活塞式压缩机气阀技术改造.pdf

化工装备技术第2 2 卷 第4 期 2 0 0 1 年 活塞式压缩机气阀技术改造 翟晓宁’ 天华化工机械及自动化研究设计院 摘要 了改进 ， 关键词 针对活塞式压缩机气阀出现的问题，在其结构、材质、热处理等方面进行 并取得了昨常良好的运行效果。 活塞式压缩机气阀网状阀改造 1 前言 众所周知，气阀是活塞式压缩机的 “ 心 脏” ， 其设计是否合理直接影响活塞式压缩机运 行 的 可靠性和经济性[a l 。活塞式压缩机气阀按 闭 合元件形状可分为环状阀、网状阀等，我国 目 前普遍使用的压缩机气阀多为环状阀。由于 环 状阀制造简单、工作可靠， 适用于各种压力 和 转速，所以其使用范围很广。我院研制的气 垫阀也属环状阀，在使用过程中也显示了寿命 长、 维修少等较多的优点。但这种气阀也有其 局 限 性，同步性差、流量系数低、阀片与导向 面之间有摩擦，因而限制了它在无油润滑条件 下的应用。而网状阀在很大程度上弥补了环状 阀 的这些缺陷， 其同步性好、 弹簧受力情况好， 运动中无须导向，这就避免了环状阀存在的导 向摩擦，因而特别适用于在无油润滑条件下工 作。本文将介绍某 2 H N 2 T无油润滑活塞式压 缩机气阀的技术改造。 2 活塞式压缩机技术参数及气阀使用情况 某2 H N 2 T无油润滑活塞式压缩机系南方 某厂从法国引进的， 其主要技术参数见表1 。 由 于气阀为易损件，所以需定期更换，但进口配 件价格昂贵，手续繁琐。该厂请国内的几个厂 家为其进行过几次改造，其中有网状阀也有环 状阀，但均因种种原因而改造失败，改造后的 气阀使用寿命短，效率也很低，有的甚至装机 后无法动作。 因此， 该厂最终请我院为其改造， 希望取得较长的使用寿命和高的效率。 ， 翟晓宁，女，1 9 6 8 年 8 月生，工程师。兰州市，7 3 0 0 6 0 , 冲 卜 月 于 月十fif 月十 子 卜 冲卜 月卜 i f寸 卜 i-f - 子 卜fi卜」 千出 卜 冲卜- d “卜于 卜 弓 李 月千 弓争瑞 卜弓 仑 汁 卜朴- 号 卜咔卜 汤卜 if寸 卜币 卜子卜昭 李」 十刊十- 1 卜- “ 4刊卜子 卜 it - i f - - } f - i P伟卜 若 仪表盘上的 “ 油过滤器堵塞”指示灯亮时即季一般每两个月清洗一次， 冬季一般每三个月 应 更换。油过滤器更换不及时， 将直接导致进清洗一次。清洗可采用专用的化学药剂浸泡并 油 量不足， 造成排气温度过高而导致自 动停车，辅以机械方法。 并 且会缩短机器中轴承的寿命。微油式螺杆压缩机只要采用正确的安装、 7 该机的油 空气 冷却器均为管壳式结维护、 检修措施， 即可大大降低其故障发生率， 构， 依靠管内流动的冷却水带走润滑油或压缩延长其运行周期， 并使其经济安全地运行， 从 空 气中的热量。由 于润滑油及压缩空气温度较而有效地保证化工生产的正常用气。 高， 油 空气 冷却器容易结垢，因此冷却器夏 收 稿 日 期 2 0 0 1 - 0 5 - 1 9 万方数据 活塞式压缩机气阀技米改造 表 1某活塞式压缩机主要技末参数 型号 型式 级数 行程/ m m 气缸直径 / m m 压缩介质 转速/ r - m i n 一 ’ 吸气温度/ C 吸气压力/ N I P a A 排气压力/ N I P a A 排气量/ m “ m i n - 轴功率/ k W 2 HN2 T 水平平衡、双作用 2 1 5 0 3 7 0 1 级 . 2 2 0 2 级 空气 99 0 一 1 . 4 - 3 9 0.1 0 . 9 31 . 3 1 4 2 图 1 气阀外形结构 3 气阀使用的主要问题 经分析， 该厂 2 H N 2 T压缩机气阀在使用 过程中主要存在以下几方面问题 1 该机原气阀的原始设计工况与该厂当 前的工况存在相当的差异，所以很多设计参数 需在原来的基础上作较大改进。 2 我国目前的生产状况比较落后， 介质带 水较多，加之该厂地处空气潮湿的南方，导致 气阀锈蚀严重，因此需在气阀的材质及热处理 工艺上进行改进，以增强其防腐蚀性能。 因此，为适应我国的加工工艺状况，需对 气阀的具体结构作一定改进。 图 2 阀片结构 4 气阀的改造 4 . 1 改进后的气阀结构 2 I -I N 2 T压缩机的气阀为无摩擦网状阀 其 结构见图 1 ，其阀片及缓冲片在中心被固定， 无需导向块，所以在无润滑情况下不存在干摩 擦，阀片结构如图2 所示。这种结构的网状阀 由于阀片本身为自弹性元件，在关闭时具有预 变形，加上有缓冲片的缓冲作用，所以在开启 和关闭时都使得阀片有很好的缓冲， 也能减弱 阀片对阀座的撞击。同时，可采用数目少、丝 径粗的弹簧， 以改善运动元件弹簧的受力状况， 使气阀的寿命相对提高。 4 . 2 气阀主要改进内容 1 外形及装配尺寸与原气阀相同. 以保证 在不改动压缩机其它附件尺寸的基础上直接装 机使用。 2 根据使用厂提供的原始数据， 在满足现 有工况的条件下重新计算该气阀的特性参数， 以使气阀具有高的工作效率。经计算.气阀的 主要特性参数见表 2 。 表 2气闪的主要特性参数 气阀类型 升程/ mm 吸气阀排气阀 阀座通道面积/ c m 阀隙通道面积/cm- 余隙容积/ c n 1 3 1 . 8 4 9 . 3 4 4. 3 6 6 .5 1 . 2 4 9 . 3 2 9 .6 8 8 . 7 3 气阀弹簧是气阀中主要的运动部件之 一，直接影响气阀的运动规律，而阀片的运动 规律与压缩机的排气量、效率及可靠性有密切 的关系。所以，弹簧设计是否合理对气阀设计 万方数据 化工装备技术第2 2 卷 第4 期 2 0 0 1 年 是否良好起着决定性的作用。针对2 H N 2 T压 缩 机的网状阀弹簧，我们采用了等刚性不等节 距锥形弹簧，并用F O R T R A N语言编程 气阀 弹 簧计算程序[[ 2 ] 框图见图3 计算弹簧的有关 参 数， 对其合理性采用D a v i s 准则进行校核川。 的零件强度高，尺寸精度高，气体通道为贯通 的阶梯槽，既能保证原气阀的通道面积，又不 增加余隙容积，而且从相当程度上降低了加工 难度和加工成本。 5 气阀改造效果及其技术经济性 由我院为南方某厂改造的2 H N 2 T压缩机 网状阀在运行一年后，我们作过一次调查，该 厂反映此次改造为该厂数次改造中最成功的一 次。到目前为止，该气阀仍运行良好，且功耗 低， 效率高，而价格仅为进口 气阀价格的约二 十分之一，经济效益极其可观。 图 3 气阀弹簧计算程序框图 4 由于我国的工艺状况较落后， 致使该机 所压缩介质的含尘量和含水蒸气量均不能达到 设 计要求，从而导致原气阀的各个部件在远没 有达到寿命极限的情况下就发生了较严重的锈 蚀， 直接影响了气阀的寿命和正常生产。针对 这 种情况， 阀片和弹簧材料分别采用3 C r l 3 和 1 C r l 8 N i 9 T i 不锈钢;阀座和升程限制器采用 4 5 “ 钢， 且表面进行离子氮化处理。 这种表面处 理方法既可提高材料的耐磨性和耐蚀性，同时 又比较经济，因此是可取的。 5 2 H N 2 T压缩机原配气阀的阀座、升程 限 制器的气体通道均为精密铸造一次成型。由 于 该气阀的尺寸精度要求较高，目前国内采用 这种方法制造成本很高，精度不易保证，因此 我们采用将钢材锻造后机加工成型。所加工出 6 结论 1 阀片采用网状结构， 同步性好， 弹簧受 力情况好，无导向摩擦，特别适用于无油润滑 压缩机。 2 阀 片 和 弹 簧 分 别 采 用 3 C r l 3 , 1 C r l 8 N i 9 T i 不锈钢， 阀片表面进行钝化处理以 降低应力，大大提高了运动部件的使用寿命。 3 阀座和升程限制器均采用 4 5 “ 钢并进 行离子氮化处理，既提高了材料的耐磨性和耐 蚀性，又比较经济。 4 由于数量少， 将阀座和升程限制器的气 体通道由精密铸造改为锻造并机加工贯通的阶 梯槽，大大降低了加工难度和制造成本。 参考文献 林梅.吴业正. 版社 ，1 9 9 L 翟晓宁.活塞式 化工机械研究院 压缩机自动阀.西安 西安交通大学出 压缩机气阀设计计算程序. 1 9 9 8 . 收稿日期 化学工业部 一 王湘.飞 是 . 洛卜 咨卜 洛卜 月 李 今卜 斗二 洛s 今 卜 佬 奋 铭 千 斗卜 咨卜 干r 令卜 名 企 斗二 斗哥 今卜 冬卜 朴 以上两书邮费均为书价的 1 0 0 酒精蒸馏技术 许开天编著， 中 国 轻工 业出 版社 出 版，1 9 9 8 年第二版 修订本 ， 每册 5 6 元。 酒精制品的生产与配方 许开天、 许葵、 甘毅编， 中国轻工业出版社出版，1 9 9 8 年第二版，每册 7 8 元。 联系地址 2 1 0 0 0 9 南京市中山北路 7 6 号北一1 0 1 南京创新精馏技术设计研究所 许开天 0 2 5一 3 2 2 6 2 7 9 0 1 3 9 0 5 1 7 3 8 2 0 万方数据