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大連活塞空壓機單級活塞式空壓機若壓力超過 0 . 6MPa ，各項性能指標將急劇下降，故往往采用多級壓縮，以提高輸出壓力。為了增加效率，降低空氣溫度，需要進行中間冷卻。圖 2 (a) 為二級壓縮的活塞式空壓機設備示意圖。如圖 2 (b) 所示，空氣經低壓缸后壓力由 p 1 提高至 p 2 ，溫度由 T l 升至 T 2 ；然后流入中間冷卻器，在等壓下對冷卻水放熱，溫度降為 T l ；再經高壓缸壓縮到所需要的壓力 p 3 。并由該圖可見，進入低壓缸和高壓缸的空氣溫度 T l 和 T 2 ，位于同一等溫線 12 ′ 3 ′ 上，兩個壓縮過程 12 、 2 ′ 3 偏離等溫線不遠。同一壓縮比 p 3 / p 1 的單級壓縮過程為 123 ″ ，比兩級壓縮偏離等溫線 12 ′ 3 ′ 遠得多，即溫度要高許多。且單級壓縮消耗功相當于圖中面積 613 ″ 46 ，兩級壓縮消耗功相當于圖中面積 61256 和 52 ′ 345 之和，節省的功相當于 2 ′ 23 ″ 32 ′ 。可見，分級壓縮可降低排氣溫度，節省壓縮功。
活塞式空壓機有多種結構形式。按氣缸的配置方式分有立式、臥式、角度式、對稱平衡式和對置式幾種。按壓縮級數可分為單級式、雙級式和多級式三種。按設置方式可分為移動式和固定式兩種。按控制方式可分為卸荷式和壓力開關式兩種。其中，卸荷式控制方式是指當儲氣罐內的壓力達到調定值時，空壓機不停止運轉而通過打開an全閥進行不壓縮運轉。這種空轉狀態稱為卸荷運轉。而壓力開關式控制方式是指當儲氣罐內的壓力達到調定值時，空壓機自動停止運轉。
