CN203223372U - 一种组合气阀 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种组合气阀，包括阀板以及与阀板连接的排气阀座和吸气阀座，在所述的阀板与吸气阀座之间设置有吸气阀道，在所述的吸气阀座与排气阀座之间设置有排气阀道，在所述的吸气阀座上设置有与所述的吸气阀道连通的进气孔，在所述的吸气阀座上还设置与所述的排气阀道连通的排气孔，在所述的进气孔上端设置有吸气弹片和吸气阀片，在所述的排气孔上端设置有排气弹簧和排气阀片，所述的进气孔为弧形腰槽。与现有技术相比，本实用新型组合气阀的余隙容积变小，通过减小排气升程h与排气阀道宽度b之比值，提高流量系数,从而增大有效流通截面，使压缩机更高效、节能和可靠。

Description

一种组合气阀
技术领域
本实用新型涉及一种气阀，特别是中高压空气压缩机用的一种环状阀，吸气、排气集中在一起的组合气阀。
背景技术
高压气体作为一种清洁能源，越来越被广泛应用。食品饮料行业，常用3.0～4.0MPa压缩空气吹瓶，水电站用10～15MPa压缩空气驱动控制器件，而军事上常用35～42MPa压缩空气发射导弹等等。气阀是中高压压缩机中最重要的零部件。它的好坏直接影响压缩机的排气量，功率消耗的及运转的可靠性。环状阀可靠性高，是中高压空气压缩机最常用的气阀。通常的环状组合阀余隙容积大，升程h和阀道宽b比值大，通常
Figure BDA00003054229400012
流量系数小，有效截面积小，而造成排气温度高，压力损失大，容积效率低，比功率大，不能满足高效、节能要求。
现有的组合阀如图1所示，在吸气阀片3的内直径D1处，打有n1个直径为d1的吸气小孔（n1与d1根据吸气阀所需通流面积而定）。在吸气过程中，当吸气阀片3向下开启时，将遮挡每个小孔的一半，参见图2。只有另一半成为气阀内流通截面积。被遮挡的半个小孔还会成为余隙容积。这就是在一定的吸气通流截面积情况下，吸气余隙容积增加了一倍。另外，小孔处的厚度为16.3mm，其实越薄小孔所造成的余隙容积越小。排气时，吸气阀座1直径D2处打有n2个直径为d2的小孔，（n2与d2根据排气阀所需通流截面积而定），但上端的槽宽b与升程的比值
Figure BDA00003054229400013
使流量系数变小，吸气阀座1的总厚度为20mm，在相同的通流截面积情况下，其越厚，排气余隙容积越大。
总之，改进前的组合气阀余隙容积大，
Figure BDA00003054229400014
值大，有效流通截面小。
发明内容
本实用新型技术的目的是：减小中高压空气压缩机吸排气一体的组合气阀的余隙容积，减少气阀升程h与阀道宽度b的比值，提高流量系数，增大有效通流截面积，使压缩机变得高效，节能，可靠。
技术方案
本实用新型的目的是这样实现的：
一种组合气阀，包括阀板以及与阀板连接的排气阀座和吸气阀座，在所述的阀板与吸气阀座之间设置有吸气阀道，在所述的吸气阀座与排气阀座之间设置有排气阀道，在所述的吸气阀座上设置有与所述的吸气阀道连通的进气孔，在所述的吸气阀座上还设置与所述的排气阀道连通的排气孔，在所述的进气孔上端设置有吸气弹片和吸气阀片，在所述的排气孔上端设置有排气弹簧和排气阀片，其特征在于：所述的进气孔为弧形腰槽。
所述吸气阀座为具有中心圆台和边缘圆台的阶梯型，，所述的进气孔设置在边缘圆台上，该边缘圆台的厚度与进气孔的半径之比为：0.12～0.14。所述的排气孔设置在中心圆台上，该中心圆台的厚度与排气孔所在圆半径之比为：0.32～0.35。
所述组合阀的排气升程h与排气阀道宽度b之比值为0.15～0.19。
本实用新型组合气阀，减少了余隙容积。使
Figure BDA00003054229400021
小，增大了流量系数，有效流通截面积也大幅提高，使得这种组合气阀不仅具有环状阀很高的可靠性，且又提高了效率，特别适用于中高压压缩机,使其各项性能指标都明显改善。
与现有技术相比，本实用新型采用弧形腰槽的吸气孔以及在相同半径的排气孔和进气孔的前提下，减小相应圆台的厚度,从而使得组合气阀的吸,排气余隙容积变小，通过减小排气升程h与排气阀道宽度b之比值，提高流量系数,从而增大有效流通截面，使压缩机更高效、节能和可靠。
附图说明：
图1是现有组合气阀的结构示意图；
图2是图1组合气阀的吸气阀座结构示意图；
图3是本实用新型组合气阀的结构示意图；
图4是图3组合气阀的吸气阀座结构示意图；
图5是图4的A‐A剖视图。
图6是
Figure BDA00003054229400022
值与流量系数关系图。
图1图2：1、吸气阀座；2、吸气弹片；3、吸气阀片；4、排气弹片；5、排气阀片；6、排气阀座；7、六角螺母；8、碟形弹簧；9、螺栓；10、锁紧螺母；11、碟形弹簧；12、阀板；13、气缸；14、活塞，15、吸气孔，16、第一排气孔，17、支承凸台，18、第二排气孔，19、气缸盖，20、吸气阀道。
A：阀板通道；B：气缸通道；C：弧形腰槽；D：环形排气阀道。
具体实施方式：
下面结合附图，本实用新型作详细说明：
见图3、图4，本实用新型组合气阀包括吸气阀座1，吸气弹片2，吸气阀片3，排气弹片4，排气阀片5，排气阀座6，六角螺母7，碟形弹簧8，螺栓9，锁紧螺母10以及，碟形弹簧11。其中，用螺栓9、碟形弹簧8、和六角螺母7，将排气弹片4、排气阀片5及排气阀座6固定在吸气阀座1上；吸气弹片2和吸气阀片3置于吸气阀座1上直径为D1的边缘凸台处；碟形弹簧11和锁紧螺母10旋于螺栓9顶部。
本实用新型组合气阀对吸气阀座的结构作了如下的改进设计：
1、将排气小孔改为弧形腰槽：
1）改进前的吸气余隙容积
因为此种阀的排气小孔在吸气过程中，有一半会被吸气阀片遮挡，所以实际阀座的吸气通流截面为2S吸，其厚度为16.3mm，故其余隙容积为：
2×16.3×S吸=32.6S吸
2）改进后的吸气余隙容积
因为6个宽为4mm的腰形槽C面积全部用来作为吸气通流截面，其厚度为7.7mm，故其余隙容积为：7.7S吸
显然，改进后的吸气余隙容积小很多。
3）改进前边缘圆台的厚度与进气孔的半径之比为：0.34。
4）改进后边缘圆台的厚度与进气孔的半径之比为：0.12。
2、改变阶梯型吸气阀座的总厚度
将吸气阀座1总中心圆台的的厚度由20mm改为13.7mm。当改进前后具有相同的排气截面积S排（其由n个直径为d的小孔实现），余隙容积如下：
1）.改进前的余隙容积为：20S排
2）.改进后的余隙容积为：13.7S排
显然，改进后的排气余隙容积小。
3）改进前中心圆台的厚度与排气孔所在圆半径之比为：0.57。
4）改进后中心圆台的厚度与排气孔所在圆半径之比为：0.32。
3、排气升程h与阀道宽度b之比值（称之为流量系数α）
Figure BDA00003054229400031
由0.27改成一、二级气阀为0.19，三级气阀为0.16，从图2中可以看出小的
Figure BDA00003054229400032
值，能使α值有明显提高。因为有效通流截面积=α×名义通流截面积，α值大，有效通流截面大。
吸气过程：
当活塞14往下运动时，气缸13内产生真空，原来密封在阀板12上的吸气阀片3克服吸气弹片2的弹力，向下运动，打开阀板12的阀板通道A；气体由吸气阀座1上6道宽4mm的弧形腰槽C，以及气缸通道B进入气缸13，即吸气为双向进气。这时的排气阀片5在排气弹片4的弹力及高压气体作用下，关闭着吸气阀座1的环形排气阀道D。
排气过程：
当活塞14往上运动时，气缸13内产生高压，吸气阀片3在吸气弹片4的弹力及缸内高压气体的作用下，往上运动，关闭了阀板12的阀板通道A；此时，高压气体经由吸气阀座1中间的n个直径为d的第一排气孔16，克服排气弹片4的弹力，顶开密封在环形排气阀道D上的排气阀片5，高压气体再由排气阀座内的第二排气孔18及外侧间隙双向排出。
如上所述，气阀完整的完成了吸气、排气循环。该气阀除吸气弹片2排气弹片4外，均由不锈钢制成，即为高效不锈钢组合气阀。
申请人公司产品49SH-3.0/40、52SH-2.0/40一、二、三级均采用了本实用新型所述的高效不锈钢组合气阀技术方案，如下是改进前后的49SH-3.0/40、52SH-2.0/40产品实测参数比较：其中表1为容积流量、轴功率、比功率以及一级排气温度的测试结果；表2为二次排气温度、三级排气温度、三级排气压力以及油温的测试结果：
表1
Figure BDA00003054229400041
表2
Figure BDA00003054229400051
由上表1和表2,可知，许多性能指标已好于国家标准，产品质量明显提高，销路增加，产生了很好的经济效益。

Claims (3)

1.一种组合气阀，包括阀板以及与阀板连接的排气阀座和吸气阀座，在所述的阀板与吸气阀座之间设置有吸气阀道，在所述的吸气阀座与排气阀座之间设置有排气阀道，在所述的吸气阀座上设置有与所述的吸气阀道连通的进气孔，在所述的吸气阀座上还设置与所述的排气阀道连通的排气孔，在所述的进气孔上端设置有吸气弹片和吸气阀片，在所述的排气孔上端设置有排气弹簧和排气阀片，其特征在于：所述的进气孔为弧形腰槽。
2.根据权利要求1所述的组合气阀，其特征在于：所述吸气阀座为具有中心圆台和边缘圆台的阶梯型，所述的进气孔设置在边缘圆台上，该边缘圆台的厚度与进气孔的半径之比为：0.12-0.14；所述的排气孔设置在中心圆台上，该中心圆台的厚度与排气孔所在圆半径之比为：0.32-0.35。
3.根据权利要求1或2所述的组合气阀，其特征在于：所述组合阀的排气升程h与排气阀道宽度b之比值为0.15～0.19。
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