壓縮機(jī)余隙閥的結(jié)構(gòu)原理和性能優(yōu)勢(shì)

郭殿文+柴卓

【摘 要】 當(dāng)壓縮機(jī)需調(diào)節(jié)一定量的余隙，為滿足壓縮機(jī)的氣量要求，常規(guī)的卸荷器不能滿足壓縮機(jī)工藝要求的氣量。同時(shí)無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)雖然可以實(shí)現(xiàn)，但要求控制復(fù)雜，并且大幅度增加了生產(chǎn)成本。為解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，余隙閥能提供一種能解決上述不足的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)余隙設(shè)置結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】 壓縮機(jī) 余隙閥 氣量 調(diào)節(jié)系統(tǒng)

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

煉油裝置往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣量一般是根據(jù)裝置所需的最大容積流量或近期裝置可能擴(kuò)容所需的流量來(lái)選擇，一般具有一定的富裕量。由于入口條件的改變（入口壓力、溫度等）、工藝流程或耗氣設(shè)備的需求量改變，當(dāng)耗氣量小于壓縮機(jī)的排氣量時(shí)，便需要對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，以使壓縮機(jī)的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求，保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定。這時(shí)壓縮機(jī)需要安裝余隙閥調(diào)節(jié)氣量。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

2.1 余隙閥主要包括

（1）余隙閥蓋（2）活塞（3）指示器（4）余隙閥座（5）缸蓋（6）軸套（7）芯軸（8）彈簧；結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

其特征是：通過(guò)系統(tǒng)提供儀表風(fēng)控制余隙閥開(kāi)關(guān)態(tài)，實(shí)現(xiàn)氣缸余隙調(diào)節(jié)。

2.2 與現(xiàn)有技術(shù)相比，余隙閥的優(yōu)點(diǎn)是

（1）余隙閥不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)指示器可以觀察余隙閥動(dòng)作；

（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，密封良好；

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸和維修，不需要復(fù)雜的電氣控制。

3 工作原理

往復(fù)式壓縮機(jī)上一般設(shè)有一定容積輔助余隙腔和頂開(kāi)吸氣閥機(jī)構(gòu)，其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

壓開(kāi)進(jìn)氣閥的調(diào)節(jié)幅度較大，適用于粗調(diào)節(jié)，有一定節(jié)能效果。輔助余隙調(diào)節(jié)時(shí)，輔助余隙腔接入氣缸工作腔，使余隙容積增大，容積效率減小，排氣量降低，但由于控制系統(tǒng)復(fù)雜和需要人為調(diào)整，同時(shí)節(jié)能效果不明顯，大部分沒(méi)有使用。

傳統(tǒng)的余隙氣量調(diào)節(jié)方法之所以節(jié)能效果不佳，其主要原因是余隙閥的閥口太小，在往復(fù)壓縮和膨脹的循環(huán)過(guò)程中，流經(jīng)閥口的高壓氣流的流速很高，功耗大，造成氣流溫升增加。部分行程壓開(kāi)吸氣閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)與余隙閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較見(jiàn)表1。

余隙閥是在固定余隙調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，將固定余隙改變成余隙容積可調(diào)的調(diào)節(jié)方法，可調(diào)余隙缸與外側(cè)氣缸直接相通，進(jìn)出余隙缸的氣體幾乎沒(méi)有阻力損失。其安裝在氣缸上的裝配圖見(jiàn)圖3所示。

通過(guò)控制壓縮機(jī)系統(tǒng)流程中的電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制余隙閥上儀表風(fēng)的入口壓力，實(shí)現(xiàn)余隙閥的工作狀態(tài)，電氣控制系統(tǒng)可以通過(guò)可編程控制器（PLC）、電磁閥、儀表引壓管線組成的電氣位移控制系統(tǒng)，使余隙缸活塞按輸入信號(hào)作直線位移，從而實(shí)現(xiàn)各級(jí)余隙容積變化的伺服控制，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量和級(jí)間壓縮比的控制。其操作規(guī)程方便簡(jiǎn)單，又節(jié)省了壓縮機(jī)功耗，避免浪費(fèi)多余的氣量。此余隙閥結(jié)構(gòu)形式可以說(shuō)既省功，又省力。

4 結(jié)語(yǔ)

余隙閥采用比較簡(jiǎn)單的電氣控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)整機(jī)的改造和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于部分行程壓開(kāi)吸氣閥調(diào)節(jié)方式；由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有高速運(yùn)動(dòng)部件，幾乎達(dá)到免維護(hù)；由于沒(méi)有多余氣量反復(fù)進(jìn)出吸氣閥，阻力損失小。在石化煉油等裝置中，余隙閥已經(jīng)越來(lái)越多的被利用于壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)工況當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁永章.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[2]石華鑫.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.西安交通大學(xué)，1964.

[3]郁永章.姜培正.孫嗣瑩.《壓縮機(jī)工程手冊(cè)》.中國(guó)石化出版社，2011.

[4]林高平，顧兆林，郁永章.氣體臨界狀態(tài)附近壓縮機(jī)級(jí)吸氣系數(shù)的計(jì)算與分析[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998年01期.

[5]濮偉.活塞式壓縮機(jī)容積系數(shù)對(duì)排氣量的影響分析[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2001年01期.

[6]梁忠雄.閥孔余隙容積的計(jì)算[J].壓縮機(jī)技術(shù)，1989年02期.endprint

【摘 要】 當(dāng)壓縮機(jī)需調(diào)節(jié)一定量的余隙，為滿足壓縮機(jī)的氣量要求，常規(guī)的卸荷器不能滿足壓縮機(jī)工藝要求的氣量。同時(shí)無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)雖然可以實(shí)現(xiàn)，但要求控制復(fù)雜，并且大幅度增加了生產(chǎn)成本。為解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，余隙閥能提供一種能解決上述不足的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)余隙設(shè)置結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】 壓縮機(jī) 余隙閥 氣量 調(diào)節(jié)系統(tǒng)

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

煉油裝置往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣量一般是根據(jù)裝置所需的最大容積流量或近期裝置可能擴(kuò)容所需的流量來(lái)選擇，一般具有一定的富裕量。由于入口條件的改變（入口壓力、溫度等）、工藝流程或耗氣設(shè)備的需求量改變，當(dāng)耗氣量小于壓縮機(jī)的排氣量時(shí)，便需要對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，以使壓縮機(jī)的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求，保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定。這時(shí)壓縮機(jī)需要安裝余隙閥調(diào)節(jié)氣量。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

2.1 余隙閥主要包括

（1）余隙閥蓋（2）活塞（3）指示器（4）余隙閥座（5）缸蓋（6）軸套（7）芯軸（8）彈簧；結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

其特征是：通過(guò)系統(tǒng)提供儀表風(fēng)控制余隙閥開(kāi)關(guān)態(tài)，實(shí)現(xiàn)氣缸余隙調(diào)節(jié)。

2.2 與現(xiàn)有技術(shù)相比，余隙閥的優(yōu)點(diǎn)是

（1）余隙閥不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)指示器可以觀察余隙閥動(dòng)作；

（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，密封良好；

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸和維修，不需要復(fù)雜的電氣控制。

3 工作原理

往復(fù)式壓縮機(jī)上一般設(shè)有一定容積輔助余隙腔和頂開(kāi)吸氣閥機(jī)構(gòu)，其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

壓開(kāi)進(jìn)氣閥的調(diào)節(jié)幅度較大，適用于粗調(diào)節(jié)，有一定節(jié)能效果。輔助余隙調(diào)節(jié)時(shí)，輔助余隙腔接入氣缸工作腔，使余隙容積增大，容積效率減小，排氣量降低，但由于控制系統(tǒng)復(fù)雜和需要人為調(diào)整，同時(shí)節(jié)能效果不明顯，大部分沒(méi)有使用。

傳統(tǒng)的余隙氣量調(diào)節(jié)方法之所以節(jié)能效果不佳，其主要原因是余隙閥的閥口太小，在往復(fù)壓縮和膨脹的循環(huán)過(guò)程中，流經(jīng)閥口的高壓氣流的流速很高，功耗大，造成氣流溫升增加。部分行程壓開(kāi)吸氣閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)與余隙閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較見(jiàn)表1。

余隙閥是在固定余隙調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，將固定余隙改變成余隙容積可調(diào)的調(diào)節(jié)方法，可調(diào)余隙缸與外側(cè)氣缸直接相通，進(jìn)出余隙缸的氣體幾乎沒(méi)有阻力損失。其安裝在氣缸上的裝配圖見(jiàn)圖3所示。

通過(guò)控制壓縮機(jī)系統(tǒng)流程中的電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制余隙閥上儀表風(fēng)的入口壓力，實(shí)現(xiàn)余隙閥的工作狀態(tài)，電氣控制系統(tǒng)可以通過(guò)可編程控制器（PLC）、電磁閥、儀表引壓管線組成的電氣位移控制系統(tǒng)，使余隙缸活塞按輸入信號(hào)作直線位移，從而實(shí)現(xiàn)各級(jí)余隙容積變化的伺服控制，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量和級(jí)間壓縮比的控制。其操作規(guī)程方便簡(jiǎn)單，又節(jié)省了壓縮機(jī)功耗，避免浪費(fèi)多余的氣量。此余隙閥結(jié)構(gòu)形式可以說(shuō)既省功，又省力。

4 結(jié)語(yǔ)

余隙閥采用比較簡(jiǎn)單的電氣控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)整機(jī)的改造和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于部分行程壓開(kāi)吸氣閥調(diào)節(jié)方式；由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有高速運(yùn)動(dòng)部件，幾乎達(dá)到免維護(hù)；由于沒(méi)有多余氣量反復(fù)進(jìn)出吸氣閥，阻力損失小。在石化煉油等裝置中，余隙閥已經(jīng)越來(lái)越多的被利用于壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)工況當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁永章.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[2]石華鑫.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.西安交通大學(xué)，1964.

[3]郁永章.姜培正.孫嗣瑩.《壓縮機(jī)工程手冊(cè)》.中國(guó)石化出版社，2011.

[4]林高平，顧兆林，郁永章.氣體臨界狀態(tài)附近壓縮機(jī)級(jí)吸氣系數(shù)的計(jì)算與分析[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998年01期.

[5]濮偉.活塞式壓縮機(jī)容積系數(shù)對(duì)排氣量的影響分析[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2001年01期.

[6]梁忠雄.閥孔余隙容積的計(jì)算[J].壓縮機(jī)技術(shù)，1989年02期.endprint

【摘 要】 當(dāng)壓縮機(jī)需調(diào)節(jié)一定量的余隙，為滿足壓縮機(jī)的氣量要求，常規(guī)的卸荷器不能滿足壓縮機(jī)工藝要求的氣量。同時(shí)無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)雖然可以實(shí)現(xiàn)，但要求控制復(fù)雜，并且大幅度增加了生產(chǎn)成本。為解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，余隙閥能提供一種能解決上述不足的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)余隙設(shè)置結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】 壓縮機(jī) 余隙閥 氣量 調(diào)節(jié)系統(tǒng)

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

煉油裝置往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣量一般是根據(jù)裝置所需的最大容積流量或近期裝置可能擴(kuò)容所需的流量來(lái)選擇，一般具有一定的富裕量。由于入口條件的改變（入口壓力、溫度等）、工藝流程或耗氣設(shè)備的需求量改變，當(dāng)耗氣量小于壓縮機(jī)的排氣量時(shí)，便需要對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，以使壓縮機(jī)的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求，保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定。這時(shí)壓縮機(jī)需要安裝余隙閥調(diào)節(jié)氣量。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

2.1 余隙閥主要包括

（1）余隙閥蓋（2）活塞（3）指示器（4）余隙閥座（5）缸蓋（6）軸套（7）芯軸（8）彈簧；結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

其特征是：通過(guò)系統(tǒng)提供儀表風(fēng)控制余隙閥開(kāi)關(guān)態(tài)，實(shí)現(xiàn)氣缸余隙調(diào)節(jié)。

2.2 與現(xiàn)有技術(shù)相比，余隙閥的優(yōu)點(diǎn)是

（1）余隙閥不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)指示器可以觀察余隙閥動(dòng)作；

（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，密封良好；

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸和維修，不需要復(fù)雜的電氣控制。

3 工作原理

往復(fù)式壓縮機(jī)上一般設(shè)有一定容積輔助余隙腔和頂開(kāi)吸氣閥機(jī)構(gòu)，其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。

壓開(kāi)進(jìn)氣閥的調(diào)節(jié)幅度較大，適用于粗調(diào)節(jié)，有一定節(jié)能效果。輔助余隙調(diào)節(jié)時(shí)，輔助余隙腔接入氣缸工作腔，使余隙容積增大，容積效率減小，排氣量降低，但由于控制系統(tǒng)復(fù)雜和需要人為調(diào)整，同時(shí)節(jié)能效果不明顯，大部分沒(méi)有使用。

傳統(tǒng)的余隙氣量調(diào)節(jié)方法之所以節(jié)能效果不佳，其主要原因是余隙閥的閥口太小，在往復(fù)壓縮和膨脹的循環(huán)過(guò)程中，流經(jīng)閥口的高壓氣流的流速很高，功耗大，造成氣流溫升增加。部分行程壓開(kāi)吸氣閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)與余隙閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較見(jiàn)表1。

余隙閥是在固定余隙調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，將固定余隙改變成余隙容積可調(diào)的調(diào)節(jié)方法，可調(diào)余隙缸與外側(cè)氣缸直接相通，進(jìn)出余隙缸的氣體幾乎沒(méi)有阻力損失。其安裝在氣缸上的裝配圖見(jiàn)圖3所示。

通過(guò)控制壓縮機(jī)系統(tǒng)流程中的電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制余隙閥上儀表風(fēng)的入口壓力，實(shí)現(xiàn)余隙閥的工作狀態(tài)，電氣控制系統(tǒng)可以通過(guò)可編程控制器（PLC）、電磁閥、儀表引壓管線組成的電氣位移控制系統(tǒng)，使余隙缸活塞按輸入信號(hào)作直線位移，從而實(shí)現(xiàn)各級(jí)余隙容積變化的伺服控制，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量和級(jí)間壓縮比的控制。其操作規(guī)程方便簡(jiǎn)單，又節(jié)省了壓縮機(jī)功耗，避免浪費(fèi)多余的氣量。此余隙閥結(jié)構(gòu)形式可以說(shuō)既省功，又省力。

4 結(jié)語(yǔ)

余隙閥采用比較簡(jiǎn)單的電氣控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)整機(jī)的改造和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于部分行程壓開(kāi)吸氣閥調(diào)節(jié)方式；由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有高速運(yùn)動(dòng)部件，幾乎達(dá)到免維護(hù)；由于沒(méi)有多余氣量反復(fù)進(jìn)出吸氣閥，阻力損失小。在石化煉油等裝置中，余隙閥已經(jīng)越來(lái)越多的被利用于壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)工況當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁永章.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[2]石華鑫.《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》.西安交通大學(xué)，1964.

[3]郁永章.姜培正.孫嗣瑩.《壓縮機(jī)工程手冊(cè)》.中國(guó)石化出版社，2011.

[4]林高平，顧兆林，郁永章.氣體臨界狀態(tài)附近壓縮機(jī)級(jí)吸氣系數(shù)的計(jì)算與分析[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998年01期.

[5]濮偉.活塞式壓縮機(jī)容積系數(shù)對(duì)排氣量的影響分析[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2001年01期.

[6]梁忠雄.閥孔余隙容積的計(jì)算[J].壓縮機(jī)技術(shù)，1989年02期.endprint