往复式压缩机气阀的改进

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W-1.8/10型压缩机是 目前我国应用最为广泛的小型中压压缩机之-，在化工、建筑 、矿山、冶金等部门应用广泛，它的排气量为1.8m /rain，结构型式为三列(各列间夹角60。)W型，排气压力为 1.OMPa，-般采用两级压缩。某单位在使用某厂生产的该机型时发现，该机存在着振动大，气阀容易损坏的问题。为提高该机的性能和气阀使用寿命，笔者对该机运行中存在问题的原因进行了分析，并进行了改进。

1.气阀损坏原因分析气阀是往复活塞式压缩机中的主要组成部件，也是易损件之-，其作用是控制气体及时地吸人与排出气缸，它的工作优劣对压缩机运转的可靠性 、经济性有很大的影响。好的气阀除了要求有较高的效率外，较长的使用寿命是-个重要的衡量指标。气阀的使用寿命对生产影响很大，如果气阀寿命短 ，压缩机就会因气阀的问题而经常停车检修 ，对企业的安全生产非常不利 ，会影响到企业的生产成本。-般希望寿命至少在4000h以上。据有关资料介绍，因市场上气阀质量良莠不齐，好的气阀寿命可达8000h，而差的气阀寿命不到300h，甚至更短，选择时稍有不慎将会对企业的生产产生影响，因此，使用先进的气阀以提高气阀的使用寿命对保证压缩机运行的可靠性非常重要。

压缩机上的气阀有环状阀、网状阀和舌簧阀等类型。我国目前普遍使用的大、中型压缩机的气阀多采用环状阀。环状阀具有便于制造 、工作可靠、寿命长、维修少、适用于各种压力和转速等优点，但也具有结构复杂、同步性差、流量系数低、阀片与导向面之间有摩擦等缺点。舌簧阀利用了自身的弹力，无须弹簧，结构简单，余隙容积小，故排气系数高、比功率低 、噪声小 、制造工艺简单 ，已在微 、小型压缩机上得到广泛应用 ，从而代替以往所用的结构复杂的环状阀，使微、小型压缩机的整机性能得到了极大地提高。但舌簧阀也有-定的局限性，它只适合于小缸径。由于其独特的性能及效果，其使用范围目前已经扩大到较大的缸径，这时，阀片的使用寿命成为最突出的问题，是设计人员必须考虑的问题。生产厂家在新产品的开发中，随着容积流量的增大，随意加大排气阀片升程，使得阀片对升程限制器和阀座撞击引起的应力和应变过大。往往导致舌簧阀阀片在使用中出现不同程度的破坏，降低了阀片的使用寿命。

W-1.8/10型压缩机属于排气量较大、压力较高的小型中压压缩机，原压缩机的-、二级气阀均采用舌簧阀。对于舌簧阀，其阀片-端固定，-端 自由，阀片关闭时平贴在阀座上，开启时阀片翘起，故阀片的力· - - - 141---科技信启学模型可简化为悬臂梁，其受力状况远比简支梁和外伸梁差。阀片在气体推力和自身弹力作用下不断启闭，保证压缩机完成各工作过程。

因微、小型压缩机的转速较高，在高速运行下气阀阀片因受到冲击和交变应力的作用 ，容易引起气阀的疲劳破坏 ，常在根部和端部处发生断裂 ，因而其使用寿命较低。

2.气阀改进压缩机的转速、流量 、气阀通流面积、阀片升程和阀片材料等直接影响阀片的使用寿命。舌簧阀阀片材料，推荐使用瑞典生产的优质阀片钢带(即瑞典钢带)。在压缩机性能参数及舌簧阀片材料 、结构参数确定以后，气阀之所以被破坏，往往是由于阀片对升程限制器和阀座撞击引起的应力和应变过大所致。阀片撞击升程限制器和阀座时的接触应力正比于阀片撞击速度，因此在设计气阀时，应尽量减小阀片撞击速度。而阀片撞击速度主要撒于阀片升程，也就是说，阀片升程是影响阀片使用寿命的主要因素。因此在舌簧阀的设计和使用中，应合理地选择阀片升程，既要保证有足够的阀隙通流面积，降低压力损失，同时又要严格控制阀片撞击速度值在合理的范围之内，以提高阀片的使用寿命。

基于上述分析，对原压缩机的气阀进行了改进。首先 ，-级气阀仍选用舌簧阀，将原来的阀片升程由2.6mm减小为2.2mm，使阀片的撞击速度限制在4.5m/s以内，提高了阀片的使用寿命。其次 ，将二级气阀由舌簧阀改为网状组合阀。由于网状阀同步性好、阀片本身为 自弹性元件 ，在关闭时具有预变形 ，加上有缓冲片的缓冲作用 ，所以在开启和关闭时都使得阀片有很好的缓冲，也能减弱阀片对阀座的撞击。同时采用了数目少 、丝径粗的弹簧，以改善运动元件弹簧的受力状况 ，使二级气阀的运行寿命得到显著提高。

3.改进效果在压缩机气阀改进-年后进行回访，用户反馈 ：改进以后的气阀运行良好，且功耗低，效率高，经济效益可观，从而说明对该压缩机的气阀的改进是成功的，为日后压缩机相关气阀的改进积累了-定的经验。