CN2202804Y - 一种氮氢气压缩机 - Google Patents

Abstract

一种氮氢气压缩机，包括一曲轴及通过传动件而 均与曲轴相联接的第一、二、三、四级气缸(I、II、III、 IV)，第三级、第四级气缸(III、IV)为“双作用”气缸，第 三级气缸(III)后串联有第五级气缸(V)，第四级气缸 (IV)后串联有第六级气缸，(III、V)级气缸及(IV、VI) 级气缸的接合部各配置一个填函，填函内备有疏导性 通气孔及导管与高压力级气缸中任意一级的进气管 相通，具有产量大、电耗小、结构简单的特点。

Description

本实用新型涉及一种化肥厂用的氮氢气压缩机。

20多年来，在我国中、小型化肥厂用的氮氢气压缩机，多采用图1所示方案。

参照图1，氮氢气压缩机包括一可以和动力源28相联接的曲轴27，曲轴27上并列有通过传动件与曲轴均相连接的第一、二、三、四级气缸（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），第三级气缸（Ⅲ）串联有第五级气缸（Ⅴ），第四级气缸（Ⅳ）串联有第六级气缸（Ⅵ），平衡容积（Ⅲ平Ⅴ）及（Ⅳ平Ⅵ）间备有通气孔（8，8），并由导管（20、20）和第一级气缸（Ⅰ）的进气管（A）相通。

另外，图1中，A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P分别为各级气缸的进、排气管，视图中箭头方向而定。

参照图2，第四级气缸（Ⅳ）和第六级气缸（Ⅵ）的串联结构形式是（Ⅲ、Ⅴ级气缸的串联形式相同）：配置于四级气缸5内的四级活塞6的一端固定有通过传动件可被曲轴27相驱动的四级活塞杆1，另一端固定有六级活塞杆9，六级活塞杆9与配置于六级气缸11内的六级活塞10相连接，四级气缸5与六级气缸11间的容积为平衡容积7，其中配置有通气孔8，通气孔8与导管20相连通并最终通至第一级气缸的进气管（A）。

另外，图2中，2是四级进气管及进气阀；4是四级排气管及排气阀；12是六级进气管及进气阀；13是六级排气管及排气阀；3是四级填函。

现有技术的第一、第二级气缸（Ⅰ、Ⅱ）为双作用式气缸，各占一列；第三至第六级气缸（Ⅲ－Ⅵ）为单作用式气缸，多以（Ⅲ）、（Ⅴ）及（Ⅳ）、（Ⅵ）级气缸组成级差式气缸分占另外两列。级差式气缸间在（Ⅲ）、（Ⅳ）级气缸的远轴侧的空间称为平衡容积（Ⅲ平Ⅴ）及（Ⅳ平Ⅵ）或称它们为平衡腔。为保证活塞杆上所受的气体力在上、下行程止点时相等、相近，平衡腔空间内只能充以系统中最低的压力－－“一级气缸进气压力1.02kg／cm²（绝压）”。所以，平衡腔由平衡管（8、8）与一级气缸（Ⅰ）进气管（A）相通，正因此，便先天性地引起三大弊端：

1、六级环负荷过大导致寿命过短且密封效果极差；

2、严重的气量不足导致氨减产20％左右；

3、每生产一吨氨电耗过大，较正常值多150度左右。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，采用阻塞与疏导并举的结构形式设计一种氮氢气压缩机，具有产量大、电耗小、结构简单的特点。

图1是现有氮氢气压缩机的结构原理图。

图2是现有技术的Ⅳ、Ⅵ级气缸的结构原理图。

图3是本实用新型的结构原理图。

图4是填函的装配结构图。

下面结合附图对本实用新型的结构原理作详细的说明。

本实用新型包括一曲轴，通过传动件均与曲轴相联接的第一、二、三、四级气缸（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），双作用式的第三级气缸（Ⅲ）后串联有第五级气缸（Ⅴ）；双作用式的第四级气缸（Ⅳ）之后串联有第六级气缸（Ⅵ）。

参照图3，本实用新型的特征是，四级气缸5及副二缸18组成的双作用气缸与六级气缸11间配置一个填函14，填函14前端的疏导性通气孔15由导管21与（Ⅴ）级（或其他高压级）气缸的进气管相通；同样第三级气缸及副二级气缸组成的双作用气缸与第五级气缸间配置一同样的填函，填函前端的疏导性通气孔及导管与（Ⅳ）级（或其它高压级）气缸的进气管相通（未用图示出）。

填函14插在这类级差式气缸之间，对高压缸穿经五、六级活塞环的泄漏气进行第二次密封，并彻底切断它们流回第一级气缸的通路，以提高压缩机气量、降低能耗。

本实用新型的另一个特征则是将四级气缸5的另一侧空间由原为平衡腔改为由进、排气阀16、17控制的工作气缸，此气缸称为副二级气缸18，它由进、排气管16、17与第二级气缸（Ⅱ）的进、排气管（E、F）分别相通，所以副二缸18能够对第二级气缸（Ⅱ）的工作容积进行补充。同理，在三级气缸（Ⅲ）另侧的副一缸也会对第一级气缸（Ⅰ）的工作容积进行补充，因此使压缩机的气量得到进一步提高，这对地处低气压高原地区的化肥厂中的压缩机更为适宜。

参照图4，所说的填函14包括一可套在六级活塞杆9上的填函法兰体，法兰的前端备有疏导性通气孔15，法兰内备有冷却系统16和润滑系统25；法兰和六级活塞杆9相配合的部位备有若干个填函小室17，填函小室17内并排有若干由预紧弹簧19压紧的密封填料环18；密封小室17由压紧盖24及其上的压紧螺栓23定位。

填函14以其左侧之配合尺寸（ 6C）及右侧之配合尺寸（

4C）分别与六级气缸11和副二级气缸18定位，并由螺栓26紧固一体。

另外，图中21、22是泄漏气的流通空间。

同样，第三级气缸与第五级气缸间配置的填函与上述填函14的结构原理相同，所达到的技术效果亦相同。

由此可见，本实用新型是在级差式气缸的接合部位加一个填函，由它对泄漏气进行再次密封，切断其流往平衡容积和流回一级气缸的通道；又借疏导性通气孔和导管，把它们导入某一高压力级，例如第五级气缸的进气管内，则使六级活塞环后面的泄漏气（虚线位置）压力由1.02kg／cm²上升为五级进气压力50kg／cm²使环后面的压力提高49倍因而（1）六级环前、后压力相差倍数大大下降，进气时由120倍降至2.6倍；排气时由314倍降为6.83倍。六级环的工作条件及密封性能因之得到改善，使泄漏减少，延长了环的寿命；（2）循环泄漏气由在一至六级间循环，缩短为在五、六级间循环，为它消耗的无用功率大大减少；（3）泄漏气不再返回一级，因此，第一级气缸吸入的气体中不再有循环泄漏气，而是100％的气柜供来的新气，一级气缸多吸入新气18－20％，所以也多向合成塔提供18－20％的气量，多生产出18－20％的合成氨。综合以上益处后的结论是：提高了20％左右的排气量（即合成氨量），使吨氨电耗下降150度左右，改善了五、六级活塞环的工作条件、延长其寿命。再加上副一、二缸对一、二级气缸的补充，再次使气量得以提高。

Claims (5)

1、一种氮氢气压缩机，包括一曲轴及通过传动件而均与曲轴相联接的第一、二、三、四级气缸(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，本实用新型的特征是，第三级气缸(Ⅲ)为“双作用”气缸，其后串联有第五级气缸(Ⅴ)，第四级气缸(Ⅳ)亦为“双作用”气缸，其后串联有第六级气缸(Ⅵ)，第三、五级气缸(Ⅲ、Ⅴ)及第四、六级气缸(Ⅳ、Ⅵ)的接合部各配置一填函，填函内备有疏导性通气孔及导管，与高压力级气缸(即第三、四、五、六级气缸)中任意一级的进气管相通。

2、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所说的填函包括一可套在活塞杆上的填函法兰体，法兰内备有疏导性通气孔，法兰和活塞杆相配合的部位备有若干填函小室，其内并排有若干组由预紧弹簧压紧的密封填料环。

3、根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所说的填函法兰体上备有润滑系统及冷却系统。

4、根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所说的密封填料小室由压紧盖及其上的压紧螺栓定位。

5、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所说的“双作用”气缸是分别是在平衡腔一侧带有副一、二级气缸的第三、四级气缸，副一、二级气缸的进、排气管分别与第一、二级气缸的进排气管相并联。

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