气阀是压缩机的一个重要部件,属于易损件。它的质量及工作的好 坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。
环状阀使用的弹簧有环形弹簧、柱形(或锥形)弹簧。阀片为圆环 状薄片,一般是制成单环阀片。阀片的启、闭运动是靠升程限制器上的 导向块来导向的。为避免气阀在工作时松动,连接螺栓和螺母都采取 了放松措施。
环状阀制造简单,工作可靠,可改变环数来适应任何气量要求,因 此得到普遍使用,适用于各种压力、转速的压缩机。 环状阀的主要缺点是:阀片的各环彼此分开,在开闭运行中很难达 到步调一致,因而降低了气体的流通能力,增加了额外的能量损失。阀 片等运动元件质量较大,阀片与导向块之间有摩擦力,环状阀常常采取 柱形(或锥形)弹簧等因素,决定了阀片在开闭运动中不容易做到及时 、迅速。由于阀片的缓冲作用较差,磨损严重。随着非金属耐磨材料的 发展,用加填充剂的聚四氟乙烯、MC尼龙、玻璃钢等制造阀片,在一定 程度上克服了之一弊病。
压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值,实际上只要机器强度、 排气温度、电机功率和气阀工作许可,他们是可以在很大范围内变化的
排气温度是指压缩机末级排出气体的温度,它应在末级气缸排出管 处测得。多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级的排气温度,在 相应级的排气接管处测得。
排气温度能计算校核,T2=T1(P2/P1)n-1/n 排气温度应进行监控: 排气温度过高会造成润滑油润滑性能直线下降,轻质油挥发污染气体,
往复压缩机的容积流量是指在单位时间内经压缩机压缩后在压缩机 最后一级排出的气体,换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容 积值,单位是M3/min或M3/h。
压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能 量调节装置、润滑油系统、进出口缓冲罐/气液分离器等部件组成。
为了更好地理解活塞压缩机的工作原理,这里重点介绍理论工作循 环。假定压缩机没有余隙容积,没有吸、排气阻力,没有热量交换,则 压缩机工作时,汽缸内的压力和容积的关系如下图所示。压缩机的理论 工作过程可以简化成下图示的三个热力过程。
压缩机中最常见的压缩过程为等温、绝热及多变过程。在同一压缩 范围内,等温压缩耗功最小,绝热过程耗功最大,多变压缩介于两者之 间。
实际上,由于受冷却速度的限制以及和外界的热量交换,不可能实 现等温过程和绝热过程,一般都为多变压缩过程。
3. 提高容积系数 随着压力比的上升,余隙容积中的气体膨胀所占的容积增加,气缸 实际吸气量减少。采用多级压缩,压力比下降,因而容积系数增加。
4. 降低活塞力 多级压缩由于每级容积因冷却而慢慢地减少,当行程相同时,活塞面 积减少,故能降低活塞上所受的气体力,因此使运动机构重量减轻,机 器效率提高。
气阀所引起的余隙容积小,以提高气缸容积效率。 结构相对比较简单,制造方便,便于维修。
机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。机体一般都会采用高强度灰铸铁 (HT20-40)铸成一个整体,是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所有零 部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。
用来连接气缸和安装运动机构,并用作支承座。 承受机器本身的全部或部分重量。 作为传动机构的定位和导向部分。如曲轴支承在机体的主轴承上,
气阀在气缸上的布置有三种方式:配置在气缸盖上、配置在气缸体 上、混合配置。
往复压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管道处和末级排出 接管处的气体压力,因为压缩机采用的是自动阀,气缸内的压力取决于 进、排气系统中的压力,即由“背压”决定。所以吸、排气压力是可以 改变的。
所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压 缩后将气体导入中间冷却器进行冷却。如图所示
1. 可以节省压缩气体的指示功, 下图为两级压缩与单级压缩所耗功之比。当第一级压缩达到压力P2 后,将气体引入中间冷却器中冷却,使气体冷却到原始温度T1.因此使排 出的气体容积由V2减至V2’,然后进入第二级压缩到最终压力。这样, 从图中能够准确的看出,实行两级压缩后,与一级压缩相比节省了图中绿 域的功。 采用多级压缩能节约功的根本原因是进行中间冷却。如果没有中
气阀是活塞式压缩机的重要部件之一,它的工作必然的联系到压缩机 运转的经济性和可靠性,对于气阀的基础要求如下: 有效期长(指阀片和弹簧的寿命长),不能由于阀片或弹簧的损
坏而引起压缩机非计划停车。 气体通过气阀时的能量损失小,以减少压缩机的动力消耗。 气阀关闭时拥有非常良好的密封性,以减少气体的泄漏量。 阀片启、闭动作及时、迅速,而且要完全开闭,以提高机器效率和
气缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。气缸与活塞配合 完成气体的逐级压缩,它要承受气体的压力,活塞在其中往复运动,气 缸应有良好的工作表面以利于润滑并应耐磨,为了散发气体被压缩时产 生的热量以及摩擦生热,气缸应有良好的冷却,通常在气缸中设置冷却 水夹套。
当曲轴旋转时,通过连杆的传动,驱动活塞便做往复运动,由气缸 内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。曲轴
压缩机在压缩气体的过程中,温度会逐步升高,是个多变的过程。 实际压缩循环比理论压缩循环多了一个热膨胀的过程。随着热膨胀的逐 步增加压力升高,温度也升高,功耗随之加大。所以,在理论上等温压 缩循环的功耗最小。
2. 可以降低排气温度 通过多级压缩中间冷却后降低了气体的进气温度,压缩过程接近等 温压缩,可以明显降低排气温度。
使气阀的工作寿命下降。对某些特种气体压缩机,排气温度过高还会引 发腐蚀或爆炸。
目前,活塞式压缩机所应用的气阀,都是随着气缸内气体压力的变 化而自行开闭的自动阀,由阀座、运动密封元件(阀片或阀芯)、弹簧 、升程限制器等组成。
自动阀的阀片在两边压差的作用下开启,在弹簧作用力下关闭。阀 片与阀座或升程限制器之间的粘附力、阀片与导向块之间的摩擦力等, 也影响阀片的开启与关闭。
压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露,每个循 环的排气量总小于实际吸气量。压缩机的进气阻力过大,会造成压缩机 排气量减少。余隙容积过大会降低排气量,使指示功图面积变小。
压缩机的额定容积流量,即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在 特定的进口状态下(进口压力0.1MPa,温度20℃)时的容积流量。
往复压缩机排气量随压缩机的进口状态而变,它不反映压缩机所排 气体的物质数量。化工工艺中使用的压缩机,由于工艺计算的需要,需 将容积流量则算到标准状态(1.013x105MPa,0℃)时的干气容积值,此 值称为供气量或者标准容积流量。
吸气—活塞自0点移至1点,吸气阀打开, 气体在P1压力下进入气缸。 压缩—活塞自1点移至2点,吸排气阀均关 闭,此过程为多变压缩过程,气缸内的气体压 力升至P2。 排气—活塞从2点移至3点,压力为P2的气 体等压排出气缸。
环,压缩机完成一个理论循环所消耗的功即为 图中0-1-2-3-0所代表的面积。
压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。在石油化学工业厂中,压 缩机主要压缩原料气、空气或中间过程的介质气体,以满足石油化工生 产工艺的需要。压缩机按其工作原理可分为速度型和容积型两种。 速度型压缩机靠气体在非常快速地旋转的叶轮的作用下,得到巨大的动能
,随后在扩压器中急剧降低,使气体的动能转变为势能,也就是压力能 。 容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞,使容积缩小而
压缩机消耗的功,一部分直接用于压缩气体,另一部分是用于克服 机械摩擦。前者称为指示功,后者称为摩擦功,二者之和为主轴所需的 总功,称为轴功。