杆压缩机（又称为双螺杆压缩机）的科学研究和产品设计。利用本软件，可快速准确地完成转子型线设计、吸排气孔口布置、热力性能预测、动力特性分析以及刀具刃形计算等设计计算内容。还能对这些相互关联的设计内容，进行全面系统的综合处理，使螺杆压缩机的设计方法更加科学，设计结果更加合理。另外，软件在 windows环境中运行，界面友好，操作方便

气体压缩机是石油化工生产装置中的关键设备，其主要用途是通过对气体进行压缩和输送，为化学反应创造必要的条件。石油化工生产常用的气体压缩机有离心式压缩机、往复式压缩机和螺杆式压缩机等。其中往复气体压缩机应用的比例最大，其输送的介质大多是天然气、石油混合气、乙烯、丙烯、氯气、氨气、二氧化碳气、氮气、氢气、氧气或者空气等。 沈阳理工大学往复压缩机研究已有十年之久，长期的研究工作和实践，掌握了较为扎实的往复压缩机基础理论和先进的研发设计技术，积累了丰富的压缩机产品设计经验，掌握了国内最先进的压缩机制造工艺技术，形成了长期稳定的校企合作关系；通过与合作企业长期携手合作，开发出了国内最先进的往复压缩机新产品并得以成果转化应用，通过国外先进往复压缩机技术引进和消化，与合作企业携手对多家国内大中型石油炼化企业的往复压缩机系统设备进行了国产化，为企业的设备改造提供了大量的整机、配套件、零部件以及全程的技术服务。到目前为止，沈阳理工大学项目组先后为中石油辽河石化分公司、中石油辽阳石化分公司、大连西太平洋石化分公司、中石化北京燕山石化分公司、本钢第二炼铁厂研发设计了具有国际先进水平的2D21.8/10-25型氮气、4M12-78/34型氧气、4M12-49.3/1-13.7型硫化氢、4M12-90/35型氧气等压缩机，其中4M12-78/34型氧气压缩机、4M12-49.3/1-13.7型硫化氢压缩机、4M12-90/35型氧气压缩机分获2006年度辽宁省科技进步二等奖、2009年度辽宁省科技进步二等奖和辽宁省科技进步三等奖。

线性压缩机以卫星用制冷压缩机为技术基础，结合民用冰箱的制冷需求，研制出具有独立知识产权的冰箱用军民融合线性压缩机。本项目突破了永磁直线电机推进技术，实现了利用电磁能量直接精确推移活塞压缩冷媒，相对传统压缩机节省了运动转换环节；研发了独特的板簧多位支撑式活塞往复运动机构，实现推移轴和活塞径向高精度定位和高稳定性运动；发明设计了机-电-磁-气液耦合系统共振能量捕捉技术和控制方法，实现了将电磁能、板簧势能和活塞动能，最大限度的转化为冷媒压缩能；突破了活塞无油润滑技术，实现了活塞与外套间的无摩擦相对运动，现已具备年产10万台的产业化技术推广工作。

螺杆压缩机具有结构简单、工作可靠等一系列独特的优点，广泛用于空气动力、制冷空调及各种工艺流程，然而其设计非常复杂。本成果在对螺杆压缩机的工作过程理论进行系统深入的研究基础上，开发了一套设计计算软件SCCAD。利用该软件，可快速准确地完成转子型线设计、吸排气孔口布置、热力性能预测、动力特性分析，以及刀具刃形计算等设计计算内容。SCCAD软件填补了国内空白，并

本项目提供压缩机全生命周期管理系统，建立模块化、集成化数据环境，面向于往复压缩机、隔膜压缩机，服务于石油化工、加氢站、储气库、船舶动力等行业主要包括： 设计规划阶段——压缩机整体方案设计，压缩机结构形式设计，核心部件材料遴选分析，启/停流程设计，安全控制策略设计等； 运行工作阶段——压缩机运行数据实时采集、远程动态展示，核心部件状态监测与故障诊断，监测诊断一体式/分体式硬件与软件系统开发； 检修维护阶段——零部件维修预警、寿命预测，可视化维修方案、维修模型、维修视频，压缩机及其辅助系统、零备件信息数字化管理平台。 关键技术一：压缩机性能计算技术与选型设计技术 基于 Windows 平台，遵循结构化、模块化原则，采用 QT 框架、C++语言编制交互设计软件，可实现往复压缩机物性计算、热力计算、动力计算、设计校核复算、平衡计算、产品系列化自动匹配、多工况计算七项功能于一体，可实现往复压缩机机组设计计算、选型、零部件管理一体化功能。现阶段已授权发明专利 1 项，软件著作权 1 项。 关键技术二：压缩机状态监测与故障诊断技术及设备 针对压缩机核心零部件构建相应状态监测方案与故障诊断方法，包括：①集成气缸内热力过程特征和阀片声发射信号的诊断方法，基于气阀声发射信号获得气阀故障的特征参数和反映故障程度的量化指标，诊断不同类型气阀故障；②基于活塞杆应变重构 pV 图方法的往复压缩机气阀无损故障诊断方法，基于活塞杆应变重构压力-容积图（p-V图）的无损监测方法，为传统侵入式方法破坏气缸完整性带来安全隐患的问题提供解决方案；③十字头销磨损、活塞杆松动的故障诊断方法，对不同程度十字头销磨损、活塞杆松动故障进行模拟试验，对比时频域分析研究十字头销磨损、活塞杆松动的故障机理、声发射信号和振动信号特征，提取故障特征识别故障程度；④基于压缩机内油-气压力“伴随”关系，国内外首次提出了集成声发射与油-气压无损监测的隔膜压缩机状态监测新方法，进一步根据油-气压力“伴随”关系的失调追溯故障根源；⑤基于增量式编码器的往复压缩机轴系扭振测试方法，基于增量式编码器构建了往复式压缩机扭振测试系统，为传统方法在现场实际应用时难于实施提出解决方案；⑥压缩机气流脉动和振动模态分析技术，隔振结构设计、管路结构设计，提供机组振动测试、诊断以及改进方案。 本项关键技术现阶段已授权国内发明专利 4 项，申请国际专利 2 项、国内发明专利10 项；应用于中海油海洋平台天然气压缩机；开发压缩机故障诊断仪，已在某加氢站压缩机调试中成功检测出气阀泄漏、膜片运动失效、活塞环磨损、溢油阀阀芯磨损等严重故障。 关键技术三：压缩机数据共享与健康管理云平台 构建压缩机及其辅助系统、零备件信息数字化管理平台；构建压缩机热力-动力-应力-寿命分析模块，集成监测数据评价机组运行状态；基于故障诊断技术，建立机组现场监测数据与健康/故障状态信息实时共享平台，打破机组现场与远程管理者之间的技术壁垒；实现压缩机核心部件维修预警、寿命预测，交互 GUI 界面集成可视化压缩机维修维保手册、指导视频、三维模型；压缩机全生命周期管理，显著提高运维效率和管理水平。

本发明公开了一种直线电机驱动的环形压缩机，包括环形腔体；环形定子轭铁，其套放于环形腔体的外部，内表面呈齿槽结构；线圈，其缠绕于环形定子轭铁的齿槽结构上；滑块，其安放于环形腔体内部，能沿腔体内壁滑动；阀门，其设在环形腔体内，阀门两侧的环形腔体壁面上分别开有通气口和通气口。本发明降低了漏磁损耗，避免了直线电机的铁心开断，压缩机运动部件和电机运动部件融为一体结构简单紧凑，并且具有非常优良的变频特性，另外散热效果好，功率密度