專利名稱：往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種往復活塞式壓縮機氣量無級調節(jié)裝置。
背景技術：
往復壓縮機廣泛應用于煉油、化工、國防、冶金等領域，為適應工藝流程變化的需要，壓縮機大多數(shù)情況下都不需要在滿負荷下運行，需要根據(jù)工藝流程進行流量調節(jié)。頂開吸氣閥的氣量無級調節(jié)方法因調節(jié)范圍廣，可實現(xiàn)0 100%范圍內的無級調節(jié)，以及能減少能源浪費等優(yōu)點而備受關注。圖1為頂開吸氣閥氣量無級調節(jié)的原理性循環(huán)示功圖，Ps 是壓縮機的吸氣壓力，Pd是壓縮機的排氣壓力，在沒有氣量無級調節(jié)系統(tǒng)的情況下，壓縮機循環(huán)指示功如曲線a-b-c-d-a所示；在有調節(jié)系統(tǒng)情況下，進氣閥被強制頂開直到活塞到達e位置點時才關閉，循環(huán)指示功如曲線a-b-c-e-f-a所示；每個循環(huán)壓縮機節(jié)省的指示功如曲線c-e-f-d-c所示，不同的氣閥關閉位置點e代表著不同的排氣量。該方法的特點是只壓縮需要的氣量，多余的氣體從進氣閥回流，因此與旁通調節(jié)(壓縮過的氣體旁通回流) 方法相比，節(jié)省了指示功，減小了能源浪費。已有技術中的頂開氣閥氣量無級調節(jié)系統(tǒng)需要對每個進氣閥進行調節(jié)，系統(tǒng)結構包括液壓站，液壓作用元件，電磁閥和執(zhí)行機構等，其部件繁多，而且執(zhí)行機構對氣閥頻繁沖擊，影響氣閥中閥片的壽命。已有一種往復活塞式壓縮機頂開進氣閥氣量無級調節(jié)裝置，如美國專利文獻 US5833209中所公開的技術方案，包含有液壓站、電磁閥和執(zhí)行機構等部件，通過高頻電磁閥來產(chǎn)生液壓力脈沖，由液壓活塞驅動執(zhí)行機構強制頂開進氣閥。該技術方案結構復雜、傳動部件繁多，電磁閥處于高頻工作狀態(tài)，執(zhí)行機構不斷沖擊進氣閥，對元件的可靠性有很高的要求。中國專利CN1987098A公開了一種基于時間控制的頂開進氣閥裝置，是采用步進電機帶動一個旋轉液力分配器，起到與美國專利文獻US5833209公開裝置中電磁閥相同的作用，產(chǎn)生壓力脈沖，由液壓活塞驅動執(zhí)行機構強制頂開進氣閥，其整套裝置結構復雜，需要使用液壓站，執(zhí)行機構對氣閥存在頻繁的沖擊。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、性能可靠的往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置。不僅能實現(xiàn)往復式壓縮機0 100 %范圍內的氣量無級調節(jié)，同時能提高壓縮機的工作效率，減少能源的浪費；整套裝置結構簡單容易實現(xiàn)，同時運行可靠，具有較長的運行周期與使用壽命。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是本發(fā)明往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置的結構特點是固聯(lián)在傳動軸底端、并由傳動軸帶動的是一與所述傳動軸呈“T”形設置的旋轉閥片，所述旋轉閥片位于上座與底座之間，在旋轉閥片與上座和底座之間為同軸配合；步進電機的輸出軸與傳動軸通過聯(lián)軸器聯(lián)接；所述旋轉閥片是以閥片扇面與閥片扇孔相互間隔，在所述上座與底座上分別對應開有上座扇形孔與底座扇形孔，所述上座扇形孔和底座扇形孔)與閥片扇孔為相同的區(qū)域分布，所述上座和底座是以上座扇形孔與底座扇形孔相互對準構成閥座扇形流道，并通過底座螺孔與上座螺孔緊固；步進電機通過傳動軸驅動旋轉閥片 轉動，閥片扇面轉動至閥座扇形流道位置時氣閥關閉；閥片扇孔轉動至閥座扇形流道位置時氣閥開啟。本發(fā)明往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置的結構特點也在于在所述旋轉閥片與上座的接觸面上，以及在所述旋轉閥片與底座之間的接觸面上分別安裝有上推力軸承和下推力軸承。所述各閥片扇面、各閥片扇孔、各底座扇形孔和各上座扇形孔的角度均為Θ，
0=^，式巾白勺N滅棚壯丨船細白勺總、翻。 2N與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明中旋轉式氣閥的氣流流道是直流式，與現(xiàn)有的往復壓縮機自動閥相比， 其流動阻力遠遠小于自動閥，可以減小由進氣閥引起的流動損失，提高壓縮機工作效率；旋轉式氣閥的有效流通面積也遠遠大于自動閥，在進行往復壓縮機氣量無級調節(jié)設計或對現(xiàn)有氣閥改造時，采用本發(fā)明，每個缸的每一側只需要設計或改造少量進氣閥就能達到很好的調節(jié)與節(jié)能效果，而現(xiàn)有的氣量無級調節(jié)系統(tǒng)必須控制所有進氣閥才能達到相同效果；2、本發(fā)明旋轉式氣閥與現(xiàn)有自動閥相比，旋轉運動的閥片取代了往復運動的閥片，減小了碰撞給閥片帶來的沖擊損害，而且由于沒有執(zhí)行機構直接作用沖擊閥片，氣閥的壽命與可靠性可以大大提高；3、本發(fā)明中旋轉式閥片直接由步進電機驅動，與現(xiàn)有的氣量無級調節(jié)相比，沒有了液壓站、電磁閥、執(zhí)行機構等復雜的傳動部件，使系統(tǒng)大大簡化，能提高系統(tǒng)的可靠性。


圖1是已有技術中頂開吸氣閥氣量無級調節(jié)循環(huán)示功圖；圖2a是本發(fā)明的結構原理示意圖；圖2b是圖2a的局部放大圖；圖3是本發(fā)明中進氣閥旋轉閥片示意圖；圖4是本發(fā)明中進氣閥底座示意圖；圖5是本發(fā)明中進氣閥上座示意圖；圖中標號1上座；2底座；3旋轉閥片；4上推力軸承；5下推力軸承；6緊固螺母； 7傳動軸；8聯(lián)軸器；9步進電機；10閥片扇面；11閥片扇孔；12中心孔；13閥片棱邊；14底座螺孔；15底座扇形孔；16上座螺孔；17上座扇形孔。
具體實施例方式參見圖2a和圖2b，本實施例中，固聯(lián)在傳動軸7的底端、并由傳動軸7帶動的是一與傳動軸7呈“T”形設置的旋轉閥片3，旋轉閥片3位于上座1與底座2之間，在旋轉閥片 3與上座1和底座2之間為同軸配合；步進電機9的輸出軸與傳動軸7通過聯(lián)軸器8聯(lián)接， 傳動軸7的底端固定設置在旋轉閥片3的中心孔12中；
圖3所示，旋轉閥片3是以閥片扇面10與閥片扇孔11相互間隔，以其扇片扇孔11 作為流道，外緣為閥片棱邊13，這一結構形式可以獲得最大的流通面積；如圖4和圖5所示，在上座1與底座2上分別對應開有上座扇形孔17與底座扇形孔15，上座扇形孔17和底座扇形孔15與旋轉閥片3上的閥片扇孔11為相同的區(qū)域分布， 上座1和底座2是以上座扇形孔17與底座扇形孔15相互對準構成閥座扇形流道，并通過底座螺孔14與上座螺孔16由緊固螺母6進行緊固，以此形成閥座扇形流道；為了使旋轉閥片在關閉時的氣密性更好，可以設置旋轉閥片3的閥片扇面的角度稍大于閥座扇形流道的扇形區(qū)域角度。具體實施中，在旋轉閥片3與上座1的接觸面上，以及在旋轉閥片3與底座2之間的接觸面上分別安裝有上推力軸承4和下推力軸承5，以推力軸承實現(xiàn)旋轉閥片與底座和上座之間的滑動配合，減小轉動阻力。步進電機9通過傳動軸7驅動旋轉閥片3轉動，閥片扇面10轉動至閥座扇形流道位置時氣閥關閉；閥片扇孔11轉動至閥座扇形流道位置時氣閥開啟。旋轉閥片3上各閥片扇面10和閥片扇孔11的角度均為θ，0 = ^τ，確定，其中
2Ν
N是氣閥的流道數(shù)目，也就是旋轉閥片3的閥片扇面總數(shù)目。步進電機轉動一定角度θ則帶動閥片旋轉相同的角度θ，步進電機轉動一次，旋轉閥片的轉動會使氣閥流道打開或關閉，實現(xiàn)進氣閥的啟閉，由此控制系統(tǒng)通過控制步進電機就可以控制旋轉式進氣閥的開啟與關閉時刻。當壓縮機氣缸開始進氣，步進電機帶動旋轉閥片3旋轉，使氣閥的流道處于打開狀態(tài)；當進氣過程結束，經(jīng)過部分行程回流，氣缸內氣體達到所需排氣量要求時，步進電機帶動旋轉閥片3旋轉，使旋轉閥片3關閉氣閥流道，壓縮機進入壓縮階段。步進電機9接收控制模塊的控制命令實時控制進氣閥的開啟與關閉，當氣缸排氣階段結束后，步進電機9執(zhí)行控制命令，轉動θ角度，通過傳動軸7帶動旋轉閥片3旋轉， 閥片扇孔11轉到底座扇形孔15與上座扇形孔17的位置處，使進氣閥打開，壓縮機氣缸開始吸氣；吸氣階段結束后進入回流階段，當氣缸內剩余氣體滿足壓縮機排氣量要求時，步進電機9執(zhí)行控制命令，轉動θ角度，通過傳動軸7帶動旋轉閥片3旋轉，閥片扇面10轉到底座扇形孔15與上座扇形孔17的位置處，進氣閥關閉，壓縮機進入壓縮和排氣階段，實現(xiàn)了氣量無級調節(jié)的過程。
權利要求
1.一種往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置，其特征是固聯(lián)在傳動軸(7)底端、并由傳動軸(7)帶動的是一與所述傳動軸(7)呈“T”形設置的旋轉閥片(3)，所述旋轉閥片(3)位于上座⑴與底座(2)之間，在旋轉閥片(3)與上座 (1)和底座⑵之間為同軸配合；步進電機(9)的輸出軸與傳動軸(7)通過聯(lián)軸器⑶聯(lián)接；所述旋轉閥片(3)是以閥片扇面(10)與閥片扇孔(11)相互間隔，在所述上座(1)與底座(2)上分別對應開有上座扇形孔(17)與底座扇形孔(15)，所述上座扇形孔(17)和底座扇形孔(15)與閥片扇孔(11)為相同的區(qū)域分布，所述上座(1)和底座(2)是以上座扇形孔(17)與底座扇形孔(15)相互對準構成閥座扇形流道，并通過底座螺孔(14)與上座螺孔(16)緊固；步進電機(9)通過傳動軸(7)驅動旋轉閥片(3)轉動，閥片扇面(10)轉動至閥座扇形流道位置時氣閥關閉；閥片扇孔(11)轉動至閥座扇形流道位置時氣閥開啟。
2.根據(jù)權利要求1所述的往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置，其特征是在所述旋轉閥片⑶與上座⑴的接觸面上，以及在所述旋轉閥片⑶與底座⑵之間的接觸面上分別安裝有上推力軸承(4)和下推力軸承(5)。
3.根據(jù)權利要求1所述的往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置，其特征是所述各閥片扇面(10)、各閥片扇孔(11)、各底座扇形孔(15)、各上座扇形孔(17)的角度均為Θ，$ = ^，式巾白勺Ν滅棚壯丨船細白勺總、翻。 2Ν
全文摘要
本發(fā)明公開了一種往復式壓縮機進氣閥氣量無級調節(jié)裝置，其特征是固聯(lián)在傳動軸底端、并由傳動軸帶動的是一與所述傳動軸呈“T”形設置的旋轉閥片，在旋轉閥片與上座和底座之間為同軸配合；步進電機的輸出軸與傳動軸通過聯(lián)軸器聯(lián)接；旋轉閥片是以閥片扇面與閥片扇孔相互間隔，上座和底座是以上座扇形孔與底座扇形孔相互對準構成閥座扇形流道；閥片扇面轉動至閥座扇形流道位置時氣閥關閉；閥片扇孔轉動至閥座扇形流道位置時氣閥開啟。本發(fā)明可以實現(xiàn)往復式壓縮機0-100％范圍內的氣量無級調節(jié)。
文檔編號F04B39/08GK102220958SQ20111011726
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權日2011年5月9日
發(fā)明者唐斌, 李連生, 王樂 申請人:合肥通用機械研究院