CN103089585A - 适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸 - Google Patents

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刘虎
李德禄
秦飞虎
杨金
张勇
李鹏
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Abstract

本发明是针对现有活塞式压缩缸降温方式使压缩缸体积大、重量大，并浪费能源的问题，提供一种适用于大功率往复活塞式压缩机的压缩缸。本发明采取依靠被压缩介质本身进行热交换的原理，采用单层缸体设计，且缸体壁横向厚为15~50毫米，进气道容积为4~6L，排气道容积为4~6L。采用本发明既降低压缩缸重量、体积，又降低了能耗。

Description

适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸
技术领域
本发明涉及适用于活塞式压缩机的压缩缸，用于高速大功率往复活塞式压缩机，属于往复活塞式压缩机压缩缸体的设计制造技术领域。
背景技术
目前国内、外的压缩机主要分为高速大功率往复活塞式压缩机和低速往复式压缩机。其中高速大功率往复活塞式压缩机，其转速n=1000r/min、功率P=6000kW，主要用于天然气的集输增压、储气库注气，是天然气勘探开发、储存必不可少的设备；低速往复式压缩机功率可达10000kW，而转速只有350r/min。
国内、外生产的往复活塞式压缩机组都包括静止部件和运动部件，静止部件包括机身、中体、压缩缸、润滑系统；运动部件包括曲轴、连杆、活塞杆、十字头、活塞，曲轴装于机身内，连杆大头与曲轴轴颈相联。
为了给机组的主要部件压缩缸实施冷却，目前的技术基本都是采用水冷式或者风冷式压缩缸，水冷式需要将压缩缸设计成双层的，以便中间通水对压缩缸进行冷却；风冷的方式需要在压缩缸的外面设计较多的翅片式散热板，因此，目前技术的设计方式，不论是水冷的，还是风冷的，其压缩缸的体积都较大，结构复杂，因此不能有效的减少压缩缸的体积和重量。
发明内容
本发明是针对现有活塞式压缩缸降温方式使压缩缸体积大、重量大，并浪费能源的问题，提供一种适用于大功率往复活塞式压缩机的压缩缸。本发明采取依靠被压缩介质本身进行热交换的原理，采用单层缸体设计，既降低压缩缸重量、体积，又降低了能耗。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸，包括进气道、排气道、缸体、缸体内的压缩工作腔、缸体上的进气阀、排气阀、进气口喉部，其特征在于：缸体为单层结构，缸体壁横向厚为15~50毫米，进气道容积为4~6L，排气道容积为4~6L。
所述缸体内壁表面有耐磨层。
所述耐磨层是经过氮化处理形成的。
所述缸体对穿设置有通风孔。
本发明的有益效果和优点是：
一、将压缩缸设计为单层缸体，缸体依靠被压缩介质自身热交换进行散热，即用较冷的天然气与较热的缸体进行热交换，还避免了采用水套结构的压缩缸对天然气的预热，也降低了能耗和设备投入。
二、本发明通过对缸体厚度以及进气道容积的改进，使采用被压缩介质热交换散热的效果更好，符合缸体散热要求。
三、由于采用了单层缸体取消了原有缸套，在缸体壁上设置耐磨层，不仅提高了气缸耐磨性，而且与非金属密封环配对使用，可提高气缸使用寿命30%以上。
四、由于采用单层缸体，去掉原有水冷却机构或风冷却机构，缩小了设备体积，降低了设备重量，如此达到降低生产成本、购销费用、运输费用和维护费用的效果。
五、由于无需双层的水冷机构，避免了压缩缸的水积垢和腐蚀，同时也避免了水冷介质（温度高于进气温度）造成进气被动预热，从而提高了散热效率。
六、本发明在缸体设置对穿的通风孔，进一步保证了压缩缸的散热效果。
附图说明
图1是本发明剖面结构示意图。
图中标记
1进气道、2排气道、3缸体内的压缩工作腔、4缸体上的进气阀、5排气阀、6进气口、7通风孔。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的实施列：
实施例1：
本发明采用被压缩介质自身进行热交换实现散热，避免了水冷气缸事先对进气进行预热，通过设计合理的吸排气容积，进行有效的热交换。
实施例2： 
在前述实施例的基础上，压缩缸轴端进气口喉部与阀孔中心线成45度夹角，经过理论设计和大量的实验证明，这样的角度对气体的运动阻力损失最小，效率最高，进气效果最佳，热交换速度最快。
实施例3：
在前述实施例的基础上，压缩缸采用自然风冷的结构，即压缩缸的工作腔之外的缸体上下两侧各有四个对称的通风孔，进一步保证了单层缸体的散热效果。
实施例4: 
由于采用了单层缸体取消了原有缸套，在缸体壁上设置耐磨层，该耐磨层可采用氮化处理方式获得，不仅提高了气缸耐磨性，使得缸体不因采用单层结构而对设备的使用寿命造成影响，而且与非金属密封环配对使用，可提高气缸使用寿命30%以上。
实施例5：本发明的结构和安装：
压缩机机身与中体固联，压缩缸轴端一侧，通过螺栓与中体联接，构成压缩机主机的静止部件。
压缩活塞从压缩缸端一侧装入，活塞与活塞杆的一端固联，活塞杆的另一端与十字头螺纹段相联，十字头在中体滑道内做直线运动，构成压缩机主机中的往复运动部件。

Claims (4)

1.适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸，包括进气道（1）、排气道（2）、缸体、缸体内的压缩工作腔（3）、缸体上的进气阀（4）、排气阀（5）、进气口喉部（6），其特征在于：缸体为单层结构，缸体壁横向厚为15~50毫米，进气道容积为4~6L，排气道容积为4~6L。
2.根据权利要求1所述的适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸，其特征在于：所述缸体内壁表面有耐磨层。
3.根据权利要求2所述的适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸，其特征在于：所述耐磨层是经过氮化处理形成的。
4.根据权利要求1所述的适用于高速大功率活塞式压缩机的压缩缸，其特征在于：所述缸体对穿设置有通风孔（7）。
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