本发明专利技术涉及压缩机气量调节技术领域，具体公开了一种用于往复式压缩机气量调节系统的电液执行机构，包括电磁阀、设于电磁阀下方的液压缸、设于液压缸下方的氮封装置和设于液压缸上的温度传感器。本发明专利技术装置密封性能良好，可实现液压油与压缩机气缸内工艺介质的双向密封，无外泄漏，同时可以有效地隔离压缩机气缸内的危险气体。
【技术实现步骤摘要】
一种用于往复式压缩机气量调节系统的电液执行机构
本专利技术属于压缩机气量调节
，具体涉及一种用于往复式压缩机气量调节系统的电液执行机构。
技术介绍
往复式压缩机气量无级调节系统由液压系统、电液执行机构和控制系统组成。电液执行机构接受控制系统信号，通过液压传动来控制压缩机进气阀的开启和关闭时间，实现压缩机气量在一定范围内的无级调节，其动态性能的好坏将对压缩机的排气量调节产生很大影响，从而影响压缩机的能量消耗。目前往复式压缩机气量无级调节系统对电液执行机构的要求主要有以下几点：1)快速响应特性：在压缩机气量无级调节系统中，高速电液执行机构需要在特定时刻驱动进气阀卸荷器动作，使进气阀阀片开启或关闭。一般地，当压缩机主轴转速r＝300r/min时，压缩机活塞的往复工作周期T＝200ms，其中活塞的压缩行程历时约为T/2＝100ms，从实时控制的角度考虑，为了使气阀阀片能够及时开启和关闭从而实现压缩机排气量的无级调节，电液执行机构的响应时间必须限制在20ms以内；2)高可靠性和长寿命特性：在压缩机的正常检修周期内，主机需要不间断连续运行，通常情况下，压缩机年均无故障运行时间为8000h，以转速为300r/min的往复式活塞压缩机为例，高速电液执行机构的年均开关次数约为1.45亿次，该参数对电液执行机构的工作寿命和可靠性都是一个很大的挑战；3)高压气液两相密封：大型往复式压缩机用高速电液执行机构的密封性能要求非常严苛，首先是密封要求高，由于往复式压缩机的工艺介质通常是氢气、甲烷等易燃易爆气体或硫化氢等剧毒气体，当气液两相密封处泄漏后，执行器内部的油液外泄并被带入压缩机气缸，液压油在气缸内的高温高压环境下发生化学变化，会使压缩机气阀处产生积炭，对压缩机的正常运转产生危害。同时，气缸内的气体也会反窜入执行器内，在有毒工况下，工艺介质会随着液压油进入液压系统的油箱，由于油箱的空间是和大气连通的，这会导致工艺介质直接泄漏到外界，被人体吸入后还会引起中毒事故。其次是介质压力高，液压油通常的压力为10MPa，压缩机工艺介质的压力高达15MPa。最后，密封面的寿命要求高，在高频长时间运行的条件下，对密封副密封面以及密封件的耐磨性提出了很高的要求。针对以上问题，亟需设计一种高响应和高可靠性的电液执行机构，在高频高压工况下可满足调节系统使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于往复式压缩机气量调节系统的电液执行机构，实现在高频高压工况下对压缩机气量的无级调节。本专利技术的技术方案如下：一种电液执行机构，用于往复式压缩机气量调节系统，包括电磁阀、液压缸、氮封装置和温度传感器；所述的电磁阀设于液压缸的上方，通过四个紧固螺钉与液压缸固定连接；在电磁阀上设有通口A、通口P和通口T；所述的液压缸包括上缸体、下缸体、活塞套、活塞杆、液压杆、密封导向支撑一、密封导向支撑二、密封导向支撑三和刮油环支撑；所述的上缸体设于下缸体的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉固定连接；在上缸体内部设有无杆腔A和有杆腔B，无杆腔A和有杆腔B同轴；在上缸体的上端面上设有工作油口，与通口A以及无杆腔A连通；在上缸体的侧面设有进油口和出油口，其中进油口与通口P连通，出油口与通口T连通；在上缸体和下缸体中沿轴向设有插装通孔，在插装通孔中安装有螺纹插装式温度传感器；所述的活塞套设于无杆腔A中，与上缸体通过螺纹连接；所述的活塞杆的一端设于活塞套内，两者之间存在间隙，活塞杆的另一端位于有杆腔B内；在所述活塞杆的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体的侧面设有泄油口和泄气口，泄油口可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在密封导向支撑二的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口连通；在下缸体内由上至下依次设有密封导向支撑一、密封导向支撑二和密封导向支撑三，三者分别通过三个O型圈二与下缸体内壁形成三道径向静密封；所述的密封导向支撑一、密封导向支撑二和密封导向支撑三均为中空的圆筒形状，三者同轴；在所述密封导向支撑一的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一设于沟槽一内，导向带一设于导向槽一内；在密封导向支撑二的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二设于沟槽二内，组合密封圈三设于沟槽三内；在密封导向支撑三内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四设于沟槽四内，导向带二设于导向槽二内；在所述密封导向支撑二的侧壁上设有泄气孔，与下缸体侧面的泄气口连通；所述的刮油环支撑设于下缸体的下方出口处，与下缸体通过螺纹连接；所述的氮封装置设于下缸体的下方，包括氮封刮油环支撑、氮封装置连接架和氮封密封导向支撑；所述的氮封刮油环支撑、氮封装置连接架和氮封密封导向支撑均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架与下缸体之间还设有O型圈四，所述的氮封装置连接架通过紧固螺钉与下缸体固定连接，同时压紧O型圈四形成一道轴向静密封，在氮封装置连接架内设有气腔D；所述的氮封刮油环支撑设于氮封装置连接架的下方，两者通过螺纹连接；所述的氮封密封导向支撑设于氮封装置连接架的内部；所述的液压杆的一端位于有杆腔B内，并与活塞杆的一端接触，另一端穿过密封导向支撑一、密封腔C、密封导向支撑二、密封导向支撑三、刮油环支撑、氮封装置连接架、氮封密封导向支撑和氮封刮油环支撑后，位于氮封装置的下方；所述的组合密封圈一、组合密封圈二、组合密封圈三、组合密封圈四、组合密封圈五、组合密封圈六、组合密封圈七和组合密封圈八均由O型圈和滑环组成。在所述上缸体和下缸体的连接处设有O型圈一，实现轴向静密封，防止有杆腔B内的油液外泄。在所述活塞套与上缸体的连接处设有高压密封圈，形成静密封。在所述氮封密封导向支撑与氮封装置连接架相接处设有O型圈三，形成静密封。在所述的刮油环支撑与液压杆的配合处设有一道组合密封圈五，在氮封刮油环支撑与液压杆配合处设有组合密封圈八。在所述的氮封密封导向支撑与液压杆配合处设有组合密封圈六、组合密封圈七33、导向带三和导向带四，用来分隔气腔D内的氮气与往复式压缩机气缸内的工艺介质。在所述氮封装置连接架的侧壁上设有充气口，用来向气腔D中充入一定压力的氮气。所述的活塞杆和活塞套的材料为铬钼钢，且两者存在硬度差。所述的滑环的材料为含有碳纤维的聚四氟乙烯。当电磁阀内部切换至P‐A通路时，油液从进油口进入，流经电磁阀的P‐A通路，并由工作油口流入无杆腔A，驱动活塞杆与液压杆克服杆端处的外部负载力，完成开启动作；当电磁阀内部切换至A‐T通路时，在负载反力作用下，活塞杆和液压杆沿反方向直线运动并复位，无杆腔A内的油液从工作油口流经电磁阀的A‐T通路，并由出油口返回油箱。本专利技术的显著效果在于：本专利技术所述的电液执行机构，在密封结构设计上，液压缸使用多重滑环式组合密封圈外加导向环的密封结构，摩擦系数小，耐磨损，密封性能良好，可实现液压油与压缩机气缸内工艺介质的双向密封，无外泄漏。在以上密封结构基础上，设计了氮封装置，可以有效地隔离压缩机气缸内的危险气体。液压缸活塞密封处没有使用密封圈，而是通过配合面之间的微小间隙实现密封，极大地减小了油缸的摩擦阻力，避免了零件间的相互磨损，使液压缸的响应频率、动摩擦力等动态特性和寿命大大提升。在整体结构设计上，液压缸活塞采用分体式设计，零件拆装更为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电液执行机构，用于往复式压缩机气量调节系统，其特征在于：包括电磁阀(1)、液压缸(2)、氮封装置(3)和温度传感器(4)；所述的电磁阀(1)设于液压缸(2)的上方，通过四个紧固螺钉(19)与液压缸(2)固定连接；在电磁阀(1)上设有通口A、通口P和通口T；所述的液压缸(2)包括上缸体(5)、下缸体(6)、活塞套(7)、活塞杆(8)、液压杆(9)、密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)和刮油环支撑(13)；所述的上缸体(5)设于下缸体(6)的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉(18)固定连接；在上缸体(5)内部设有无杆腔A和有杆腔B，无杆腔A和有杆腔B同轴；在上缸体(5)的上端面上设有工作油口(15)，与通口A以及无杆腔A连通；在上缸体(5)的侧面设有进油口(14)和出油口(16)，其中进油口(14)与通口P连通，出油口(16)与通口T连通；在上缸体(5)和下缸体(6)中沿轴向设有插装通孔，在插装通孔中安装有螺纹插装式温度传感器(4)；所述的活塞套(7)设于无杆腔A中，与上缸体(5)通过螺纹连接；所述的活塞杆(8)的一端设于活塞套(7)内，两者之间存在间隙，活塞杆(8)的另一端位于有杆腔B内；在所述活塞杆(8)的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体(6)的侧面设有泄油口(17)和泄气口(36)，泄油口(17)可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在密封导向支撑二(11)的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口(36)连通；在下缸体(6)内由上至下依次设有密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)，三者分别通过三个O型圈二(22)与下缸体(6)内壁形成三道径向静密封；所述的密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)均为中空的圆筒形状，三者同轴；在所述密封导向支撑一(10)的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一(26)设于沟槽一内，导向带一(25)设于导向槽一内；在密封导向支撑二(11)的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二(27)设于沟槽二内，组合密封圈三(28)设于沟槽三内；在密封导向支撑三(12)内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四(29)设于沟槽四内，导向带二(31)设于导向槽二内；在所述密封导向支撑二(11)的侧壁上设有泄气孔，与下缸体(6)侧面的泄气口(36)连通；所述的刮油环支撑(13)设于下缸体(6)的下方出口处，与下缸体(6)通过螺纹连接；所述的氮封装置(3)设于下缸体(6)的下方，包括氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)；所述的氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架(39)与下缸体(6)之间还设有O型圈四(43)，所述的氮封装置连接架(39)通过紧固螺钉与下缸体(6)固定连接，同时压紧O型圈四(43)形成一道轴向静密封，在氮封装置连接架(39)内设有气腔D；所述的氮封刮油环支撑(38)设于氮封装置连接架(39)的下方，两者通过螺纹连接；所述的氮封密封导向支撑(40)设于氮封装置连接架(39)的内部；所述的液压杆(9)的一端位于有杆腔B内，并与活塞杆(8)的一端接触，另一端穿过密封导向支撑一(10)、密封腔C、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)、刮油环支撑(13)、氮封装置连接架(39)、氮封密封导向支撑(40)和氮封刮油环支撑(38)后，位于氮封装置(3)的下方；所述的组合密封圈一(26)、组合密封圈二(27)、组合密封圈三(28)、组合密封圈四(29)、组合密封圈五(30)、组合密封圈六(32)、组合密封圈七(33)和组合密封圈八(37)均由O型圈(23)和滑环(24)组成。...
【技术特征摘要】
1.一种电液执行机构，用于往复式压缩机气量调节系统，其特征在于：包括电磁阀(1)、液压缸(2)、氮封装置(3)和温度传感器(4)；所述的电磁阀(1)设于液压缸(2)的上方，通过四个紧固螺钉(19)与液压缸(2)固定连接；在电磁阀(1)上设有通口A、通口P和通口T；所述的液压缸(2)包括上缸体(5)、下缸体(6)、活塞套(7)、活塞杆(8)、液压杆(9)、密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)和刮油环支撑(13)；所述的上缸体(5)设于下缸体(6)的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉(18)固定连接；在上缸体(5)内部设有无杆腔A和有杆腔B，无杆腔A和有杆腔B同轴；在上缸体(5)的上端面上设有工作油口(15)，与通口A以及无杆腔A连通；在上缸体(5)的侧面设有进油口(14)和出油口(16)，其中进油口(14)与通口P连通，出油口(16)与通口T连通；在上缸体(5)和下缸体(6)中沿轴向设有插装通孔，在插装通孔中安装有螺纹插装式温度传感器(4)；所述的活塞套(7)设于无杆腔A中，与上缸体(5)通过螺纹连接；所述的活塞杆(8)的一端设于活塞套(7)内，两者之间存在间隙，活塞杆(8)的另一端位于有杆腔B内；在所述活塞杆(8)的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体(6)的侧面设有泄油口(17)和泄气口(36)，泄油口(17)可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在密封导向支撑二(11)的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口(36)连通；在下缸体(6)内由上至下依次设有密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)，三者分别通过三个O型圈二(22)与下缸体(6)内壁形成三道径向静密封；所述的密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)均为中空的圆筒形状，三者同轴；在所述密封导向支撑一(10)的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一(26)设于沟槽一内，导向带一(25)设于导向槽一内；在密封导向支撑二(11)的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二(27)设于沟槽二内，组合密封圈三(28)设于沟槽三内；在密封导向支撑三(12)内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四(29)设于沟槽四内，导向带二(31)设于导向槽二内；在所述密封导向支撑二(11)的侧壁上设有泄气孔，与下缸体(6)侧面的泄气口(36)连通；所述的刮油环支撑(13)设于下缸体(6)的下方出口处，与下缸体(6)通过螺纹连接；所述的氮封装置(3)设于下缸体(6)的下方，包括氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)；所述的氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架(39)与下缸体(6)之间还设有O型圈四(43)，所述的氮封...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵益春，代立民，卢江波，何睿，冉治通，边玲，翟启超，廖从军，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。