压缩空气的发展-工业的基本要素
第1章:压缩空气系统在现代工业时代的重要性
在古代，压缩空气的最早形式不是来自复杂的机器。人类用肺把空气吹到滚烫的余烬上，使火苗越烧越旺，这是早期文明的重要组成部分。火在技术劳动中扮演了重要的角色，但创造一个足以熔化和铸造当时贵金属的地狱成为了一项挑战，需要比人类肺部提供的更强大的压缩气源。
熟练的工匠们发明了用手和脚驱动的低压装置，最终甚至用水车来产生足以熔化早期金属的火。古代著名的手动风箱有助于铜、金、铅和锡的熔化和铸造，但仍需要更强大的压缩空气系统来完成工业革命带来的壮举。
随着17世纪一些早期机械压缩机的发展，它们仍然使用传统的活塞和气缸机构，这些机构可以追溯到罗马人的时代，螺杆式压缩机系统的出现。随着系统的改进和发展，更强大的马达和电力的使用，压缩空气进一步确立了自己在制造业和20世纪技术进步中的重要地位。
从那时起，压缩空气系统变得更加复杂。它们现在是现代工业世界的重要组成部分。今天，从在广阔的农村工作的农民到制造我们每天驾驶的汽车的人，每个人都在使用压缩空气系统。医疗设备和制药行业、能源行业和制造设施都在日常操作中利用压缩空气来生产我们已经习惯的许多商品和服务。
空气仍然是现代商业中最常用和可获得的资源之一，但它的生产需要大量的能源。
当按行业看空压机和系统如何使用时，了解它们的好处可以帮助您更好地决定哪种类型的压缩机适合您的业务需求。压缩空气系统的范围从更小、更便携的单元到可以向整个设施提供清洁空气的大型工业设备。
压缩机也有不同的型号，可以根据不同的机械原理工作。选择合适的压缩空气系统通常取决于您寻找的应用程序，以及您计划如何在您的业务中使用压缩空气。
压缩空气很重要，因为它的清洁度和易用性。不幸的是，它也是一个昂贵的实用程序。在最有效的压缩空气系统中，只有大约19%的总能量被转化为可用的气流。剩下的81%以热量的形式流失了，这就是为什么为你的业务维护和选择最好的系统是如此重要。从长远来看，不修复漏气问题，或者在有其他更便宜的选择时使用压缩空气，会让你花更多的钱，还会削减本可以更好地用于其他业务需求的资源。
如果您有兴趣在您的公司使用压缩空气来提高生产力或效率，甚至提高过时系统的性能，请阅读本指南，它介绍了工业发展中使用压缩空气的历史，压缩机如何操作，以及目前在木工、天然气、汽车、农业、医疗和制造业等行业采用了哪些方法。
第一章:工业压缩空气系统的历史
最早的压缩空气工具可以追溯到公元前2000年，是用来冶炼和锻造金属加工所需矿石的风箱，由人力或水轮驱动。今天，在一些家庭的壁炉里，风箱仍然很常见，用来给燃烧着木头的火焰扇风，这反过来又提供了所需的氧气来增加火焰的热量。
一场典型的火灾可以达到某些金属的熔点，但对更多热量和压缩空气的需求不断增加，产生了更坚固的合金，同时也需要处理更难处理的矿石。通过早期的压缩空气系统，增加了工业火灾中的氧气含量，古人创造出了比自然在地球上所能找到的更强的金属，这帮助开创了冶金领域。
早期工业空压机是低压系统。这些系统经过几个世纪不断改进。在中国古代，大约在公元前3世纪，双作用，活塞为基础的风箱被汉朝发明和使用。公元10年，拜占庭英雄(Byzantium Hero)或亚历山大的苍鹭(Heron of Alexandria)为一些最早的气动工程奠定了基础，即自动打开寺庙门的系统。在世界各地，发展仍在继续，尽管世界上许多人被海洋和遥远的距离隔开。到了公元13世纪，中国人设计了风力和水基马达，以改进他们自己的空气压缩技术。
进展是缓慢的，但到了18世纪中期，随着吹轮气缸的发明，第一台机械压缩机开始出现，由一个叫约翰·斯米顿的人在1762年率先发明。斯米顿是一位英国工程师，他发明了一种新的机械系统，逐渐取代了当时的传统风箱。吹轮汽缸在当时是革命性的，堪称人类历史上最早的机械压缩机。
尽管斯米顿的发明是一种高效的系统，但它很快就被1776年的另一项发明所取代。英国工程师和发明家约翰·威尔金森发明了先进的爆破机，这一发明为后来的所有机械压缩机奠定了基础。
18世纪晚期，对压缩空气的需求已经超越了冶金行业，扩展到了其他几个行业，包括要求地下区域通风的采矿业。威尔金森的发明被认为是所有机械压缩机系统的原型，但在当时，基于真空的系统的实验也在进行。1799年，英国人乔治·梅德赫斯特发明了第一个机动空气压缩系统，主要用于采矿业。梅德赫斯特的工程壮举成就了第一条大气铁路——压缩空气动力铁路系统。
整个19世纪，更多的进步对压缩空气系统至关重要。在工业时代，压缩空气也成为一种运输能源的手段。液压系统也进步了。随着压缩空气使用的专业化需求的增加，包括对不同压力的需求和电动机的使用，技术也出现了分歧。
整个19世纪和20世纪初在工程上的分歧为今天工业中发现的三种最常见的现代压缩机系统提供了基础。