CN113153720A - 一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，包括压缩机气缸，所述压缩机气缸上设有径向的排气通道，所述排气通道从内至外分为调节区和排气区，排气通道的调节区内设有能在压缩机气缸径向移动的排气阀，排气通道的排气区侧壁设有排气口，所述排气通道的外侧边口为安装座，所述排气通道设有驱动排气阀径向移动的余隙调节机构。所述余隙调节机构为余隙液压缸或者余隙气缸，余隙液压缸或者余隙气缸安装在排气通道的安装座上，余隙液压缸或者余隙气缸的活塞杆伸入到排气通道内与排气阀固定相连，通过余隙液压缸或者余隙气缸驱动排气阀在排气通道移动，调节余隙。本发明结构简单，通用性强，无需改造可直接安装于已有活塞往复式压缩机。

Description

一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置
技术领域
本发明属于发动机领域，涉及一种活塞往复式压缩机，具体涉及一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，能够实现对压缩机的排气阀处余隙的无级调节。
背景技术
活塞往复式压缩机因其热效率高、制造技术成熟等优点，被广泛应用于石油、化工、食品等行业。活塞往复式压缩机属于容积式压缩机，在工作过程中，活塞与缸体内壁存在余隙，导致压缩机对其中的气体做额外功，增加了额外能耗。
目前，压缩机的余隙调节装置主要以调节活塞与端盖之间的余隙为主，授权公告号CN203130454U的中国实用新型专利《活塞往复式压缩机气量无级调节机构》公开了一种余隙调节装置，它包括压缩机气缸，其特征在于：所述压缩机气缸的外侧端盖上和轴侧分别安装有余隙无级调节装置，采用液压伺服系统进行排气量与级间压缩比的自动调节与控制，可使活塞往复式压缩机的输出气量能在更大的范围内(20～100％)进行无级调节，能连续自动地调整活塞往复式压缩机余隙容积的大小，保持输出气量的压力稳定。该装置的余隙调节效果好，输出气量调节范围大，节能效果好。但因该装置内置了余隙活塞及其推进装置，导致装置整体体积过大，占用空间较多，改造成本大，且适用范围有限，无法应用于无端盖的压缩机。
现有的调节气阀余隙的装置较少，授权号CN 211874707 U的中国实用新型专利《往复式压缩机可变气阀位置余隙气量调节系统》公开了一种调节气阀位置的气量调节装置，其特征在于：与气缸工作腔相连通的进气道或排气道内安装有可变阀位执行机构，可变阀位执行机构包括有驱动装置、阀杆、阀盖、余隙缸、特制气阀和气阀密封，驱动装置、阀盖和余隙缸依次连接，并固定在气缸上，特制气阀安装在余隙缸内并通过阀杆与驱动装置连接，气阀密封安装在特制气阀上；压缩机气缸的每个需要气量调节的工作腔均安装有一套以上可变阀位执行机构。一方面，该装置虽然对气阀处的余隙进行调节，但对整个缸体进行设计，并且需要特制气阀，改造成本过大；另一方面，驱动装置较为原始，调节精度有限，且气量调节范围覆盖不大。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种新型的活塞往复式压缩机余隙调节机构，能够适用多种型号的压缩机，且体积小，操控简单，并保持较好的节能效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，包括压缩机气缸，所述压缩机气缸上设有径向的排气通道，所述排气通道从内至外分为调节区和排气区，所述排气通道的调节区内设有能在压缩机气缸径向移动的排气阀，所述排气通道的排气区侧壁设有排气口，所述排气通道的外侧边口为安装座，其特征在于：所述排气通道设有驱动排气阀径向移动的余隙调节机构。
进一步地，所述余隙调节机构为余隙液压缸或者余隙气缸，余隙液压缸或者余隙气缸安装在排气通道的安装座上，余隙液压缸或者余隙气缸的活塞杆伸入到排气通道内与排气阀固定相连，通过余隙液压缸或者余隙气缸驱动排气阀在排气通道移动，调节余隙。
进一步地，所述余隙调节机构为余隙液压缸，所述余隙液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述缸体通过螺栓可拆卸的安装在排气通道外侧边口的安装座上，活塞安装在缸体内，活塞杆与一端与活塞相连，另一端与排气阀相连。
进一步地，所述缸体内设有检测活塞杆伸出位移的位移传感器。
进一步地，所述位移传感器为磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器安装在缸体的端盖上，磁致伸缩位移传感器的位移杆与活塞固定相连。
进一步地，所述压缩机气缸四周设有多个排气通道，每个排气通道内设有一个排气阀和一个驱动排气阀径向移动的余隙调节机构。
进一步地，所述排气阀与排气通道内壁之间设有对两者进行滑动密封的密封圈。
控制系统可根据压缩机的输出气量要求，对压缩机余隙容积进行无级调节。同时，再结合电机变频控制原理，通过转速调节单元实现转速分级调节。两者结合，扩大压缩机气量的调节范围。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明安装于压缩机气缸原有排气通道的排气阀上方，原本安装压阀罩的位置，理论上可应用于按标准设计的几乎所有容积式压缩机，适用性远大于现有的余隙调节装置。
2、本发明单个压缩机节能装置所调节的余隙容积较小，但由于压缩机一般采用多组排气阀，同时，控制系统可对电机转速进行调节，故整个压缩机的输出气量的调节范围较大，且在液压伺服系统的控制下，能进行无级调节，保证输出气量稳定。
3、相较于调节端盖处余隙的装置，本发明占用体积小，改造以及维护成本低。
附图说明
图1为本发明压缩机节能装置用于活塞往复式压缩机的结构示意图。
图2为图1中本发明压缩机节能装置结构示意图。
图3为图1中A-A剖视图。
附图标记：1-余隙调节机构，11-余隙液压缸，111-缸体，112-活塞，113-活塞杆，114-位移传感器，115-油口，2-压缩机气缸，21-排气通道，211-调节区，212-排气区，213-安装座，214-排气口，22-排气阀，23-进气通道，24-进气阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明适用于活塞往复式压缩机的一个具体实施案例作进一步详细描述。
如图1和图3所述，现有技术中，活塞往复式压缩机的压缩机气缸2上设有多个径向分布的进气通道23和排气通道21，进气通道23和排气通道21均为圆柱形通道，每个进气通道23内设有一个进气阀24，每个排气通道21内设有一个排气阀22，进气通道23和排气通道21的外侧边口分别为安装进气阀24和排气阀22的安装座213，进气阀24和排气阀22均可通过活塞往复式压缩机的控制系统打开和关闭，达到进气或者排气的目的，进气阀24和排气阀22为活塞往复式压缩机已有结构，对于其具体采用什么结构，本发明不做详细介绍，本发明也不改变已有的排气阀22结构。本发明针对排气结构进行改进，在每个排气通道21上安装一个余隙调节机构1驱动排气阀22在排气通道21内移动，调节排气阀22与压缩机气缸2内壁之间距离，达到调节余隙的目的，形成压缩机节能装置。具体的，如图2所示，本发明所述排气通道21从内至外分为调节区211和排气区212，所述排气通道21的排气区212侧壁设有排气口214，排气阀22设于所述排气通道21的调节区211内，当排气阀22打开时，压缩机气缸2内的尾气进入排气通道21内并通过排气区212的排气口214排掉。
下面以液压缸作为余隙调节机构1来说举例说明。
如图2所述，所述余隙液压缸11包括缸体111、活塞112和活塞杆113，所述缸体111通过螺栓可拆卸的安装在排气通道21外侧边口的安装座213上，活塞112安装在缸体111内，活塞杆113与一端与活塞112相连，另一端与排气阀22相连。缸体111由缸套、外侧缸盖和内侧缸盖通过螺栓相连组成，外侧缸盖和内侧缸盖上分别设有油口115，油口115通过液压油管与液压油站(图中未画出)相连，本发明没有给出液压油站的具体结构，采用现有常规技术即可，通过液压油站调整活塞112两侧的压力，来控制活塞112在缸体111内移动位置，从而精准的控制与活塞杆113相连的排气阀22的位置，从而精准调整排气阀22的余隙，达到节能降耗的目的。
所述缸体111内设有检测活塞杆113伸出位移的位移传感器114。所述位移传感器114为磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器安装在缸体111的外侧端盖上，磁致伸缩位移传感器的位移杆与活塞112固定相连，当活塞112移动时，带动位移杆伸缩运动，位移杆伸缩运动转换为电信号的变化，通过检测电信号变化，检测出活塞112移动距离。
如图3所示，本发明余隙调节机构1安装于原本用于安装排气阀22的压阀罩的位置上，在调节余隙的同时，代替压阀罩对排气阀22进行相对固定。当应用于不同的活塞往复式压缩机时，拆开端盖，更换压阀罩即可。
活塞往复式压缩机的控制系统可根据压缩机的输出气量要求，对压缩机余隙容积进行无级调节。同时，再结合电机变频控制原理，通过转速调节单元实现转速分级调节。两者结合，扩大压缩机气量的调节范围。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，包括压缩机气缸，所述压缩机气缸上设有径向的排气通道，所述排气通道从内至外分为调节区和排气区，所述排气通道的调节区内设有能在压缩机气缸径向移动的排气阀，所述排气通道的排气区侧壁设有排气口，所述排气通道的外侧边口为安装座，其特征在于：所述排气通道设有驱动排气阀径向移动的余隙调节机构。
2.根据权利要求1所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述余隙调节机构为余隙液压缸或者余隙气缸，余隙液压缸或者余隙气缸安装在排气通道的安装座上，余隙液压缸或者余隙气缸的活塞杆伸入到排气通道内与排气阀固定相连，通过余隙液压缸或者余隙气缸驱动排气阀在排气通道移动，调节余隙。
3.根据权利要求2所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述余隙调节机构为余隙液压缸，所述余隙液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述缸体通过螺栓可拆卸的安装在排气通道外侧边口的安装座上，活塞安装在缸体内，活塞杆与一端与活塞相连，另一端与排气阀相连。
4.根据权利要求3所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述缸体内设有检测活塞杆伸出位移的位移传感器。
5.根据权利要求4所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述位移传感器为磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器安装在缸体的端盖上，磁致伸缩位移传感器的位移杆与活塞固定相连。
6.根据权利要求1-5任意一项所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述压缩机气缸四周设有多个排气通道，每个排气通道内设有一个排气阀和一个驱动排气阀径向移动的余隙调节机构。
7.根据权利要求1-5任意一项所述基于排气阀余隙调节的压缩机节能装置，其特征在于：所述排气阀与排气通道内壁之间设有对两者进行滑动密封的密封圈。
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