一種往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行油缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行油缸。
【背景技術(shù)】
[0002] 往復(fù)壓縮機(jī)在我國石油化工工行業(yè)中占據(jù)著重要的地位，應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，多用 于氣體的處理和運(yùn)輸方面。往復(fù)壓縮機(jī)在石油化工行業(yè)生產(chǎn)中，常常由于工藝的改變，往往 會造成所需氣量的不同，因此為了滿足不同工況下的氣量需求，一定對它進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，無 級氣量調(diào)節(jié)的應(yīng)用不但滿足了氣量要求，而且具有節(jié)能、壓力平穩(wěn)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 頂開吸氣閥調(diào)節(jié)排氣量的工作原理:在往復(fù)壓縮機(jī)的壓縮階段，吸氣閥的閥片被 執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)制頂開，氣體回流到進(jìn)氣管道，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)在壓縮階段強(qiáng)制頂開的時間決定 回流氣體的多少。部分行程頂開吸氣閥的調(diào)節(jié)裝置在國內(nèi)、國外均有公示，國外的賀爾碧格 在國內(nèi)申請的專利CN03158561，另外國外的專利US-A-5695325,專利EP-A-0893605也都是 部分行程頂開吸氣閥的調(diào)節(jié)裝置，國內(nèi)的浙江大學(xué)申請的CN200610155395。
[0004] 針對現(xiàn)有專利中調(diào)節(jié)裝置大多采用油缸作為執(zhí)行結(jié)構(gòu)在運(yùn)用中出現(xiàn)了不良的影 響，油缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會出現(xiàn)撞擊或者動作性能達(dá)不到控制要求，漏氣、漏油效果不良， 尺寸鏈封閉，經(jīng)常松動從而導(dǎo)致磨損等。本發(fā)明提出了一種新的往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 執(zhí)行油缸，巧妙地解決了出現(xiàn)的不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是為了給往復(fù)壓縮機(jī)無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對氣量的控 制，達(dá)到節(jié)能的效果。
[0006] -種往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行油缸，其特征在于：
[0007] 包括缸體（1)、液壓油口（6)、漏油回收口（8)、漏氣回收口（9)、液壓油工作腔（2)、 彈性體(7)、柱塞(3)、漏油回收腔(4)、頂桿(11)、密封塊(5)和漏氣回收腔(10);
[0008] 油缸與往復(fù)壓縮機(jī)吸氣閥閥蓋固定，缸體（1)與柱塞(3)之間為液壓油工作腔(2)， 彈性體(7)放置于液壓油工作腔(2)內(nèi)，在柱塞(3)與頂桿（11)接觸的一端設(shè)置有漏油回收 腔(4)，在密封塊(5)中設(shè)有漏氣回收腔（10);液壓油工作腔(2)與液壓油口（6)相通，漏油回 收口（8)與漏油回收腔(4)相通，漏氣回收口（9)與漏氣回收腔（10)相通。
[0009 ]進(jìn)一步，密封塊(5)與缸體(1)為分體結(jié)構(gòu)，密封塊(5)固定安裝于缸體(1)上。
[0010]應(yīng)用所述油缸的方法，其特征在于步驟如下：
[0011] 1)初始安裝時，頂桿（11)一端固定于氣閥卸荷器上，另一端穿過油缸密封塊(5)， 液壓油工作腔(2)內(nèi)此時無液壓油，在彈性體(7)彈力作用下柱塞(3)與頂桿(11)接觸；
[0012] 2)液壓油工作腔(2)內(nèi)通入液壓油，在油壓作用下柱塞(3)推動頂桿(11)沿液壓油 工作腔(2)中心線方向運(yùn)動，頂桿(11)帶動氣閥卸荷器(12 )，頂開吸氣閥閥片；
[0013] 3)液壓油工作腔(2)內(nèi)液壓油回流，液壓油工作腔(2)壓力降低，在氣閥卸荷器內(nèi) 彈簧作用下氣閥卸荷器與頂桿(11)向柱塞(3)方向運(yùn)動，吸氣閥閥片關(guān)閉，頂桿(11)推動柱 塞(3)向彈性體(7)方向運(yùn)動；
[0014] 4)后續(xù)動作重復(fù)步驟2)-3)。
[0015] 進(jìn)一步，當(dāng)彈性體⑴采用彈簧，彈簧剛度的計(jì)算方法如下：
[0016] 1)最大彈簧剛度kmax
[0017] 初始安裝后彈簧的彈力計(jì)算公式如下：
[0018] Fi = nFm〇-mg cosB ①
[0019] 公式①中各字母代表意義如下：
[0020] Fi:初始安裝后彈簧的壓縮力；
[0021] η:摩擦力放大系數(shù)，取值1.2;
[0022] Fm。:柱塞(3)與缸體（1)之間的摩擦力；
[0023] m:柱塞的質(zhì)量；
[0024] g:重力加速度；
[0025] Θ:油缸安裝后，柱塞和地面垂直線夾角；
[0026] 設(shè)頂桿（11)行程為X，彈簧初始安裝后預(yù)縮量為Lo，則液壓油作用后彈簧壓縮量為 Lo-x，根據(jù)彈簧與柱塞(3)應(yīng)保持接觸的要求，Lo-x最小值為0,即液壓油作用后彈簧恢復(fù)原 長，因此Lo最小值為X;彈簧作用力相對變化量Δ F = Fi;彈簧長度相對變化量Δ L = x-1'，1' 為頂桿行程X誤差，取值為X X 10 %，；通過A F與Δ L求得最大彈簧剛度kmax;
[0027] 2)最小彈簧剛度kmin
[0028] Hb為彈簧的最小高度，令L為彈簧原長，則；
[0029] Hb = L-L〇-r ②
[0030] 公式②中：
[0031] L-L〇=l4+l5+l6-(ll+l2+l3) ③
[0032]公式③中，各字母代表意義如下：
[0033] 11:閥座安裝端面到卸荷器上端面高度；
[0034] 12:頂桿（11)長度；
[0035] 13:柱塞(3)長度；
[0036] 14:吸氣閥閥室高度；
[0037] 15:吸氣閥閥蓋高度；
[0038] 16:吸氣閥閥蓋上端面到彈簧安裝孔底面高度；
[0039]通過Hb與彈簧截面形狀參數(shù)ξ得到最小彈簧剛度kmin;
[0040]綜上得出彈簧的剛度k范圍：
[0041 ] kmin〈k〈kmax ④
【附圖說明】
[0042]圖1是油缸結(jié)構(gòu)原理圖；
[0043] 圖2是油缸及往復(fù)壓縮機(jī)卸荷器圖；
[0044] 圖3是柱塞與頂桿配合圖；
[0045]圖4是彈簧與柱塞的受力分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：
[0047]圖1是油缸結(jié)構(gòu)原理圖，油缸采用柱狀結(jié)構(gòu)外形，缸體（1)與往復(fù)壓縮機(jī)吸氣閥閥 蓋通過螺栓固定，液壓油通過液壓油口（6)進(jìn)入液壓油工作腔(2)，推動柱塞(3)和頂桿（11) 沿液壓油工作腔(2)中心線方向運(yùn)動，漏油回收口（8)和漏氣回收口（9)分別與漏油回收腔 (4)和漏氣回收腔（10)相通，彈簧的預(yù)壓縮力能夠克服摩擦力，使柱塞(3)與頂桿（11)保持 接觸，密封塊(5)能密封閥蓋內(nèi)的氣體，以防泄漏到油缸外部，頂桿（11)固定于吸氣閥卸荷 器（12)上。
[0048] 圖2是往復(fù)壓縮機(jī)油缸及卸荷器圖，圖中由下到上結(jié)構(gòu)依次是吸氣閥、卸荷器、壓 蓋、油缸。吸氣閥放置在往復(fù)壓縮機(jī)氣室內(nèi)，利用壓罩以及閥蓋上的頂絲固定，卸荷器利用 卸荷器內(nèi)的鎖緊螺母固定在吸氣閥螺柱上，油缸和卸荷器之間的動力傳遞是依靠柱塞(3) 和頂桿（11)，油缸依靠螺栓固定在吸氣閥閥蓋上。當(dāng)液壓油通過液壓油口（6)進(jìn)入液壓油工 作腔(2 )，依次推動柱塞(3 )、頂桿（11 )、卸荷器殼體、壓叉，最終頂開吸氣閥閥片，由于閥片 被頂開在壓縮階段氣體能回流到進(jìn)氣管道，壓縮階段內(nèi)閥片保持頂開時間的長短決定了調(diào) 節(jié)氣量的大??；閥片撤回動作實(shí)現(xiàn):液壓油工作腔(2)內(nèi)液壓油回流，壓力降低，卸荷器內(nèi)的 復(fù)位彈簧依次推動壓叉、卸荷器殼體、頂桿（11)、柱塞(3)向油缸彈簧方向運(yùn)動，閥片關(guān)閉； 圖中虛線表示卸荷器在液壓油作用下運(yùn)動極限位置，卸荷器的運(yùn)動位移量等于油缸頂桿 (11)的行程。
[0049] 圖3是柱塞(3)與頂桿（11)配合圖，柱塞(3)和頂桿(11)是接觸配合;能保證在出現(xiàn) 測量、加工、裝配誤差的情況下，彈簧的預(yù)壓縮力能使柱塞(3)和頂桿(11)保持接觸。
[0050] 圖4是柱塞(3)和彈簧的受力分析圖，彈簧在推動柱塞(3)運(yùn)動時，彈簧壓縮力與摩 擦力方向是同一方向的，但是柱塞(3)重力由于油缸安裝方向的不同，重力在運(yùn)動方向上的 分量需要根據(jù)具體安裝位置進(jìn)行具體計(jì)算。
[0051] 本發(fā)明實(shí)施例中采用的彈簧為圓柱壓縮彈簧，截面形狀參數(shù)ξ為直徑d，彈簧設(shè)計(jì) 流程主要包括：
[0052] 第一步:測