CN104011381B - 用于促动阀的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供了克服促动油气产业中使用的往复式压缩机的阀的技术挑战的设备及方法。阀组件包括促动器、轴、套环和推力衬套。促动器构造成生成位移。轴构造成接收由位移引起的旋转运动且穿透往复式压缩机的压缩机本体的内侧。套环定位成接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置。推力衬套位于套环与压缩机本体之间。旋转运动促动压缩机本体的内侧的阀的阀闭合部件。

Description

用于促动阀的装置及方法
技术领域
本文公开的主题的实施例大体上涉及构造成在具有被促动的阀且在油气产业中使用的往复式压缩机中承载流体静压的装置和方法。
背景技术
压缩机为增大气体压力的机械装置，且可在发动机、涡轮、发电、低温应用、油气处理等中找到。由于其广泛使用，与压缩机相关的各种机构和技术通常进行着研究以改善压缩机效率和解决与特定操作环境相关的问题。对于油气产业中使用的压缩机必须考虑的一个特定方面在于压缩流体通常是腐蚀性和易燃的。美国石油组织(API)—制定油气产业中使用的设备的认可的产业标准的组织，已经发出了API618文件(2011年6月的其版本通过引用包括在本文中)，其列出了往复式压缩机的整套最低要求。
压缩机可分类为正位移压缩机(例如，往复、螺旋或导叶压缩机)或动力压缩机(例如，离心或轴向压缩机)。在正位移压缩机中，通过捕集固定气体体积且然后减小该体积来压缩气体。在动力压缩机中，通过将动能从旋转元件(如，叶轮)传递至待由压缩机压缩的气体来压缩气体。
图1为油气产业中使用的常规双室往复式压缩机10(即，正位移压缩机)的图示。压缩发生在缸20中。待压缩的流体(例如，天然气)经由入口30输入到缸20中，且在压缩之后其经由出口40输出。压缩机以循环过程操作，在此期间，流体由于缸20中的活塞50在头端26与曲柄端28之间的移动而被压缩。活塞50将缸20分成在循环过程的不同阶段操作的两个压缩室22和24，当压缩室24的容积处于其最高值时压缩室22的容积处于其最低值，且反之亦然。
吸入阀32和34开启以允许待压缩的流体(即，具有第一/吸入压力p1)从入口30分别进入压缩室22和24。泄放阀42和44开启以允许已经压缩的流体(即，具有第二/泄放压力P2)分别经由出口40从压缩室22和24输出。活塞50由于从曲轴60经由十字头70和活塞杆80传输来的能量而移动。通常，往复式压缩机中使用的吸入阀和压缩阀为由穿过阀的压差引起在闭合状态(即，防止流体穿过其间)与开启状态(即，允许流体穿过其间)之间切换的自动阀。
典型的压缩循环包括四个阶段：扩张、吸入、压缩和泄放。当压缩流体在压缩循环结束时从压缩室排空时，处于输送压力P2下的少量流体仍捕集在空隙容积(即，压缩室的最小容积)中。在压缩循环的扩张阶段和吸入阶段期间，活塞移动来增大压缩室的容积。在扩张阶段开始时，输送阀闭合(吸入阀仍闭合)，且然后，捕集流体压力下降，因为可用于流体的压缩室容积增大。压缩循环的吸入阶段在压缩室内的压力变为等于吸入压力p1时开始，触发吸入阀开启。在吸入阶段期间，压缩室容积和待压缩的流体量(处于压力p1)增大，直到达到压缩室的最大容积。
在压缩循环的压缩和泄放阶段期间，活塞沿与扩张和压缩阶段期间的运动方向相反的方向移动，以减小压缩室的容积。在压缩阶段期间，吸入阀和输送阀两者闭合，压缩室中的流体压力由于压缩室的容积减小而增大(从吸入压力p1至输送压力p2)。当压缩室的内侧的压力变为等于输送压力p2时，压缩循环的输送阶段开始，触发输送阀开启。在输送阶段期间，输送压力p2下的流体从压缩室排空，直到达到压缩室的最小(间隙)容积。
使用替代自动阀(其由于穿过阀的压差引起开启和闭合)的促动阀可提高效率和减小间隙容积。然而，由于油气产业中操作的往复式压缩机的特殊技术要求(即，相对于目前可用的促动器所提供而较大的力、较大的位移和较短的响应时间)而还未开发出促动阀的使用。尽管目前可用的促动器可满足这些要求中的一个，但它们不可同时地满足所有这些条件。此外，与油气产业中的往复式压缩机的使用相关联的腐蚀和破坏爆炸风险进一步约束促动阀的使用，使得需要将促动器置于压缩机的外侧。
由于促动器置于往复压缩机的外侧，故促动移动阀闭合部件所需的大的力部分地归因于往复压缩机内的流体与环境之间的压差(称为流体静压)。此外，当电磁促动器在短促动时间内生成大的力时，促动器还生成较大的热量，其消散可能成问题(且在一些情况下甚至可需要冷却系统)。因此，如果促动阀所需的力较小则将是有利的。
因此，将期望提供减小促动往复式压缩机中的阀所需的力的阀组件及方法。
发明内容
本发明构想的各种实施例阐明了克服促动油气产业中使用的往复式压缩机的阀的技术挑战的设备及方法。具体而言，各种实施例构造成移除压缩机的内侧的流体静压的效果，从而需要较低的促动力。较低的促动力使得有可能使用电磁促动器，其能够在油气产业中使用的往复式压缩机要求的短促动时间内生成所需(较低)的力，而没有热消散问题。
根据一个示例性实施例，一种可在用于油气产业的往复式压缩机中使用的阀组件包括促动器、轴、套环和推力衬套。促动器构造成生成位移。轴构造成接收由位移引起的旋转运动且穿透往复式压缩机的压缩机本体的内侧。套环定位成接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置。推力衬套位于套环与压缩机本体之间。旋转运动促动压缩机本体的内侧的阀的阀闭合部件。
根据另一个示例性实施例，一种促动油气产业中使用的往复式压缩机的内侧的阀的方法包括生成位移，以及经由轴将位移引起的旋转运动从存在第一流体介质的压缩机本体的外侧传递到存在比第一流体介质具有实质更高压力的第二流体介质的压缩机本体的内侧。此外，该方法包括通过使用压缩机本体的内侧的轴上的套环和套环与压缩机本体之间的推力衬套来移除第二介质与第一介质之间的流体静压引起的力。
根据另一个示例性实施例，一种油气产业中使用的往复式压缩机具有：(1)构造成使流体与环境分离的压缩机本体，以及(2)构造成操作压缩机本体上的阀的阀组件。阀组件包括：(A)位于压缩机本体的外侧且构造成生成位移的促动器，(B)构造成接收由位移引起的旋转运动且穿透往复式压缩机的压缩机本体的内侧的轴，(C)定位成接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置的套环，以及(D)构造成减小由流体与环境之间的流体静压引起的力的推力衬套。旋转运动促动阀的阀闭合部件。
根据另一个示例性实施例，提供了一种改造最初具有自动阀的往复式压缩机的方法。该方法包括将构造成生成位移的促动器安装在往复式压缩机的压缩机本体的外侧、将穿透压缩机本体的内侧的轴连接到自动阀的阀闭合部件上，该轴构造成接收由位移引起的旋转运动，且具有接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置的套环。该方法还包括将套环与压缩机本体之间的推力衬套安装在压缩机本体的内侧，推力衬套构造成缓冲由压缩机本体的内侧的流体与压缩机本体的外侧的环境之间的流体静压引起的力。
附图说明
并入说明书且构成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，且结合描述阐释了这些实施例。在附图中：
图1为常规双室往复式压缩机的示意图；
图2为示出具有压缩机本体的内侧的促动器的阀组件的示意图；
图3为示出具有压缩机本体的外侧的促动器的阀组件的示意图；
图4为根据示例性实施例的往复式压缩机的示意图；
图5为根据示例性实施例的构造成承载流体静压的阀组件的示意图；
图6为根据示例性实施例的阀组件的示意图；
图7为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图；
图8为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图；
图9为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图；
图10为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图；
图11为根据示例性实施例的促动油气产业中使用的往复式压缩机的内侧的阀的方法的流程图；以及
图12为根据示例性实施例的用于改造油气产业中使用的往复式压缩机的方法的流程图。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述提到了附图。不同图中的相同参考标号表示相同或相似的元件。以下详细描述并未限制本发明。作为替代，本发明的范围由所附权利要求限定。为了简单起见，参照了油气产业中使用的具有促动阀的往复式压缩机的用语和结构论述以下实施例。然而，接下来将论述的实施例不限于这些系统，而是可应用于其它系统。
整个说明书中提到的"一个实施例"或"实施例"意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各种位置出现的用语"在一个实施例中"或"在实施例中"不一定是指相同的实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以以任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。
下文所述的实施例的一个目标在于提供将使得能够在往复式压缩机中使用一个或多个促动阀的设备(即，阀组件)和方法。首先，人们必须考虑将促动器置于压缩机本体的内侧或外侧。
在图2中所示的第一布置中，阀组件200包括压缩机本体220的内侧的促动器210，更具体是在与压缩机本体220流体连通且构造成控制促动器210的覆盖件230的内侧。柄240将位移和相关联的促动力传递至阀闭合部件250(例如，盘、球、塞等)。
作为备选，如图3中所示，阀组件300包括置于压缩机本体320的外侧的促动器310。柄330例如穿过压缩机本体的内侧的覆盖件340以促动阀闭合部件350。
促动器210和310可为提供线性位移的线性促动器或提供角位移的旋转促动器。在线性促动器的情况下，从促动器经由促动器轴传递至阀的移动部的促动力的大小取决于促动器位于压缩机本体的内侧或其外侧而不同。
对于促动器310(即，位于压缩机本体的外侧的线性促动器)，促动力必须超过克服穿过阀的压差所需的第一力F1和克服流体静压所需的第二力F2的和，流体静压是压缩机本体的内侧的流体与压缩机本体的外侧的环境压力之间的差。第一力F1与阀的移动部350的表面成比例，且第二力F2与促动器轴330的表面成比例。尽管促动器轴330的表面实质小于阀的移动部350的表面，但穿过阀的压差实质小于流体静压(例如，1bar对300bar)。该促动力可大于目前可用的促动器在所需的短促动时间(例如，大约5ms)内和对于相对大的位移(例如，大约10到15mm)提供的力。
对于促动器210(即，位于压缩机本体的内侧的线性促动器)，促动力小于促动器310所需的促动力，因为促动力仅必须克服由穿过阀的压差引起的第一力F1。
然而，当促动器位于压缩机本体的内侧时，存在需要克服的附加技术问题，特别是在待压缩的流体是腐蚀性的且易燃时。促动器的内部部分需要特殊涂层和密封以防止腐蚀性引起的破坏，这可能难以消散热。具体而言，如果促动器为电气促动器，则在此易燃环境中操作压缩机本体的内侧的促动器不安全，这归因于由促动器相关的火花产生的爆炸的迫切危险。
因此，为了避免压缩流体(例如，天然气)的爆炸的风险，构造和连接成操作(一个或多个)阀的阀闭合部件的(一个或多个)促动器优选为安装在压缩机本体的外侧，以便促动器不与腐蚀性和易燃的流体直接接触。
图4为具有一个或多个促动阀的往复式压缩机400的简图。压缩机400为双室往复式压缩机。然而，根据类似于图5-10中所示的阀组件的实施例的阀组件也可用于单室往复式压缩机中。压缩存在于缸420中。待压缩的流体(例如，天然气)经由入口430输入缸420中，且在压缩之后经由出口440输出。压缩由于活塞450沿缸420在头端426与曲柄端428之间的来回移动而发生。活塞450将缸420分成在循环压缩循环过程的不同阶段操作的两个压缩室422和424，当压缩室424的容积处于其最高值时压缩机422的容积处于其最低值，且反之亦然。
吸入阀432和434开启以允许待压缩的流体(即，具有第一压力p1)从入口430分别进入压缩室422和424。泄放阀442和444开启以允许已经压缩的流体(即，具有第二压力p2)分别经由出口440从压缩室422和424输出。活塞450由于经由十字头(未示出)和活塞杆480例如从曲轴(未示出)接收的能量而移动。在图3中，阀432,434,442和444示为位于缸420的侧壁上。然而，阀432和442,434和444可分别位于缸420的头端426或曲柄端428上。
与取决于阀的阀闭合部件的相对侧上的压差开启的自动阀相比，促动阀(如图4中的423)在促动器(如图4中的437)将经由柄435传递的力施加到阀432的阀闭合部件433上时开启，从而引起阀闭合部件433的线性位移或角位移。柄435并不旨在限制促动运动从促动器437传递至阀闭合部件的方式；其它运动传递和转换机构可替代柄435用于此目的。往复式压缩机400的一个或多个阀可为促动阀。促动阀和自动阀的组合也可存在于一些实施例中；例如，吸入阀可被促动，而泄放阀可为自动阀。
一个或多个促动阀(例如，图4中的432)包括阀组件，其构造成承载流体静压，如，图5中所示的阀组件500。促动器510生成(线性或角)位移，且将其经由柄520传递至阀闭合部件530。柄520穿透压缩机本体540的内侧。接近于穿透位置且在压缩机本体540的内侧，柄520具有套环550(即，具有较大直径的部分)。阀组件500还包括位于套环550与压缩机本体540之间的衬套560。位于压缩机本体540与轴520之间的一个或多个动态密封件570(例如，迷宫式密封件)防止来自压缩机本体540的内侧的流体漏出到环境中。
各种机械构件可在促动器510与柄520穿透压缩机本体540的内侧的位置之间使用，或在柄520穿透压缩机本体540的内侧的位置与阀闭合部件530之间使用，以在线性位移与角位移之间放大和/或转换，位移由促动器540生成。在柄520穿透压缩机本体540的位置处，柄520执行旋转运动(即，关于角位移)。这些各种构件并未以图5中的细节示出(由虚线指出)，但其实施例关于图6-10示出和描述。
在轴520进入压缩机本体540的位置处，流体静压朝衬套560推动套环550，从而承载流体静压，而不会影响轴520的旋转运动。
图6为根据示例性实施例的阀组件600的简图。位于压缩机本体620的外侧的促动器610构造成将角位移提供至穿透压缩机本体620的内侧的柄630。
柄630具有分别接近覆盖件轴支承件640和650的套环632和634。覆盖件支承件640和650与覆盖件660一起组装来收纳和支承阀组件600。分别位于覆盖件支承件640和650与覆盖件660之间的静态密封件642和652(例如，O形环)确保了压缩机本体内的高压流体不会泄漏到其外侧。
位于套环632与覆盖件轴支承件640之间的推力轴承644构造成承载流体静压引起的力。位于轴630与覆盖件660之间的一个或多个动态密封件646(例如，迷宫式密封件)确保了高压流体不会泄漏到压缩机的外侧。
凸轮636在套环632和634之间安装在轴630上。为了安装简便，套环632和634中的至少一个可从轴630移除，尽管套环632和634在操作期间固定地附接(例如，套环中的一个可与轴630形成为一件)。凸轮636具有关于轴630的旋转轴线不对称的形状。凸轮636构造成与柄670接触，柄670连接到线性阀(例如，提升阀或环形阀)的阀闭合部件680上。由于凸轮636的形状，故由促动器610传递至轴630的旋转位移转换成阀的闭合部件680的线性位移。
因此，在组件600中，轴630承载由促动器610生成的角位移，促动器610位于压缩机本体的外侧。套环632和推力衬套644构造成承载流体静压，使得其不会影响该位移的传递。
图7为根据另一个示例性实施例的阀组件700的简图。阀组件700的一些构件类似于图6中的阀组件600的构件，且因此具有相同的标号，且不会又描述以避免重复。然而，即使类似的构件也可具有实质不同的特性。位于压缩机本体620的外侧的促动器610构造成将角位移提供至穿透压缩机本体620的内侧的轴730。轴730具有接近覆盖件轴支承件640和650的套环732和734。覆盖件支承件640和650与覆盖件660一起组装来收纳和支承阀组件700。
轴730构造成具有实质平行于轴的旋转轴线的部分736，但离轴线有预定的显著(即，可见，影响附接到该部分上的部分的运动)距离。连接杆770附接到部分736上。朝向部分736的连接杆770的端部772与部分736一起旋转，而连接到柄775上的相对的端部774具有线性位移。线性位移经由柄775传递至阀的阀闭合部件680。
因此，在组件700中，轴730承载来自促动器610的角位移，促动器610位于压缩机本体620的外侧。套环632和推力衬套644构造成承载流体静压，使得其不会影响该角位移的传递。
图8为根据另一个示例性实施例的阀组件800的简图。在阀组件800中，由促动器810生成的线性位移通过线性-旋转转换器820而转换成角位移(即，旋转)。线性-旋转转换器可设计成(即，构件的相对大小可使得)放大由促动器810生成的位移。促动器810和线性-旋转转换器820两者置于压缩机本体830的外侧。在图8中，促动器810示为与线性-旋转转换器820分开。然而，在备选实施例中，促动器810和线性-旋转转换器820的构件可安装在同一壳体内。
由促动器810生成的线性位移经由促动器轴840朝旋转轴860传递至连接杆850。连接杆850具有附接到促动器轴840上的一个端部852和附接到轴860的部分862上的相对的端部854。轴860构造成围绕实质平行于部分862但离部分862有显著距离的轴线旋转。由于轴860的形状和连接杆850移动的方式，故线性位移转换成轴860的角位移(即，旋转运动)。在线性-旋转转换器820的内侧，轴860可由轴承870支承。
轴860构造成穿透压缩机本体830的内侧，其中轴860的端部连接到旋转阀的移动部890上。轴860具有套环864。位于套环864与压缩机本体830的覆盖件832之间的推力轴承880缓冲流体静压引起的力。位于覆盖件832与轴860之间的动态密封件882防止压缩机本体830内的流体泄漏到其外侧。
因此，在组件800中，轴860将角位移传递至压缩机本体830的内侧，同时套环832和推力衬套844构造成承载流体静压，使得其不会影响该角位移的传递。
图9为根据另一个示例性实施例的阀组件900的简图。位于压缩机本体920的外侧的促动器910将角位移(即，旋转运动)提供至轴930。轴930朝压缩机本体920的内侧穿透覆盖件940。轴930具有套环932，其由于流体静压被朝位于套环932与覆盖件940之间的推力轴承950推动。推力轴承950缓冲流体静压引起的力。位于覆盖件940与轴930之间的动态密封件952防止压缩机本体920的内侧的流体泄漏到其外侧。
在压缩机本体920的内侧，轴930的角位移由螺旋起重机构960转换成线性位移。螺旋起重机构960固定地附接到位于覆盖件940与缸本体920之间的螺旋起重覆盖件970上。螺旋起重机构960具有内螺纹，且轴930具有外螺纹，使得角位移转换成线性位移。例如，螺旋起重机构960可以以线性运动推动附接到线性阀(例如，提升阀或环形阀)的阀闭合部件990上的促动器轴980。
因此，在组件900中，轴930传递由促动器910生成的角位移，促动器910位于压缩机本体的外侧。套环932和推力衬套950构造成承载流体静压，使得其不会影响该位移的传递。
图10为根据又一个示例性实施例的阀组件1000的简图。位于压缩机本体1020的外侧的促动器1010将角位移提供至轴1030。轴1030经由覆盖件1040穿透压缩机本体的内侧。轴1030具有套环1032，套环1032具有沿其大部分长度大于轴直径的直径。位于套环1032与覆盖件1040之间的推力轴承1050缓冲由流体静压引起的力。位于覆盖件1040与轴1030之间的动态密封件1052防止压缩机本体1020的内侧的流体泄漏到其外侧。
此外，阀组件1000包括促动器轴1060，旋转阀的阀闭合部件1070附接在其第一端部1062处。旋转阀还包括静态座(定子)1080。当处于第一位置时，穿过阀座1080的开口1082重叠穿过旋转阀1070的开口1072，阀开启。通过使旋转阀的阀闭合部件1070关于阀座1080旋转到第二位置，开口1072和1082不再重叠且阀闭合。
因此，轴1030承载来自促动器1010的角位移，该促动器1010位于压缩机本体的外侧。套环1032和推力衬套1044构造成承载流体静压，使得其不会影响该角位移的传递。
总之，图5-10示出了油气产业中的往复式压缩机中可使用的阀组件。这些阀组件包括位于连接到穿透压缩机本体的内侧的轴上的压缩机本体的外侧的促动器，轴传递由角位移(旋转运动)。在压缩机本体的内侧，接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置，推力衬套和轴的套环缓冲(压缩机本体的内侧的流体与其外侧的环境之间的)流体静压引起的力，以便不影响旋转运动(即，角位移)的传递。以此方式，流体静压不会影响促动器。此外，促动器在压缩机本体的外侧，不需要特殊涂层和密封。
图11中示出了根据示例性实施例的促动油气产业中使用的往复式压缩机的内侧的阀的方法1100的流程图。该方法1100包括S1110处的生成位移，以及S1120处的经由轴将位移引起的旋转运动从存在第一流体介质的压缩机本体的外侧传递至存在比第一流体介质具有实质更高压力的第二流体介质的压缩机本体的内侧。此外，该方法1100包括S1130处的通过使用压缩机本体的内侧的轴上的套环和套环与压缩机本体之间的推力衬套来缓冲第二介质与第一介质之间的流体静压引起的力。
该方法1100还可包括动态地密封轴穿透压缩机本体的内侧的位置处的轴与压缩机本体之间的界面。如果位移是引起旋转运动的角位移且阀为线性阀，则方法1100还可包括将角位移转换成线性位移以促动压缩机本体的内侧的线性阀的阀闭合部件。如果位移是线性位移，则方法1100还可包括将线性位移转换成压缩机本体的外侧的旋转运动。
方法1100还可包括(1)在压缩机本体的外侧放大促动器与轴之间的位移，和/或(2)在压缩机本体的内侧放大轴与阀的阀闭合部件之间的旋转运动。
在油气产业使用的具有自动阀的往复式压缩机可改造以便一个或多个阀变为促动阀，其中阀组件构造成承载由流体静压引起的力。图12中示出了改造具有基于穿过阀的阀闭合部件的压差而操作的自动阀的往复式压缩机的方法1200的流程图。方法1200包括S1210处的将构造成生成位移的促动器安装在往复式压缩机的压缩机本体的外侧。此外，方法1200包括S1220处的将穿透压缩机本体的内侧的轴连接到自动阀的阀闭合部件上，该轴构造成接收位移相关的旋转运动，且具有接近轴穿透压缩机本体的内侧的位置的套环。最后，在S1230处，方法1200包括将套环与压缩机本体之间的推力衬套安装在压缩机本体的内侧，推力衬套构造成缓冲由压缩机本体的内侧的流体与压缩机的外侧的环境之间的流体静压引起的力。
方法1200还可包括将轴与压缩机本体之间的界面处的一个或多个动态密封件安装在轴穿透压缩机本体的内侧的位置处。如果位移为角位移且阀为线性阀，则方法1200还可包将位移传递机构安装在压缩机本体的内侧，位移传递机构构造成将引起旋转运动的角位移转换成线性位移，以便促动线性阀的阀闭合部件。如果促动器生成线性位移，则方法1200还可包括将促动器与轴之间的线性-旋转转换器安装在压缩机本体的外侧，线性-旋转转换器构造成将线性位移转换成旋转运动。
为了加强阀促动，方法1200还可包括(1)将位移放大机构安装在促动器与轴之间，位移放大机构构造成放大位移，和/或(2)将位移放大机构安装在轴与阀的阀闭合部件之间，位移放大机构构造成放大旋转运动。
公开的示例性实施例提供了阀组件，其构造成使得由流体静压引起的力不会影响从位于压缩机本体的外侧的促动器至压缩机本体的内侧的阀的阀闭合部件的位移的传递。应当理解的是，该描述并不旨在限制本发明。相反，示例性实施例旨在覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围中的备选方案、改型和等同方案。此外，在示例性实施例的详细描述中，阐明了许多具体细节以便提供请求得到专利保护的本发明的全面理解。然而，本领域的技术人员将理解的是各种实施例可在没有此类具体细节的情况下实施。
尽管在实施例中以特定组合描述了本示例性实施例的特征和元件，但各个特征或元件可在没有实施例的其它特征和元件的情况下单独使用，或在具有或没有本文公开的其它特征和元件的情况下以各种组合使用。
本书面说明使用了公开的主题的示例来使本领域的任何技术人员能够实施实施例，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何组合的方法。主题的可专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。此类其它示例旨在在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种能够在用于油气产业的往复式压缩机使用的阀组件，所述阀组件包括：
构造成生成位移的促动器；
构造成接收由所述位移引起的旋转运动且穿透所述往复式压缩机的本体的内侧的轴；
定位成接近所述轴穿透所述压缩机本体的内侧的位置的套环；以及
位于所述套环与所述压缩机本体之间的推力衬套，
其中，所述旋转运动促动所述压缩机本体的内侧的阀的阀闭合部件。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述阀组件还包括：
所述轴穿透所述压缩机本体的内侧的位置处的所述轴与所述压缩机本体之间的界面处的一个或多个动态密封件。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀组件，其特征在于，
如果所述位移为角位移且所述阀为线性阀，则所述阀组件还包括位移传递机构，其位于所述压缩机本体的内侧且构造成将引起所述旋转运动的所述角位移转换成线性位移以促动所述线性阀的所述阀闭合部件，以及
如果所述促动器生成线性位移，则所述阀组件还包括所述压缩机本体的外侧的位于所述促动器与所述轴之间的线性-旋转转换器，所述线性-旋转转换器构造成将所述线性位移转换成所述旋转运动。
4.一种促动在油气产业中使用的往复式压缩机的内侧的阀的方法，包括：
生成位移；
经由轴将所述位移引起的旋转运动从存在第一流体介质的压缩机本体的外侧传递至存在比所述第一流体介质具有实质更高压力的第二流体介质的所述压缩机本体的内侧；以及
通过使用所述压缩机本体的内侧的所述轴上的套环和所述套环与所述压缩机本体之间的推力衬套来移除由所述第一流体介质与所述第二流体介质之间的流体静压引起的力。
5.一种用于油气产业的往复式压缩机，包括：
构造成使流体与环境分离的压缩机本体；以及
构造成操作所述压缩机本体上的阀的至少一个阀组件，所述阀组件包括：
位于所述压缩机本体的外侧且构造成生成位移的促动器；
构造成接收由所述位移引起的旋转运动且穿透所述往复式压缩机的压缩机本体的内侧的轴；
定位成接近所述轴穿透所述压缩机本体的内侧的位置的套环；以及
推力衬套，其位于所述套环与所述压缩机本体之间，在所述压缩机本体的内侧，且构造成减小由所述流体与环境之间的流体静压引起的力，
其中，所述旋转运动促动所述阀的阀闭合部件。
6.根据权利要求5所述的往复式压缩机，其特征在于，所述往复式压缩机还包括：
位于所述轴穿透所述压缩机本体的内侧的位置处的所述轴与所述压缩机本体之间的一个或多个动态密封件。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的往复式压缩机，其特征在于，
所述位移为角位移，
所述阀为线性阀，以及
所述阀组件还包括位移传递机构，其位于所述压缩机本体的内侧且构造成将引起所述旋转运动的所述角位移转换成线性位移以促动所述线性阀的所述阀闭合部件。
8.根据权利要求5至权利要求6中任一项所述的往复式压缩机，其特征在于，
所述促动器生成线性位移，以及
所述阀组件还包括所述压缩机本体的外侧的位于所述促动器与所述轴之间的构造成将所述线性位移转换成所述旋转运动的线性-旋转转换器。
9.根据权利要求5至权利要求6中任一项所述的往复式压缩机，其特征在于，所述往复式压缩机还包括：
位移放大机构，其位于所述促动器与所述轴之间，构造成放大所述位移，或位于所述轴与所述阀的所述阀闭合部件之间且构造成放大所述旋转运动。
10.一种改造最初具有自动阀的往复式压缩机的方法，所述方法包括：
将构造成生成位移的促动器安装在所述往复式压缩机的压缩机本体的外侧；
将穿透所述压缩机本体的内侧的轴连接到所述自动阀的阀闭合部件上，所述轴构造成接收由所述位移引起的旋转运动，且具有接近所述轴穿透所述压缩机本体的内侧的位置的套环；以及
将推力衬套安装在所述套环与所述压缩机本体之间，在所述压缩机本体的内侧，所述推力衬套构造成减小由所述压缩机本体的内侧的流体与所述压缩机本体的外侧的环境之间的流体静压引起的力。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20150797A1 (it) 2015-05-22 2016-11-22 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Valvola per un compressore alternativo
DE102016005319A1 (de) * 2016-05-02 2017-11-02 Inka-Systems Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Befüllen eines Tanks eines Kraftfahrzeuges mit einem flüssigen oder gasförmigen Betriebsmittel, insbesondere zur industriellen Erstbefüllung am Montageband des Herstellers
FR3058766B1 (fr) * 2016-11-16 2018-12-14 Atlas Copco Crepelle S.A.S. Compresseur alternatif
WO2018092017A1 (fr) * 2016-11-16 2018-05-24 Atlas Copco Crepelle S.A.S. Compresseur alternatif
KR20210063407A (ko) * 2018-09-24 2021-06-01 부르크하르트 콤프레션 아게 래버린스 피스톤 압축기
IT201900004978A1 (it) * 2019-04-03 2020-10-03 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Una valvola completamente attuata per una macchina alternativa e macchina alternativa comprendente detta valvola

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3155309A (en) * 1961-03-13 1964-11-03 Berry W Foster Device for producing a periodic linear displacement over a small portion of its cycle
US4612886A (en) * 1984-11-15 1986-09-23 Hansen Engine Corporation Internal combustion engine with rotary combustion chamber
US5996544A (en) * 1995-09-27 1999-12-07 Bartos; Franz Stanislav Rotary valve control system for internal combustion engines and reciprocating pumps
EP2110592A2 (de) * 2008-04-17 2009-10-21 Voith Patent GmbH Elektromechanischer Antrieb zur Betätigung von Ventilen
CN101725505A (zh) * 2008-10-02 2010-06-09 贺尔碧格压缩机技术控股有限公司 往复式压缩机

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US979811A (en) * 1909-04-30 1910-12-27 Harrison Safety Boiler Works Valve.
GB190945A (en) * 1922-02-22 1923-01-04 Giulio Silvestri An improved arrangement and means for the stepwise variation of the output of multi-cylinder plunger pumps and compressors
US1475826A (en) * 1922-12-05 1923-11-27 Chicago Pneumatic Tool Co Valve for air pumps and means for actuating same
US1776086A (en) * 1927-08-24 1930-09-16 Neilan Schumacher & Co Outboard bearing
GB459143A (en) * 1935-07-01 1937-01-01 Roland Claude Cross Improvements relating to valves for reciprocating compressor and and vacuum pumps
US2620817A (en) * 1947-06-20 1952-12-09 Bastian Blessing Co Unloading adapter
US2815968A (en) * 1956-01-11 1957-12-10 Raphael T Coffman Seal for rotating shaft
FR1275130A (fr) * 1960-11-17 1961-11-03 F M Aspin Engines Ltd Perfectionnements aux moteurs à combustion interne, compresseurs et autres
US3514076A (en) * 1967-12-18 1970-05-26 Wheatley Co Charles Combination valve
JPS5441724B2 (zh) 1971-10-11 1979-12-10
SU530990A1 (ru) 1975-04-23 1976-10-05 Государственное Конструкторское Бюро Коксохимического Машиностроения "Гипрококс" Механизм управлени клапаном
JPS6075694A (ja) 1983-09-30 1985-04-30 東京製綱株式会社 索体の製造方法
SE457896B (sv) * 1986-09-22 1989-02-06 Hansen Engine Corp Aggregat med roterande ventiler
JPH082474Y2 (ja) 1990-04-25 1996-01-29 三輪精機株式会社 エアコンプレッサ
JP3913780B2 (ja) * 1996-09-26 2007-05-09 スタニスラフ バルトス フランツ 内燃機関及びピストンポンプのための回転弁制御装置
US6772783B2 (en) * 2000-07-10 2004-08-10 Reggie H. Etheridge Rotary to linear valve and method of use
JP3858814B2 (ja) 2002-12-05 2006-12-20 株式会社豊田自動織機 回転機械の調整方法
JP2004353533A (ja) 2003-05-28 2004-12-16 Seiko Epson Corp コンプレッサおよびダックビルバルブ
WO2006103925A1 (ja) 2005-03-29 2006-10-05 Shikoku Research Institute 電動弁診断装置
JP4792860B2 (ja) 2005-07-28 2011-10-12 株式会社Ｉｈｉ 多段往復圧縮機
US20110020144A1 (en) * 2008-05-30 2011-01-27 Cameron International Corporation Variable-volume head
US9909683B2 (en) * 2010-03-24 2018-03-06 Cameron International Corporation Compact-actuator gear set

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3155309A (en) * 1961-03-13 1964-11-03 Berry W Foster Device for producing a periodic linear displacement over a small portion of its cycle
US4612886A (en) * 1984-11-15 1986-09-23 Hansen Engine Corporation Internal combustion engine with rotary combustion chamber
US5996544A (en) * 1995-09-27 1999-12-07 Bartos; Franz Stanislav Rotary valve control system for internal combustion engines and reciprocating pumps
EP2110592A2 (de) * 2008-04-17 2009-10-21 Voith Patent GmbH Elektromechanischer Antrieb zur Betätigung von Ventilen
CN101725505A (zh) * 2008-10-02 2010-06-09 贺尔碧格压缩机技术控股有限公司 往复式压缩机

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KR20140107328A (ko) 2014-09-04
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JP2015503695A (ja) 2015-02-02
CN104011381A (zh) 2014-08-27
WO2013098097A1 (en) 2013-07-04
US10563645B2 (en) 2020-02-18

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