一種氣體壓縮機卸荷閥的製作方法
2023-10-10 23:10:39 1
專利名稱：一種氣體壓縮機卸荷閥的製作方法
技術領域：
本發明屬於氣體壓縮機領域，具體說是對氣體壓縮機卸荷閥進行改進的技術。
背景技術：
卸荷閥亦稱減荷閥，在氣體壓縮機行業中得到廣泛使用。卸荷閥的主要作用有兩個一是使壓縮機在起動過程中不打開閥板，確保壓縮機在不進氣的情況下，空負荷起動以減小起動電流，避免大的起動電流對電網造成強烈衝擊。此時，氣體僅能通過閥板上的節流小孔進入少量的氣體，以建立潤滑所需壓力，確保壓縮機的潤滑。起動完畢並得到開啟指令時，卸荷閥才能開啟，令壓縮機進入滿負荷下正常工作。二是當用氣量減少時，閥板的開啟量相應減小，使壓縮機的容積流量和實際用氣量平衡，既避免供氣壓力過高又可節約用電，還能減少壓縮機停機、起動的次數。
現有氣體壓縮機同類型卸荷閥的典型結構如圖1所示，其包括閥體1、動力活塞2、導氣腔道a、進氣腔道b、控制氣腔道c、活塞杆8、閥板4、導氣管3、主彈簧5、小彈簧6等。其工作原理為壓縮機起動時將進氣腔道b內的氣體吸入壓縮並排出壓縮機，此時，b腔內的氣壓P2下降。隨著起動過程的進行和壓縮機轉速的升高，b腔內的氣壓P2越來越低。因此a腔壓力P1與b腔壓力P2間產生壓差ΔP(P1-P2)和作用在閥板4上的力也越來越大。當閥板4上由壓差ΔP引起的作用力小於主彈簧5的作用力時閥板不會打開而進氣，此時氣體只能通過閥板4上的節流小孔建立潤滑液體所需壓力，達到低負荷起動目的；當壓縮機系統信號從控制氣腔道c進入，作用在動力活塞2上，使動力活塞2和閥板4向右移動，氣體從導氣腔道a與進氣腔道b進入壓縮機，壓縮機系統信號壓力的高低控制閥板4的位移距離，起到調節進氣量大小的作用，使排氣量與用氣量相平衡。當壓縮機停止運轉時，閥板在小彈簧6的推動下關閉，防止因供油閥失靈而出現潤滑油湧出壓縮機的「吐油」事故。小彈簧6的彈力很小，在計算中可以略去不計。
卸荷閥閥板上因壓差引起的力完全由主彈簧來承受，主彈簧因此而粗大，粗大的彈簧帶來以下缺點①閥的體積大、笨重。②因彈簧的端面不可能與其軸心線絕對垂直和彈簧不能與氣缸絕對同心而導致氣缸偏心受力，從而引起氣缸的動作不平穩和氣缸易磨損，卸荷閥因此性能差、壽命短。③動力活塞的直徑大，壓縮機在高壓下工作時，動力活塞上的作用力大，令相關的零件如活塞杆、閥板、閥體等的尺寸增大，成本高。④如前所述，隨著起動過程的進行和壓縮機轉速的升高，b腔內的氣壓越來越低，閥板因壓差所受的力也越來越大，這力完全由主彈簧承受。當主彈簧力偏小時，閥板在起動過程尚未結束時就開啟了，即壓縮機在起動過程尚未結束時，就在較大負荷下工作，造成對電網的強烈衝擊。這種在起動初期能卸荷而在後期不卸荷的情況在大通徑的卸荷閥中是常有的現象，因為大通徑所要求的主彈簧太大了，為減小閥的體積、重量和成本通常都用較小的主彈簧，圖1所示的卸荷閥就屬於這類不能全程卸荷的空氣壓縮機卸荷閥。在工藝壓縮機中，進氣壓力P1高且不穩定，現有技術的卸荷閥的前述缺點則更為突出。
發明內容
本發明的目的是提供一種壽命長、體積小、流量大、性能好的卸荷閥。
本發明通過以下技術方案來實現。
一種氣體壓縮機卸荷閥，包括閥體、活塞杆、閥板、動力活塞、其直徑與閥板直徑相等或接近的平衡活塞、主彈簧、小彈簧以及導氣通道、進氣通道與控制氣通道，閥板通過活塞杆與動力活塞、平衡活塞相連，導氣通道通過閥板移動與進氣通道連通或關閉，主彈簧對閥板產生頂推力，其特徵在於所述主彈簧置於一平衡腔內，平衡腔通過平衡腔通道與導氣通道相通。
所述平衡腔與導氣通道之間的平衡腔通道設置在活塞杆內，活塞杆為空心體。
所述平衡腔與導氣通道之間通過管道或閥體上的孔連通。
所述平衡腔內設有一平衡活塞，平衡活塞位於動力活塞的一端，主彈簧頂壓在平衡活塞上。
所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在平衡活塞上，平衡活塞與動力活塞位於閥板的兩側，平衡活塞通過活塞杆與閥板相連。
所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在平衡活塞上，平衡活塞位於閥板與動力活塞之間，平衡活塞通過活塞杆與閥板及動力活塞相連。
所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在動力缸上，平衡活塞位於閥板與動力活塞之間，平衡活塞通過活塞杆與閥板及動力活塞相連。
本發明與現有技術相比具有以下優點。
現有氣體壓縮機卸荷閥的閥板受力完全由主彈簧的彈力來平衡，因此彈簧粗大、閥的結構也笨重，閥的進氣口直徑越大，這種缺點也越突出，而且裝配和調試越困難，此外由彈簧的偏心和端面不垂直所造成的氣缸偏心受力和活塞運動不平穩，令閥的啟閉特性差，靈敏度低，並易產生彈簧和進氣閥板的抖動。採用較小的彈簧時又達不到空負荷起動以減小起動電流的作用。本發明作用在閥板上的力大部分或全部由平衡活塞來平衡，因此保證閥板在啟動過程中不開啟所需的彈簧力較小。由於彈簧的受力不受閥的通徑約束，所以閥的通徑與流量可以任意加大，而主彈簧的受力卻很小，因彈簧的尺寸小，整個閥的體積也就減小。由於彈簧的力小，由彈簧的偏心和端面不垂直所導致的活塞偏心受力也小，因此活塞與閥板的移動平穩，工作時產生的振動和抖動性小，彈簧的壽命高；由於彈簧的剛度小，所以裝配和調試容易，閥的啟閉特性好，靈敏度高，壽命長。起動過程結束後，壓縮機系統信號進入動力缸克服主彈簧的阻力開啟閥板。壓縮機進入正常工作狀態。由於主彈簧的力較小，因此動力缸的直徑也小。小直徑的動力缸在高壓下工作時產生的推力也小，推力作用在活塞杆、閥體等相關零件上，推力的減小大大降低了這些零件的負荷與重量，令整個卸荷閥的重量明顯下降。
圖1為現有氣體壓縮機卸荷閥的裝配結構示意圖；圖2為本發明氣體壓縮機卸荷閥實施方式(一)的裝配結構示意圖；圖3為本發明氣體壓縮機卸荷閥實施方式(二)的裝配結構示意圖；圖4為本發明氣體壓縮機卸荷閥實施方式(三)的裝配結構示意圖；圖5為本發明氣體壓縮機卸荷閥的受力示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明氣體壓縮機卸荷閥作進一步詳細描述。
如圖2所示，本發明實施方式(一)所描述的氣體壓縮機卸荷閥主要由閥體1、動力活塞2、導氣管3、閥板4、主彈簧5、小彈簧6、平衡活塞7、活塞杆8構成，閥內設有導氣通道a、進氣通道b、控制氣通道c及平衡腔d。閥板4通過活塞杆8與動力活塞2相連，平衡活塞7安裝在動力活塞2(可以有各種不同的位置)的右端上，平衡活塞7位於平衡腔d內且可在平衡腔d內左右滑動。小彈簧6環套在活塞杆8上，其兩端分別頂壓在閥板4與閥體1上，主彈簧5置於平衡腔d內且頂壓在平衡活塞7與閥體1間。閥板4位於導氣通道a與進氣通道b之間，閥板4左右移動時使導氣通道a與進氣通道b處於關閉或連通狀態，閥板4在小彈簧6與主彈簧5的壓力作用下處於向左移動的趨勢，使閥板4處於關閉狀態。導氣通道a通過一平衡腔通道e與平衡腔d相通，在本實施例中平衡腔通道e位於活塞杆8的軸向方向上且貫穿活塞杆8。也可以用其他方式如在閥體上設置小孔貫通平衡腔d和導氣通道a，或設置外置管道聯通導氣管通道和平衡腔。壓縮機起動時，要求低負荷工作，減小起動電流，閥板4不開啟，氣體只能通過閥板4上的節流小孔進入，確保壓縮機的潤滑所需壓力。閥板4與平衡活塞7截面積相似，壓縮機系統信號從控制氣腔道c進入動力活塞氣缸作用在動力活塞上，帶動動力活塞2和閥板4移動。由於主彈簧的剛度小，彈簧的尺寸小，卸荷閥零、部件結構合理，作用很小的系統信號就可使閥板4移動，進行靈敏、穩定、可靠吸氣節流工作。圖3所示的實施方式(二)與實施方式(一)的區別在於，動力活塞氣缸設置在左端，即平衡活塞與動力活塞位於閥板的兩側。圖4所示的實施方式(三)與實施方式(一)的區別在於，動力活塞氣缸設置在右端，即平衡活塞位於閥板與動力活塞之間。
下面利用力學模型介紹一下氣體壓縮機卸荷閥的受力情況，其中小彈簧6的力很小，可以略去不計。圖5為本發明實施方式(一)的受力示意圖閥板4受到進氣壓力P1與閥內氣壓P2的作用，平衡活塞7受到進氣壓力P1、閥內氣壓P2和主彈簧5的作用力F。由於平衡活塞的直徑與閥板的直徑相等或接近，而它們均受氣壓P1與P2的作用，而方向是相反的，即它們所受的氣體壓力是完全平衡或基本上平衡的。在這種情況下，彈簧主要是克服磨擦阻力使閥板處於關閉狀況，因此彈簧力比現有技術小得多，也因此帶來了前述的種種優點。
權利要求
1.一種氣體壓縮機卸荷閥，包括閥體、活塞杆、閥板、動力活塞、平衡活塞、主彈簧、小彈簧以及導氣通道、進氣通道與控制氣通道，閥板通過活塞杆與動力活塞、平衡活塞相連，導氣通道通過閥板移動與進氣通道連通或關閉，主彈簧對閥板產生頂推力，其特徵在於所述主彈簧置於一平衡腔內，平衡腔通過平衡腔通道與導氣通道相通。
2.根據權利要求1所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔與導氣通道之間的平衡腔通道設置在活塞杆內，活塞杆為空心體。
3.根據權利要求1所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔與導氣通道之間通過管道連通。
4.根據權利要求1或2或3所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔內設有一平衡活塞，平衡活塞位於動力活塞的一端，主彈簧頂壓在平衡活塞上。
5.根據權利要求1或2或3所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在平衡活塞上，平衡活塞與動力活塞位於閥板的兩側，平衡活塞通過活塞杆與閥板相連。
6.根據權利要求1或2或3所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在平衡活塞上，平衡活塞位於閥板與動力活塞之間，平衡活塞通過活塞杆與閥板及動力活塞相連。
7.根據權利要求1或2或3所述的氣體壓縮機卸荷閥，其特徵在於所述平衡腔內設有一平衡活塞，主彈簧頂壓在動力缸上，平衡活塞位於閥板與動力活塞之間，平衡活塞通過活塞杆與閥板及動力活塞相連。
全文摘要
本發明公開了一種氣體壓縮機卸荷閥，包括閥體、閥杆、閥板、動力活塞、平衡活塞、彈簧、導氣通道、進氣通道、平衡通道與控制氣通道；閥板、平衡活塞與動力活塞通過閥杆相連。由於平衡活塞與閥板的直徑相同，它們端面的氣壓又對應相等，活塞與閥板所受的力平衡，因此只需較小的彈簧力即可令閥板在壓縮機的整個起動過程中關閉，確保壓縮機在輕負荷下起動，減少對電網的衝擊；也因此只需較小的動力缸即可平穩地控制閥板的開啟量，達到精確控制壓縮機排量的目的。與現有技術相比能在進氣壓力高，進氣壓力波動大的條件下工作，工作範圍寬。且本發明具有壽命長、體積小、流量大、性能好等優點。
文檔編號F04B49/03GK1821575SQ200610008768
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月9日 優先權日2005年5月13日
發明者查謙, 查世樑, 高林勝 申請人:查謙, 查世樑, 高林勝