CN101476556B - 宽气道自然冷却压缩机气缸 - Google Patents

Abstract

一种宽气道自然冷却压缩机气缸，属于气体压缩输送设备中大型压缩机压缩端的压缩缸的设计制造技术领域，包括工作腔，气道和外壳，在外壳与工作腔之间设计有气道，外壳上还设置有进气口、排气口、四个进气阀孔和四个排气阀孔；本设计依据传热理论和气体流动模型，设计了一种适用于高速大功率分体式压缩机的宽气道自然冷却压缩机气缸，由于采用的是自然冷却，没有冷却水道，气道较宽，具有气缸结构简化、无需进气预热和气流阻力损失少的特点。

Description

宽气道自然冷却压缩机气缸

技术领域：一种宽气道自然冷却压缩机气缸，适用于高速大功率分体式压缩机的压缩缸，属于气体压缩输送设备中大型压缩机压缩端的压缩缸的设计制造技术领域。

背景技术：在天然气集输增压，气举采油、采气、氢烃回收、衰减气井的生产过程中，由于气体在输送过程中压力减小，不能达到使气体按照要求运动时，就需要使用增压设备对需要输送的气体进行增压，然后才能实现工作的需要，由于这种工作的过程使长期连续不间断的，所以就需要连续增产性能好、工作可靠的高速大功率分体式压缩机，而压缩机气缸是构成压缩容积的重要部件，其结构的优劣直接影响压缩机的效率和可靠性；目前，使用在高速大功率分体式压缩机的气缸分为水冷式气缸和使用微型压缩机的风冷式气缸两种，目前的水冷式压缩气缸包括工作腔，气腔和水道，称为三层缸壁，其缺点是：由于冷却的需要，三层的结构复杂，采用的铸造的工艺复杂，其性能也较差，由于水道需要一定的厚度，因此造成气腔的尺寸不能做得足够大，同时，受水道的影响，气腔难免有截面突变处，导致气流速度的变化和增加阻力，其结果是直接影响压缩机的效率，由于冷却水道的存在，运行一定时间后，积垢和腐蚀也会增加维修的工作量；目前的风冷压缩气缸，其设计方式是在缸体的外圆上铸有环行散热筋片，由风扇吹风冷却，这种散然方式只适用于小型微型压缩机，而在大型的压缩机上还没有使用风冷的方式进行散热。

发明内容：本发明的目的是针对现有技术的缺点，依据传热理论和气体流动模型，设计了一种适用于高速大功率分体式压缩机的宽气道自然冷却压缩机气缸。

本发明是这样实现的：一种宽气道自然冷却压缩机气缸，包括工作腔，气道和外壳，所述工作腔在最内层，外壳在最外层，在外壳与工作腔之间是气道，外壳的一端是缸盖安装面，另一端是中体安装面，外壳上还设置有进气口、排气口、四个进气阀孔和四个排气阀孔，气道包括进气道和排气道；

所述进气道和排气道中间设置有筋板隔断，气道的宽度≤气缸气道外圆的1/2圆周长；

所述的阀孔是沿圆周径向分布的，同一圆周上的两个阀孔与垂直中心线夹角为38°；

所述四个进气阀孔布置在外壳的上半部，四个排气阀孔布置在外壳的下半部，四个进气阀孔与四个排气阀孔是对称布置的；

所述工作腔、活塞和气阀等构成压缩机容积，工作腔经离子氮化处理，表面硬度增加，减少了工作面的磨损；

所述气缸的材料为合金铸铁或球墨铸铁，工作压力最高可达17Mpa，本设计适用于气缸工作腔内径为35毫米至425毫米的压缩气缸；

为了增加气缸的进气量，所述气道的长度为压缩缸气缸长度的6/7，容积为活塞行程容积的2.4倍，为了气流畅通，全部气道无急剧转弯，因此没有气流速度的变化，起到了很好的导流作用和缓冲作用，减少了气流阻力损失、气流脉动和压降，提高了压缩机总的容积效率有，在运行中，宽大、无阻的气道使进入的气体能有效的起到冷却气缸工作腔内壁的作用，达到自然冷却的目的。

本发明的优点和效果是：由于是自然冷却的方式，省去了冷却水道，因此简化了气缸的结构，也降低了铸造工艺的难度，设计的气道较宽，起到了很好的导流作用和缓冲作用，减少了气流阻力损失，使气缸实现了自然冷却，在整个设备中节省了水泵，阀门、管线等冷却系统，由于没有水道，免去了水腔内积垢和腐蚀的维修问题，又使压缩机可适用于边远缺水或无水地区，更为重要的是避免了进气预热，减少了气流脉动和压降，提高了压缩机总的容积效率。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例：本发明包括工作腔，气道和外壳，工作腔在压缩缸的最内层，在外壳与工作腔之间是气道，外壳的一端是缸盖安装面7，另一端是中体安装面8，外壳上还设置有进气口5、排气口2、四个进气阀孔4和四个排气阀孔9，气道包括进气道6和排气道3；在进气道6和排气道3中间设置有筋板隔断，设置的气道的宽度≤气缸气道外圆的1/2圆周长；设置的四个进气阀孔4和四个排气阀孔9是沿圆周径向分布的，同一圆周上的两个进排气阀孔与垂直中心线夹角为38°；四个进气阀孔4布置在外壳的上半部，四个排气阀孔9布置在外壳的下半部，四个进气阀孔4与四个排气阀孔9是对称布置的；工作腔、活塞和气阀等构成压缩机容积，为了耐磨，工作腔经离子氮化处理，表面硬度增加，有效地减少了活塞在工作的过程中对工作面的磨损；气缸的材料为合金铸铁或球墨铸铁，其工作压力最高可达17Mpa，本压缩气缸的设计适用于气缸工作腔内径为35毫米至425毫米的压缩气缸；

由于压缩气缸的活塞是采取双作用的工作方式，所以当工作腔1中的活塞一端在压气时，另一端就是吸气；工作时，当活塞开始向一端运行时，在活塞的推动下，吸入的气体被压缩，在设定的压力下，设置在本压缩气缸上部四个进气阀孔中的两个进气阀孔关闭，设置在本压缩气缸下部四个排气阀孔中的两个就被打开，压缩后的气体通过两个打开的排气阀孔、排气道3，最后经过排气口2被输送到输气管道；当活塞的一端压气时，活塞的另一端就开始吸气，在吸力下，设置在本压缩气缸上部四个进气阀孔4中的另外两个进气阀孔被打开，需要压缩的气体经过进气口5后进入进气道6，然后再经过两个打开的进气阀孔进入工作腔1，进入工作腔1的气体在活塞的推动下被压缩，压缩气体推开下部四个排气阀孔中的另外两个排气阀孔，使压缩气体进入排气道6，然后经由排气口2被输向输气管线；以此不断的循环，达到不断吸气、压气和输送气体的目的。

Claims (4)

1.一种宽气道自然冷却压缩机气缸，包括工作腔，气道和外壳，其特征在于：所述工作腔在最内层，外壳在最外层，在外壳与工作腔之间是气道，外壳的一端是缸盖安装面，另一端是中体安装面，外壳上还设置有进气口、排气口、四个进气阀孔和四个排气阀孔，气道包括进气道和排气道，压缩气缸的活塞是采取双作用的工作方式，当工作腔中的活塞一端在压气时，另一端就是吸气；工作时，当活塞开始向一端运行时，在活塞的推动下，吸入的气体被压缩，在设定的压力下，设置在压缩气缸上部四个进气阀孔中的两个进气阀孔关闭，设置在压缩气缸下部四个排气阀孔中的两个就被打开，压缩后的气体通过两个打开的排气阀孔、排气道，最后经过排气口被输送到输气管道；当活塞的一端压气时，活塞的另一端就开始吸气，在吸力下，设置在压缩气缸上部四个进气阀孔中的另外两个进气阀孔被打开，需要压缩的气体经过进气口后进入进气道，然后再经过两个打开的进气阀孔进入工作腔，进入工作腔的气体在活塞的推动下被压缩，压缩气体推开下部四个排气阀孔中的另外两个排气阀孔，使压缩气体进入排气道，然后经由排气口被输向输气管线。

2.根据权利要求1所述的宽气道自然冷却压缩机气缸，其特征在于：所述进气道和排气道中间设置有筋板隔断，气道的宽度≤气缸气道外圆的1/2圆周长。

3.根据权利要求1所述的宽气道自然冷却压缩机气缸，其特征在于：所述的阀孔是沿圆周径向分布的，同一圆周上的两个阀孔与垂直中心线夹角为38°。

4.根据权利要求1所述的宽气道自然冷却压缩机气缸，其特征在于：所述四个进气阀孔布置在外壳的上半部，四个排气阀孔布置在外壳的下半部，四个进气阀孔与四个排气阀孔是对称布置的。