一種用于往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的缸頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種用于往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的缸頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)再用的高壓氣體壓縮機(jī)有艦船用V型結(jié)構(gòu)的空氣壓縮機(jī)，這種V型空氣壓縮機(jī)的壓力為40MPa，排氣量為0.01Nm3/min,還有高壓氫氣隔膜壓縮機(jī)，壓力為75MPa，排氣量為3.3Nm3/min。在天然氣開采和儲(chǔ)存方面，國(guó)內(nèi)用于天然氣地下儲(chǔ)存的壓縮機(jī)、為了提高采收率而使用氣驅(qū)、火驅(qū)、混相驅(qū)采油工藝的壓縮機(jī)、以及用于氣體鉆井關(guān)鍵裝備的高壓氣體壓縮機(jī)，其壓縮介質(zhì)有天然氣、空氣、氮?dú)?，或者二氧化碳幾種，這種壓縮機(jī)的壓力范圍要求為35?70MPa，排氣量范圍為35?200Nm3/min，且要求體積小，重量輕，能連續(xù)可靠、安全運(yùn)行。
[0003]目前能夠滿足這種高壓力。大排量條件的高壓壓縮機(jī)在國(guó)內(nèi)還是空白，油氣田目前在用的高壓大排量的壓縮機(jī)只能靠進(jìn)口。本專利涉及的壓縮機(jī)就是為適應(yīng)石油天然氣工業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)油氣開采的需要而研發(fā)的高壓大排量高壓往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110339078.2的發(fā)明專利公開了一種適用于天然氣工業(yè)的高速大功率往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，包括靜止部件和運(yùn)動(dòng)部件，靜止部件包括曲軸箱、中體、壓縮缸，運(yùn)動(dòng)部件包括曲軸、連桿、活塞桿、十字頭、活塞，其中，中體的兩端分別與曲軸箱和壓縮缸的軸端一側(cè)固定連接，活塞從壓縮缸的軸端一側(cè)裝入并與活塞桿的一端相連，活塞桿的另一端與十字頭的一端相連，十字頭的另一端與連桿的小頭相連，連桿的大頭與曲軸軸頸相連，曲軸裝于曲軸箱內(nèi)并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，十字頭在中體的滑道內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，所述壓縮缸包括單層氣缸和設(shè)置于單層氣缸內(nèi)的進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥、壓縮工作腔、排氣道、出氣閥，氣體依次通過進(jìn)氣道和進(jìn)氣閥被吸入壓縮工作腔，氣體在壓縮工作腔內(nèi)被壓縮后，再依次通過出氣閥、排氣道被排出，壓縮缸包括兩個(gè)進(jìn)氣閥和兩個(gè)出氣閥，靠近壓縮缸的封端一側(cè)的第一進(jìn)氣閥的進(jìn)氣口喉部沿著其平行于所述封端的內(nèi)表面的對(duì)稱平面平分為兩部分，其中，所述兩部分中的靠近壓縮缸的軸端一側(cè)的部分為貫通通道，所述兩部分中的靠近壓縮缸的封端一側(cè)的部分被氣缸的一部分封堵，且所述氣缸的一部分與所述對(duì)稱平面的夾角為40-50度，在所述兩部分中的靠近壓縮缸的封端一側(cè)的部分中的氣體通過所述貫通通道進(jìn)入壓縮工作腔。
[0005]以上發(fā)明雖然能夠有效的減小壓縮缸的體積和重量，同時(shí)可以完全防止壓縮缸的水積垢和腐蝕，有效的減少氣流脈動(dòng)和壓降，提高總效率；但是單層氣缸內(nèi)設(shè)置進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥、壓縮工作腔、排氣道、出氣閥，這種氣缸上開孔的設(shè)計(jì)在高壓力下容易產(chǎn)生零部件的應(yīng)力集中且抗疲勞強(qiáng)度低。
[0006]而傳統(tǒng)理念是高壓壓縮機(jī)采用進(jìn)排氣合為一體的組合閥結(jié)構(gòu)，組合氣閥易使進(jìn)氣預(yù)熱，高壓差下的氣流脈動(dòng)，使氣閥顫振，降低氣閥效率和縮短使用壽命。
[0007]如何解決以上技術(shù)問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員的努力方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明了克服上述技術(shù)不足，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、與筒體分離的能提高工作效率及避免產(chǎn)生應(yīng)力集中的一種用于往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的缸頭。
[0009]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案:
一種用于往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的缸頭，在所述缸頭上設(shè)置有與氣缸連通的進(jìn)氣通道和排氣通道，在進(jìn)氣通道和排氣通道內(nèi)均設(shè)置有單向閥，所述的排氣通道與軸向的夾角為39。±1。。
[0010]進(jìn)一步地，所述的缸頭內(nèi)還包括排氣口、進(jìn)氣口、進(jìn)氣閥安裝孔及排氣閥安裝孔。[0011 ] 進(jìn)一步地，進(jìn)氣通道依次連接有進(jìn)氣閥安裝孔和進(jìn)氣口，進(jìn)氣閥安裝孔內(nèi)靠近進(jìn)氣通道一端設(shè)置有進(jìn)氣閥；所述排氣通道依次連接有排氣閥安裝孔和排氣口，排氣閥安裝孔內(nèi)靠近進(jìn)氣通道一端設(shè)置有排氣閥，所述的進(jìn)氣閥和排氣閥均為單向閥。
[0012]進(jìn)一步地，所述的缸頭設(shè)置有注油口。
[0013]進(jìn)一步地，所述的缸頭的材質(zhì)為真空再熔鋼或超潔凈鋼。
[0014]進(jìn)一步地，所述缸頭為四周倒圓的方形結(jié)構(gòu)
工作原理:吸氣時(shí)，氣體從缸頭上的進(jìn)氣孔口進(jìn)入缸頭內(nèi)，通過進(jìn)氣單向閥進(jìn)入到進(jìn)氣通道，從進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸內(nèi)部，排氣時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體進(jìn)入到排氣通道，排氣通道內(nèi)的氣體通過排氣單向閥到達(dá)排氣孔口，完成排氣。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:
I)所述缸頭所布置的進(jìn)氣閥和排氣閥不是傳統(tǒng)的組合式氣閥，而是進(jìn)氣和排氣分開的單向閥，避免了高壓差引起的氣流脈動(dòng)，減少了氣閥的顫振，提高了氣閥壽命，避免了進(jìn)氣預(yù)熱。
[0016]2)所述缸體的材質(zhì)抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到900?1200MPa，且使用真空再熔鋼或超潔凈鋼，以減少雜質(zhì)的含量，降低疲勞失效的危險(xiǎn)性。
[0017]3)氣缸的潤(rùn)滑是由吸入的氣流中的注油而獲得，這樣氣缸內(nèi)活塞環(huán)的數(shù)量不僅可以減少，還可使離油氣混合物最遠(yuǎn)的一個(gè)活塞環(huán)得到潤(rùn)滑。
[0018]4)缸頭為四周倒圓的方形結(jié)構(gòu)，避免了尖角處的應(yīng)力集中。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種用于往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的缸頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為用于油氣開采的高壓往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為氣缸裝配部件的機(jī)構(gòu)示意圖；
圖4為氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為彈性蓄能密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
主要附圖標(biāo)記說明:
1-壓縮缸裝配部件，2-活塞環(huán)，3-活塞，4-隔離體，5-活塞桿，6-十字頭，7-連桿，8-曲軸，9-機(jī)身，10-彈性螺栓，11-氣缸，12-進(jìn)氣閥，13-排氣閥，14-缸頭，15-外層氣缸，16-內(nèi)層氣缸，17-蓄能圈，18-彈簧，19-彈性蓄能密封圈，14-1-排氣口，14_2_排氣通道，14-3-進(jìn)氣通道，14-4-進(jìn)氣口，4-5-注油口，14-6-進(jìn)氣閥安裝孔，14-7-排氣閥安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例1
如圖1至4所示，本實(shí)施例提供的用于油氣開采的高壓往復(fù)活塞式氣體壓縮機(jī)，包括靜止部件和運(yùn)動(dòng)部件，靜止部件包括機(jī)身9、隔離體4和壓縮缸裝配部件1，隔離體4的兩端分別與機(jī)身9和壓縮缸裝配部件I固定連接，所述的壓縮缸裝配部件I包括氣缸11和缸頭14，氣缸11兩端的隔離體4與缸頭14通過彈性螺栓10連接，所述的氣缸11為圓筒形，氣缸11包括過盈配合的外層氣缸15和內(nèi)層氣缸16，所述的缸頭14內(nèi)設(shè)置有與氣缸11連通的進(jìn)氣通道14-3和排氣通道14-2，進(jìn)氣通道14-3和排氣通道14_2內(nèi)均設(shè)置有單向閥。
[0023]本實(shí)施例中，氣缸I無徑向開孔，進(jìn)入和排氣通道均設(shè)置在缸頭14上，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)置避免了徑向開孔與缸孔相