高压压缩机+气阀+设计计算.pdf

合肥通用机械研究院（安徽 230031）李蔚蔚谭跃进高相家【摘 要】介绍了新型高压压缩机气阀的设计计算，通过试验给出了性能参数的实测结果关键词】高压压缩机气阀设计计算一、前言新型的“螺杆-活塞串联空压机组”系列产品，已应用于陆地、海上石油勘探及海岸空压机站等多个领域现将该机组后段高压活塞压缩机的气阀结构设计、计算参数和试验结果作一介绍二、气阀工作条件气阀是高压活塞压缩机中最为关键的一个组件压缩机运行的可靠性与经济性都与气阀设计得好坏有关机组气阀需满足后段两级高压活塞压缩机的正常运转，压缩机主要技术参数见表 1三、气阀的设计与计算气阀的设计合理与否，直接响到排气量、排气温度及整机效率；气阀的主要特性参数，可参照有关文献规定根据表 1 要求，所设计的气阀必须满足排气量大，并且排气压力高的活塞压缩机运行因此进行气阀结构设计时确定为环状阀（如图1）1，保证足够的流通截面名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -为了减少气体流经气阀的压力损失，考虑了尽可能在有限的气缸阀室上获得最大的安装截面，即获得最大的气阀有效流通截面阀隙流通面积，按文献2 有：Fr=FCm/CvZv 式中 F 活塞工作面积；Cm 活塞平均速度；Cv阀隙流速；Zv同名气阀个数。

式中阀隙流速Cv不能选取过高，否则阀隙马赫数Mv增大，使平均相对压力损失增加该机阀隙马赫数三级进气阀为0.15，排气阀为0.13，四级进气阀为0.11，排气阀为0.1，在推荐值0.08 0.25 范围内阀片升程为1.1 1.3mm，弹簧力的选取与升程、阀隙马赫数的关系满足0 1，弹簧力将超过阀片全开时可能产生的最大气体推力，阀片不能充分开启或在开启时发生颤振，增加能量损失，降低压缩机效率当=0 或接近 0 时，气阀无弹簧力或弹力太小，阀片将延迟关闭，还会使得气体“回流”在确定m 值以后，计算阀片在弹簧力的作用下 3，从全开位置降落到阀座上所需时间对应的曲轴转角1、阀片开始脱离升程限制器直到活塞到达止点所持续时间对应的曲轴转角2、阀片到达升程限制器直到活塞到达止点这段时间内所对应的曲轴转角3，检验 2/32 时，表明该气阀有合理的运动规律气阀主要计算参数见表2名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -四、气量与功率的估算与测定图 2 表示了样机与螺杆压缩机串联为一系统，当压力达满负荷（总压力比25.1/2.5）时，在不同的转速下，实测容积流量Q0、排气量Qd，轴功率Nz、比功率q 的实测曲线。

当转速达 1200r/min，实测容积流量Q0为 0.852m3/min，换算到螺杆压缩机一级进气状态下，排气量Qd达 20.9m3/min，轴功率 Nz为 146.3kW，比功率q 为 7kW/m3 min-1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -五、结论1）实测样机的性能指标与理论设计要求基本符合，即该机的主要参数选取和结构设计是比较合理的2）气阀的设计按本文的方法是可行的，经验公式2/32 用于校验气阀弹簧，可以得到较合理可靠的阀片运动规律参考文献1 郁永章.容积式压缩机技术手册M.北京：机械工业出版社，2005.2 活塞式压缩机设计编写组.活塞式压缩机设计M.北京：机械工业出版社，1974.3 林海，吴业正.压缩机自动阀 M.西安：西安交通大学出版社，1991.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -。