一种往复压缩机全程控制式网状气阀制造技术

一种往复压缩机全程控制式网状气阀，根据用途的不同，分为进气阀和排气阀，均包括阀座、阀片、阀杆等部件，取消了现有网状气阀的升程限制器及弹簧、缓冲片等部件；阀片与阀杆采用一体化结构，由外部驱动装置全程控制，实现周期性开、关运动；阀片与阀杆运动规律由外部驱动装置设定，摆脱了气体推力和弹簧力的束缚和制约，可按设定程序执行加速、减速、等待和制动等运动指令并实现开阀和关阀，相对于阀座可实现“零速着陆”；本发明专利技术具有阻力损失小、有效通流面积大、无撞击、全开停留时间长的特点，克服了传统气阀的相应缺点，赋予了往复压缩机0～100％压缩气量的无级调节功能；本发明专利技术可用于现有网状气阀改造，也可作为全新往复压缩机的配套气阀。配套气阀。配套气阀。

【技术实现步骤摘要】
一种往复压缩机全程控制式网状气阀


[0001]本专利技术属于压缩机
，特别是涉及一种往复压缩机网状气阀。

技术介绍

[0002]目前，往复压缩机中使用的气阀类型普遍为网状阀、环状阀、菌状阀等，这些传统的气阀类型均属于自力式位移结构。针对自力式位移结构的网状气阀来说，在往复压缩机中属于应用最多的气阀类型，其网状阀片通过在阀座与升程限制器之间往返运动，实现进排气通道的通断控制。
[0003]由于传统的自力式位移结构网状气阀都是依靠弹簧力与气体流动推力的合力作为阀片的推动力，在进排气过程中，当气体的推力超过弹簧力和阀片与阀座之间的粘滞力时，则阀片被顶开，当气体的推力小于弹簧力时，在弹簧力作用下促使气阀关闭。因此，传统的自力式位移结构网状气阀也被称为自动阀。
[0004]然而，这种自动阀在运动过程中存在一系列弊端：
①
、气阀的通流面积较小，阀片的升程只有2mm左右，气阀全开位置的占比小，导致进排气的阻力损失大；
②
、气阀部件之间存在激烈的撞击，导致阀片、阀座、弹簧等部件容易产生变形或断裂，降低了气阀的使用寿命；
③
、无法人为控制气阀的开和关，进排气量无法根据用气需求进行调节，存在严重的能源浪费现象。
[0005]因此，由于自动阀在结构和工作原理上存在上述弊端，不可避免地导致气阀存在故障率高、工作效率低的问题。为了减小阀片高频撞击强度和阀片断裂几率，只能将阀片的升程限制在2mm左右，这反而限制了气阀的有效通流面积，使气阀流动阻力损失增加以及有效功减小。虽然加大弹簧的弹性力可以减轻阀片与升程限制器的撞击，但是又会导致气阀全开占有时间缩短、开启滞后时间和关闭超前时间加大等不利现象。反之，则阀片与升程限制器的撞击加剧、工作寿命缩短。为了让阀片能够达到设计的最大升程，就必须保证阀隙马赫数足够大，但后果则是增大了气阀的阻力损失、造成压缩机效率进一步下降等不利影响。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种往复压缩机全程控制式网状气阀，具有有效通流面积大、压力损失小、开关阀片无撞击、开启时间和关闭时间可调、全程可控的特点，使往复压缩机自身便具备了气量无级调节能力。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种往复压缩机全程控制式网状气阀，根据用途的不同，分为往复压缩机全程控制式网状进气阀和往复压缩机全程控制式网状排气阀，二者均包括阀座、阀片、阀杆及直线运动驱动装置，所述阀片与阀杆采用一体式结构，所述直线运动驱动装置与阀杆相连，由直线运动驱动装置在气阀外部驱动阀杆及阀片动作，按照预设定程序控制阀片与阀座做周期性开阀和关阀运动。
[0008]所述阀杆固定穿装在阀片中心，阀杆与阀片之间采用焊接固连方式、粘结固连方式或一体式加工固连方式。
[0009]所述阀座与阀片同轴配合，在阀座中心开设有圆孔，在圆孔内固定设置有滑套，所述阀杆穿入滑套内，所述滑套采用石墨铜套轴承或其他耐磨金属、非金属套。
[0010]所述阀杆及阀片通过气阀外部的直线运动驱动装置进行驱动，用以执行加速、减速、等待和制动指令，根据需要设定直线运动驱动装置的运动周期、频率及阀片的升程、开启时间、关闭时间和停留时间。
[0011]所述直线运动驱动装置采用直线伺服电机、音圈伺服电机或具有高加速度、高减速度和位置环控制功能的执行器。
[0012]本专利技术的有益效果：
[0013]本专利技术的阀片开和关动作的执行，直接由外部直线运动驱动装置进行驱动，可实现加速、减速、等待、制动等运动，阀片相对于阀座可实现“零速着陆”，保证开关阀片无撞击，有利于气阀使用寿命的提高。
[0014]本专利技术的阀片开和关动作执行时无撞击，使阀片升程可以根据需求进一步增大，有利于提高气阀的有效通流面积，使阀隙气体流速降低；由于气阀压力损失与阀隙气体流速的平方成正比，因此气阀压力损失将大幅度减小；由于有效通流面积增大，可以进一步减少压缩机所需气阀的数量。
[0015]本专利技术的阀片开和关动作的执行，直接由外部驱动装置进行驱动，在外部驱动装置的直接驱动下，可以根据理想的曲轴转角或时间开阀和关阀，也可以根据阀芯前后压差或气体力的测量信号开阀和关阀，有效克服了传统网状气阀存在的开启滞后以及关闭不适时的弊病，使P
‑
V示功图趋于理想化，节能效果良好。
[0016]本专利技术经过实验验证，当使用优质的小惯量直线伺服电机和优质的音圈伺服电机时，开阀、关阀响应时间均可小于12ms，对于转速500r/min以下的往复压缩机使用效果良好。
[0017]本专利技术取消了传统网状气阀中的升程限制器和弹簧等弹性部件，进一步降低了气阀的压力损失和故障率，阀片运动规律可不受气体推力和弹簧力的束缚和制约，增加了在最大升程位置的停留时间，气体平均流速减小，进一步降低了压力损失。
[0018]本专利技术可直接用于现有往复压缩机网状气阀的改造，无需改变气阀原有安装条件，也可以用做新制往复压缩机的配套气阀。
[0019]本专利技术可以用于实现0～100％压缩负荷的无级调节，无需附加任何辅助设备，与现有的采用部分行程顶开阀芯技术的气阀相比，结构更加简单且无附加阻力损失。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的结构示意图(关阀状态)；
[0021]图2为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的结构示意图(开阀状态)；
[0022]图3为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的结构示意图(气阀安装孔座、阀盖、压阀罩及丝堵未示出)；
[0023]图4为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的阀片与阀座组合件结构示意图；
[0024]图5为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的阀片俯视图；
[0025]图6为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状进气阀的阀座仰视图；
[0026]图7为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的结构示意图(关阀状态)；
[0027]图8为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的结构示意图(开阀状态)；
[0028]图9为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的结构示意图(气阀安装孔座、阀盖、压阀罩及丝堵未示出)；
[0029]图10为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的阀片与阀座组合件结构示意图；
[0030]图11为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的阀片俯视图；
[0031]图12为本专利技术的往复压缩机全程控制式网状排气阀的阀座俯视图；
[0032]图中，1—气阀安装孔座，2—阀盖，3—阀片，4—阀座，5—阀杆，6—压阀罩，7—丝堵，8—直线运动驱动装置，9—滑套，10—阀座密封垫片，11—螺栓，12—阀盖密封垫片，13—密封圈，14—密封环，15—限位环槽，16—限位卡簧，17—阀片气流通道，18—环形沟槽，19—阀座气流通道，20—阀片密封凸台。
具体实施方式
[0033]下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种往复压缩机全程控制式网状气阀，根据用途的不同，分为往复压缩机全程控制式网状进气阀和往复压缩机全程控制式网状排气阀，二者均包括阀座、阀片、阀杆及直线运动驱动装置，其特征在于：所述阀片与阀杆采用一体式结构，所述直线运动驱动装置与阀杆相连，由直线运动驱动装置在气阀外部驱动阀杆及阀片动作，按照预设定程序控制阀片与阀座做周期性开阀和关阀运动。2.根据权利要求1所述的一种往复压缩机全程控制式网状气阀，其特征在于：所述阀杆固定穿装在阀片中心，阀杆与阀片之间采用焊接固连方式、粘结固连方式或一体式加工固连方式。3.根据权利要求1所述的一种往复压缩机全程控制式网状气阀，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德喜，崔玮琳，洪晓，王猛，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：