往复式压缩机用气浮活塞制造技术

本发明专利技术公开了往复式压缩机用气浮活塞，包括：活塞体、活塞杆、文丘里管和单向阀件，活塞杆安装于活塞体的轴心，活塞体的内部形成连接腔、左气腔和右气腔，活塞体内设有文丘里管，文丘里管内安装有单向阀件，文丘里管分别连通连接腔和左气腔，左气腔和右气腔之间通过气腔通孔连通，其中部分气腔通孔还与活塞体外部连通。本发明专利技术利用文丘里节流稳压降温原理，不需要外界冷却介质，通过机械方式实现气体降温和减压，减小密封件与气缸的摩损，延长密封件的使用寿命，延长压缩机的维修周期、减少停机次数和维修费用，提升压缩机的机械性能，节约成本。

Air-bearing piston for reciprocating compressor

The invention discloses an air-bearing piston for reciprocating compressor, which comprises a piston body, a piston rod, a venturi tube and a one-way valve assembly. The piston rod is installed at the axis of the piston body. The inner part of the piston body forms a connecting chamber, a left air chamber and a right air chamber. The piston body is provided with a venturi tube, a one-way valve is installed in the venturi tube, and the venturi tube is respectively connected with the connecting chamber and the left air chamber, the left air chamber and the right air chamber The right air chamber is connected through the through hole of the air chamber, and part of the through hole of the air chamber is also connected with the outside of the piston body. The invention utilizes Venturi throttling and stabilizing temperature reduction principle, does not need external cooling medium, realizes gas cooling and decompression by mechanical way, reduces friction loss between seal and cylinder, prolongs service life of seal, prolongs maintenance cycle of compressor, reduces shutdown times and maintenance cost, improves mechanical performance of compressor and saves cost.

【技术实现步骤摘要】
往复式压缩机用气浮活塞
本专利技术涉及气浮活塞领域。更具体地说，本专利技术涉及往复式压缩机用气浮活塞。
技术介绍
天然气作为清洁能源，已成为全球能源由高碳向低碳转变的重要桥梁。天然气往复式压缩机是天然气相关产业的重要设备之一，例如钻井、开采、储存、输送等。压缩机逐渐向大功率、高转速、低能耗、低噪声等目标转变，这就对压缩机结构的可靠性及稳定性提出了更高的要求。活塞作为往复式压缩机的主要部件，常规往复式压缩机是采用支撑环支撑活塞在气缸里做往复直线运动，支撑环是易损件，且需要气缸的有效润滑。针对高转速、大功率压缩机来说，活塞自重大、活塞杆长，加速了活塞支撑环的磨损，极大缩短了整机停机检修周期。另外，支撑环基本采用进口件，采购周期长，严重影响天然气生产部门的效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供往复式压缩机用气浮活塞，利用文丘里节流稳压降温原理，不需要外界冷却介质，通过机械方式实现气体降温和减压，减小密封件与气缸的摩损，延长密封件的使用寿命，延长压缩机的维修周期、减少停机次数和维修费用，提升压缩机的机械性能，节约成本。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了往复式压缩机用气浮活塞，包括：活塞体，其内部形成沿轴向间隔的左气腔和右气腔，所述左气腔和右气腔之间通过多个绕活塞体的中心轴径向均匀对称分布的气腔通孔连通，且位于活塞体下半部分的气腔通孔均与径向连通至活塞体外部的输气孔连通，所述活塞体内还设有轴向的连接腔，所述连接腔的右侧连通至所述左气腔的左侧，所述活塞体的轴心设有贯通活塞体的活塞杆连接通孔；活塞杆，其安装于所述活塞杆连接通孔内，且从左至右依次穿过连接腔、左气腔和右气腔，活塞杆的右端通过超级螺母连接固定于活塞体内部；文丘里管，其沿轴向安装于所述活塞体内并间隔设于所述连接腔的上方，且所述文丘里管的左端面与活塞体的左端面平齐，所述文丘里管内部的轴向腔体连通至所述左气腔且包括从左至右依次连通的单向阀件安装孔、及具有渐缩腔体的高压进气段、具有均匀腔体的混合进气段和具有渐扩腔体的膨胀段，且所述单向阀件安装孔的右端与高压进气段的左端之间形成有收缩部，所述高压进气段、混合进气段和膨胀段均匀过渡，所述单向阀件安装孔的右端与所述连接腔之间通过贯通的孔道连通；单向阀件，其包括单向阀体、挡环、钢球和弹簧，所述单向阀体沿轴向安装于所述单向阀件安装孔内且左端面与所述活塞体的左端面平齐、单向阀体的右端形成一凸出部，单向阀体内部包括沿轴向从左至右依次连通并形成内径依次减小的三段式阶梯状的单向阀进气孔、单向阀腔和射流孔，其中所述单向阀进气孔内安装有挡环，所述单向阀腔内设有直径大于挡环内径的钢球且钢球与单向阀腔的右端面之间抵接有弹簧，所述射流孔包括均匀的前半段腔体和渐缩的后半段腔体，且所述射流孔部分设于所述单向阀体的凸出部内，且所述凸出部的端部伸入所述文丘里管的高压进气段内且未将所述高压进气段的端部封闭。优选的是，所述活塞体包括从左至右端面依次密封连接的活塞前端体、活塞中间体和活塞后端体，所述文丘里管和单向阀件均安装于所述活塞前端体内，且所述连接腔设于所述活塞前端体内，所述左气腔沿轴向分为分别位于活塞前端体和活塞中间体内的前气腔和气腔Ⅰ两部分，所述右气腔沿轴向分为分别位于活塞中间体和活塞后端体内的气腔Ⅱ和后气腔两部分，所述活塞杆连接通孔沿轴向依次分为位于活塞前端体内的活塞杆连接通孔Ⅰ、位于活塞中间体内的活塞杆连接通孔Ⅱ和位于活塞后端体内的活塞杆连接通孔Ⅲ。优选的是，所述气腔通孔为六个，其均与所述活塞杆连接通孔Ⅱ径向间隔并沿周向均匀分布于所述活塞中间体内，且所述气腔通孔的两端均分别连通至气腔Ⅰ和气腔Ⅱ。优选的是，位于活塞中间体下半部分的三个气腔通孔分别与三个径向连通至活塞中间体外部的输气孔连通。优选的是，所述往复式压缩机用气浮活塞还包括：密封件，其为多个且为环状，所述活塞中间体的外壁沿周向凹陷形成多个轴向均匀间隔的密封槽，多个密封件分别安装于多个密封槽内，其中与输气孔所在处对应的密封件上设有三个卸气孔，所述卸气孔与输气孔一一对应贯通并径向连通至活塞中间体外部。优选的是，所述活塞前端体、活塞中间体和活塞中间体之间的接触面之间均设有O型密封圈，所述活塞前端体的左端面和活塞杆的接触面之间也设有O型密封圈，所述活塞后端体和超级螺母的接触面之间也设有O型密封圈。优选的是，所述往复式压缩机用气浮活塞还包括：刮油环，其为一对，所述活塞前端体和活塞后端体的外壁分别沿周向凹陷形成刮油环槽，一对刮油环分别设于一对刮油环槽中。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术往复式压缩机用气浮活塞结构相对简单，基本采用轴对称结构，各零部件易于加工及组装；2、本专利技术往复式压缩机用气浮活塞通过气体压力实现活塞在气缸内悬浮，取消常规活塞支撑环，减小密封件与气缸的摩损，延长密封件的使用寿命；3、本专利技术往复式压缩机用气浮活塞采用文丘里节流稳压降温原理，不需要外界冷却介质，通过机械方式实现气体降温和减压，降温后的气体可吸收密封件与气缸摩擦产生的热量，保证密封件处于正常温度的工作环境中，实现活塞与气缸间的少油润滑或者无润滑；4、本专利技术往复式压缩机用气浮活塞可以延长压缩机的维修周期、减少停机次数和维修费用，提升整个压缩机的机械性能，节约成本。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术往复式压缩机用气浮活塞的侧面结构示意图；图2为图1中往复式压缩机用气浮活塞的A-A截面的结构示意图图3为本专利技术所述单向阀件的剖面结构示意图；图4为本专利技术所述文丘里管的剖面结构示意图；图5为本专利技术所述活塞前端体剖面结构示意图；图6为本专利技术所述活塞中间体剖面结构示意图；图7为本专利技术所述活塞后端体剖面结构示意图；图8为本专利技术往复式压缩机用气浮活塞的工作示意图。附图标记说明：1-活塞杆；2-单向阀件；3-文丘里管；4-活塞前端体；5-活塞中间体；6-活塞后端体；7-超级螺母；8-O型密封圈；9-刮油环；10-密封件；21-单向阀进气孔；22-挡环；23-钢球；24-单向阀腔；25-弹簧；26-单向阀体；27-射流孔；31-单向阀件安装孔；32-低压进气腔；33-高压进气段；34-混合进气段；35-膨胀段；36-低温低压进气孔；401-文丘里管安装孔；402-刮油环槽；403-前气腔；404-低温低压出气孔；405-连接腔；406-活塞杆连接通孔Ⅰ；501-密封槽；502-气腔Ⅰ；503-气腔Ⅱ；504-活塞杆连接通孔Ⅱ；601-后气腔；602-超级螺母安装腔；603-活塞杆连接通孔Ⅲ；51-输气孔；52-气腔通孔；121-卸气孔；201-气缸左腔；202-左气腔；203-右气腔；204-气缸进气口；205-进气通道；206-进气阀；207-气缸排气口；208-排气通道；209-排气阀；210-气缸右腔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.往复式压缩机用气浮活塞，其特征在于，包括：活塞体，其内部形成沿轴向间隔的左气腔和右气腔，所述左气腔和右气腔之间通过多个绕活塞体的中心轴径向均匀对称分布的气腔通孔连通，且位于活塞体下半部分的气腔通孔均与径向连通至活塞体外部的输气孔连通，所述活塞体内还设有轴向的连接腔，所述连接腔的右侧连通至所述左气腔的左侧，所述活塞体的轴心设有贯通活塞体的活塞杆连接通孔；活塞杆，其安装于所述活塞杆连接通孔内，且从左至右依次穿过连接腔、左气腔和右气腔，活塞杆的右端通过超级螺母连接固定于活塞体内部；文丘里管，其沿轴向安装于所述活塞体内并间隔设于所述连接腔的上方，且所述文丘里管的左端面与活塞体的左端面平齐，所述文丘里管内部的轴向腔体连通至所述左气腔且包括从左至右依次连通的单向阀件安装孔、及具有渐缩腔体的高压进气段、具有均匀腔体的混合进气段和具有渐扩腔体的膨胀段，且所述单向阀件安装孔的右端与高压进气段的左端之间形成有收缩部，所述高压进气段、混合进气段和膨胀段均匀过渡，所述单向阀件安装孔的右端与所述连接腔之间通过贯通的孔道连通；单向阀件，其包括单向阀体、挡环、钢球和弹簧，所述单向阀体沿轴向安装于所述单向阀件安装孔内且左端面与所述活塞体的左端面平齐、单向阀体的右端形成一凸出部，单向阀体内部包括沿轴向从左至右依次连通并形成内径依次减小的三段式阶梯状的单向阀进气孔、单向阀腔和射流孔，其中所述单向阀进气孔内安装有挡环，所述单向阀腔内设有直径大于挡环内径的钢球且钢球与单向阀腔的右端面之间抵接有弹簧，所述射流孔包括均匀的前半段腔体和渐缩的后半段腔体，且所述射流孔部分设于所述单向阀体的凸出部内，且所述凸出部的端部伸入所述文丘里管的高压进气段内且未将所述高压进气段的端部封闭。...

【技术特征摘要】
1.往复式压缩机用气浮活塞，其特征在于，包括：活塞体，其内部形成沿轴向间隔的左气腔和右气腔，所述左气腔和右气腔之间通过多个绕活塞体的中心轴径向均匀对称分布的气腔通孔连通，且位于活塞体下半部分的气腔通孔均与径向连通至活塞体外部的输气孔连通，所述活塞体内还设有轴向的连接腔，所述连接腔的右侧连通至所述左气腔的左侧，所述活塞体的轴心设有贯通活塞体的活塞杆连接通孔；活塞杆，其安装于所述活塞杆连接通孔内，且从左至右依次穿过连接腔、左气腔和右气腔，活塞杆的右端通过超级螺母连接固定于活塞体内部；文丘里管，其沿轴向安装于所述活塞体内并间隔设于所述连接腔的上方，且所述文丘里管的左端面与活塞体的左端面平齐，所述文丘里管内部的轴向腔体连通至所述左气腔且包括从左至右依次连通的单向阀件安装孔、及具有渐缩腔体的高压进气段、具有均匀腔体的混合进气段和具有渐扩腔体的膨胀段，且所述单向阀件安装孔的右端与高压进气段的左端之间形成有收缩部，所述高压进气段、混合进气段和膨胀段均匀过渡，所述单向阀件安装孔的右端与所述连接腔之间通过贯通的孔道连通；单向阀件，其包括单向阀体、挡环、钢球和弹簧，所述单向阀体沿轴向安装于所述单向阀件安装孔内且左端面与所述活塞体的左端面平齐、单向阀体的右端形成一凸出部，单向阀体内部包括沿轴向从左至右依次连通并形成内径依次减小的三段式阶梯状的单向阀进气孔、单向阀腔和射流孔，其中所述单向阀进气孔内安装有挡环，所述单向阀腔内设有直径大于挡环内径的钢球且钢球与单向阀腔的右端面之间抵接有弹簧，所述射流孔包括均匀的前半段腔体和渐缩的后半段腔体，且所述射流孔部分设于所述单向阀体的凸出部内，且所述凸出部的端部伸入所述文丘里管的高压进气段内且未将所述高压进气段的端部封闭。2.如权利要求1所述的往复式压缩机用气浮活塞，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：车强，王鹏飞，王凌寒，周斌，张勃飞，简志勇，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司研究院，中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42