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大型無油空壓機氣閥工作原理

[打印] [關閉] 發布時間:[2016-10-10 16:05]

  氣閥是設備在壓縮機氣缸上操控氣體進出的部件,氣閥對壓縮機經濟性與可靠性有著首要影響,常被比作壓縮機的“心臟”。大型壓縮機排氣量大、功率大,通常氣閥設備直徑大。在各種結構型式壓縮機氣閥中,由于網狀閥與環狀閥氣流通道呈圓環狀,氣閥通流面積與設備面積之對比大,因此大型壓縮機廣泛選用網狀閥與環狀閥,以便氣閥有出色的經濟性。無油壓縮機氣缸內無潤滑油,氣閥內也不存在潤滑油,因此壓縮機氣閥工作進程中應無抵觸或許氣閥運動元件選用自潤滑材料。氣閥依照閥片材料分類,可分為帶金屬閥片氣閥與帶塑料閥片氣閥。金屬閥片材料通常選用2Cr13、3Cr13、30CrMnSiA等,金屬閥片具有強度高、硬度高、耐高溫、線膨脹系數小、本錢低、厚度小等利益。塑料閥片材料通常選用尼龍、聚醚醚酮等,塑料閥片具有出色的抗疲乏及抗沖擊功用,自潤滑性好,一同帶塑料閥片氣閥密封功用較好,工作時噪聲小。壓縮機氣閥計劃首先是氣閥的結構計劃,下面分別談論用于大型無油壓縮機的帶金屬閥片氣閥與帶塑料閥片氣閥的結構計劃。

  2、帶金屬閥片氣閥的結構計劃

  環狀閥可分為通常環狀閥與氣墊閥,網狀閥分為有抵觸網狀閥與無抵觸網狀閥。由于通常環狀閥工作進程中閥片與升程限制器導向凸臺有抵觸,氣墊閥工作進程中閥片與升程限制器氣墊腔壁有抵觸,有抵觸網狀閥工作進程中閥片與導向塊有抵觸,因此選用金屬閥片的通常環狀閥、氣墊閥、有抵觸網狀閥都不能極好適用于大型無油壓縮機。目前,在大型無油壓縮機中運用最為廣泛的選用金屬閥片的氣閥為圖1所示無抵觸網狀閥。

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  圖1中,從下至上依次為閥座、閥片、升程墊片、緩沖片及升程限制器。通常,閥片在靠基地固定部位與外側運動部位之間計劃1 個彈性臂。閥片上壓有彈簧,稱之為閥片彈簧。升程墊片可以置于閥片與緩沖片之間,也可以置于閥片兩頭。緩沖片通常選用2片,緩沖片在靠基地固定部位與外側運動部位之間計劃2個彈性臂。緩沖片開有徑向槽或是圓孔,以便閥片彈簧穿過緩沖片壓在閥片上。緩沖片上壓有彈簧,稱之為緩沖片彈簧。中止狀態下,緩沖片彈性臂在緩沖片彈簧力效果下最大撓度為升程的40%支配。

  從理論上講,無抵觸網狀閥可以不需要緩沖片與緩沖片彈簧,這么,氣閥結構就簡略多了。但實習標明,用于大型無油壓縮機中的無抵觸網狀閥,假如不選用緩沖片與緩沖片彈簧,氣閥的壽數極低。緩沖片與緩沖片彈簧能大幅下降閥片與升程限制器的磕碰速度以及閥片傾側運動的崎嶇,大幅前進氣閥壽數,一同還有利于氣閥及時關閉。圖1 無抵觸網狀閥計劃的要點與難點是緩沖片彈性臂的計劃。當緩沖片彈性臂剛度較小時,壓在緩沖片上的彈簧力較小,緩沖效果較小,閥片簡略損壞;當緩沖片彈性臂剛度較大時,壓在緩沖片上的彈簧力較大,緩沖片彈性臂兩頭部因應力較大而簡略發作疲乏開裂。事實上,國內許多壓縮機氣閥計劃人員為避免緩沖片彈性臂兩頭部應力過大,而把緩沖片彈性臂剛度計劃得較小,緩沖片上不再設置緩沖片彈簧,一同把升程墊片置于緩沖片兩頭,但這么一來,緩沖效果顯著下降。為處理這一難題,需要對圖1中緩沖片結構進行改善。

  圖2所示氣閥與圖1所示氣閥結構類似,不一樣的地方在于緩沖片結構不一樣。圖2所示氣閥中緩沖片基地固定部位沒有彈性臂,緩沖片自身計劃成為一彈性體,因此這種緩沖片稱之為自彈緩沖片。自彈緩沖片最外環與基地固定部位之間由多條彈性筋聯接,其在緩沖片彈簧力效果下的彈性變形首要是指各彈性筋的變形。自彈緩沖片除最外環外,里邊各環由直槽斷開。這么,一方面閥片彈簧可以從這些槽中穿過壓在閥片上,另一方面最首要的是可以下降緩沖片自身的剛度。通常用于大型無油壓縮機無抵觸網狀閥中的自彈緩沖片彈性筋較多,為4-8條;彈性筋較長,其變形長度為最外環到基地固定部位之間距離;彈性筋較寬,與對應閥片筋寬一同;因此自彈緩沖片剛性系數較大,而一同工作進程應力較小,自身有出色的可靠性。自彈緩沖片單條彈性筋上通??稍O置1-2個緩沖片彈簧。

  由于存在傾側運動,網狀閥閥片并非全體與閥座及升程限制器磕碰,磕碰僅發作在有些,首要是最外環,因此網狀閥片最外環最簡略損壞。為前進網狀閥片運用壽數,閥片最外環對比其它環寬1-3。為避免無油壓縮機氣閥彈簧與升程限制器彈簧孔壁抵觸磨損過大然后影響氣閥可靠性,氣閥彈簧通常選用截錐螺旋緊縮彈簧。當氣閥彈簧選用圓柱螺旋緊縮彈簧時,升程限制器彈簧孔應為階梯孔。為減小傾側運動的崎嶇,閥片彈簧與緩沖片彈簧通常分布于閥片與緩沖片外側。

  3、帶塑料閥片氣閥的結構計劃

  由于塑料與金屬線膨脹系數相差較大,為避免閥片在升程限制器氣墊腔中卡死,因此氣墊閥通常不選用塑料閥片。塑料閥片基地部位通常不設置彈性臂,因此無抵觸網狀閥也不能選用塑料閥片。用于大型無油壓縮機的帶塑料閥片氣閥的結構首要有圖3、圖4 兩種型式。圖3帶塑料閥片環狀閥閥片各環獨立,形狀簡略,加工制造方便,與其它結構型式氣閥對比,還有較好的氣密功用與抗堵塞、抗液擊功用。圖4帶塑料閥片網狀閥閥片各環連成一體,悉數閥片起落較為一同;氣閥設備直徑相一同,網狀閥通常流道數較多,功率較高。

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  圖3帶塑料閥片環狀閥與傳統帶金屬閥片環狀閥結構計劃有許多類似的地方,但也有許多不一樣的地方。由于塑料相對金屬強度、硬度較低,因此塑料閥片對比金屬閥片厚許多,閥座密封邊也較寬。由于塑料具有出色的抗疲乏及抗沖擊功用,帶塑料閥片氣閥升程較大,氣閥流道較寬,流道數較少。塑料線膨脹系數比金屬大許多,塑料閥片通常不通過外圓導向,因此升程限制器上一圈導向凸臺僅為一片閥片導向。對于工作氣體含較多雜質的壓縮機,帶塑料閥片環狀閥升程限制器結構計劃時,在與環狀閥片接觸的環形表面開設環形抗堵塞凹槽。

  圖4帶塑料閥片網狀閥與傳統帶金屬閥片網狀閥結構計劃類似,但也有一些本地不一樣。當塑料閥片接受較大會合載荷時,閥片變形也較大,因此帶塑料閥片網狀閥彈簧數較多,單個彈簧剛度較小,各彈簧均布于閥片上。塑料網狀閥片通常比金屬網狀閥片聯接筋略多,閥片最外環對比其它環寬。圖4 結構氣閥塑料網狀閥片直接與閥座及升程限制器磕碰,磕碰速度大,一同由于存在傾側運動,閥片應力雜亂,閥片最外環簡略疲乏開裂。為前進氣閥運用壽數,一些壓縮機氣閥出產公司在圖4中塑料網狀閥片與升程限制器間選用圖1中結構型式的金屬緩沖片,當然也可以選用圖2中結構型式的金屬自彈緩沖片,這么效果非常好。有些壓縮機氣閥出產公司則在圖4中塑料網狀閥片與升程限制器間增加一片與閥片完全相同的緩沖片。圖4結構氣閥增設緩沖片后,氣閥總厚度增大。

  大型無油壓縮機帶塑料閥片氣閥計劃時,一定要明晰閥片材料的力學功用、物理功用與化學功用,特別是材料的彎曲強度、拉伸強度、沖擊強度、彈性模量、熱變形溫度、硬度、線膨脹系數、密度等。塑料的功用不只與基本成分有關,還與填充劑成分與含量、加工質量等有關。

  4、結語

  當大型無油壓縮機氣閥選用金屬閥片時,可以選用圖1結構無抵觸網狀閥,也可以選用圖2結構帶自彈緩沖片無抵觸網狀閥,但顯著圖2結構氣閥可靠性非常好。圖1結構氣閥計劃時,需計算閥片、緩沖片彈性臂的剛度、應力及等效運動質量。圖2結構氣閥計劃時,需計算閥片彈性臂與緩沖片的剛度、應力及等效運動質量。當大型無油壓縮機氣閥選用塑料閥片時,可以選用圖3結構環狀閥,也可以選用圖4結構網狀閥。圖3結構環狀閥有出色的抗堵塞、抗液擊功用;圖4結構網狀閥功率較高,為前進圖4結構氣閥的可靠性,可在閥片與升程限制器間設置緩沖片。帶塑料閥片氣閥結構計劃時,必須考慮塑料的各種功用。跟著特種工程塑料概括功用的不斷提高,制造本錢不斷下降,帶塑料閥片氣閥在大型無油壓縮機中運用會越來越廣泛。

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