專利名稱：無(wú)高壓填料的氧氣壓縮機(jī)高壓級(jí)氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氧氣壓縮機(jī)高壓級(jí)氣缸，特別是一種無(wú)高壓填料的氧氣壓縮機(jī)高壓級(jí)氣缸。
背景技術(shù)：
氧氣壓縮機(jī)在工作運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生燃燒事故。運(yùn)行實(shí)踐得知，燃燒都發(fā)生在壓力等于或大于2.7Mpa時(shí)，即在高壓填料處。一旦發(fā)生燃燒，輕者將該列氣缸、活塞、活塞桿、氣閥、填料、接筒等全部燒毀報(bào)廢，重者燒壞中體、機(jī)身等使整臺(tái)機(jī)燒損或報(bào)廢，甚至危及廠房或造成人身傷害，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行。這是國(guó)內(nèi)外氧氣壓縮機(jī)很棘手而長(zhǎng)期又得不到解決的技術(shù)難題。
過(guò)去氧氣機(jī)燃燒只注重三要素可燃物資、助燃物資和適當(dāng)?shù)臏囟?。油脂是易燃物資，而在氧氣中鋼鐵也成為可燃物資；壓縮介質(zhì)氧氣本身是極強(qiáng)助燃物資；而介質(zhì)壓縮過(guò)程和活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件摩擦產(chǎn)生的溫度或壓縮機(jī)工作產(chǎn)生火花是燃燒點(diǎn)。因此氧氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、制造時(shí)都作特殊考慮氣缸、填料等均為無(wú)油結(jié)構(gòu)；凡與氧氣有接觸的運(yùn)動(dòng)部件選用不易產(chǎn)生火花材質(zhì)，壓縮機(jī)安裝時(shí)對(duì)這些零件進(jìn)行嚴(yán)格脫脂處理，盡量排除氧氣中含有易燃物資和發(fā)火點(diǎn)。但是氧壓機(jī)燃燒仍經(jīng)常發(fā)生，這是因?yàn)閴嚎s機(jī)工作時(shí)，曲軸旋轉(zhuǎn)和十字頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)飛濺的潤(rùn)滑油淋在活塞桿上，盡管氣缸與曲軸箱間采用多重刮油環(huán)、阻油環(huán)，在長(zhǎng)期運(yùn)行中，潤(rùn)滑油總會(huì)慢慢浸潤(rùn)，仍可越過(guò)阻油環(huán)，沿活塞桿爬到填料處；同時(shí)，活塞桿填料密封再好，長(zhǎng)期工作，高壓氧氣也會(huì)產(chǎn)生微漏，這樣油遇氧氣，一旦有適宜的溫度或火花便可燃燒。因此設(shè)計(jì)者一直認(rèn)為氧壓機(jī)燃燒是不可避免的。但恰恰忽略了特殊條件，即壓縮機(jī)工作壓力。筆者經(jīng)過(guò)多方調(diào)研，查閱大量氧壓機(jī)燃燒記錄發(fā)現(xiàn)2.7Mpa是個(gè)極為重要的壓力點(diǎn)。氧壓機(jī)燃燒都發(fā)生在高壓側(cè)填料處，其工作壓力均超過(guò)2.7Mpa，而工作壓力低于2.7Mpa就沒(méi)有燃燒的記錄，因此2.7Mpa為氧壓機(jī)的危險(xiǎn)點(diǎn)，大于或等于2.7Mpa為不安全區(qū)；小于2.7Mpa為安全區(qū)，氧壓機(jī)可安全運(yùn)行。
對(duì)此，化工、煉鋼企業(yè)的合成或吹氧等工藝流程雖然要求3.2Mpa、3.5Mpa的壓力，氧壓機(jī)本身也是按工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，為了安全起見(jiàn)，迫使用戶不得不降壓使用。所以在氧壓機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)掛有“排氣壓力嚴(yán)禁超過(guò)2.6Mpa”的警示牌。由于壓力降低，氣流流速減慢，影響到工藝合成或氧化，即影響生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型就是針對(duì)氧壓機(jī)2.7Mpa這一危險(xiǎn)工作壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的。它的二級(jí)軸側(cè)腔內(nèi)的壓力始終保持小于或等于1.8Mpa，從而脫離危險(xiǎn)壓力區(qū)。
氧氣壓縮機(jī)，一般分二級(jí)壓縮，正常設(shè)計(jì)，一級(jí)排氣壓力和二級(jí)進(jìn)氣壓力為1.8Mpa，二級(jí)排氣壓力為用戶要求的最終壓力3.2Mpa或3.5Mpa等。一、二級(jí)氣缸和活塞桿分別由填料來(lái)密封，一級(jí)填料端壓力為1.8Mpa，處于壓力安全區(qū)，按常規(guī)設(shè)計(jì)即可。而二級(jí)排氣壓力為3.2Mpa或3.5Mpa，壓力都高于2.7Mpa，使填料處于高壓危險(xiǎn)區(qū)，成為燃燒源，因此是設(shè)計(jì)考慮的著重點(diǎn)。本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)二級(jí)缸時(shí)，避開(kāi)采用高壓填料。其方法是將二級(jí)雙作用氣缸的蓋側(cè)和軸側(cè)(填料端)工作腔分開(kāi)使用蓋側(cè)氣腔單獨(dú)作為高壓缸用(因該端沒(méi)有填料)，而有填料的軸側(cè)作為平衡腔。設(shè)計(jì)時(shí)取消軸側(cè)氣閥，只保留吸氣閥孔，這樣使軸側(cè)平衡腔通過(guò)吸氣閥孔與總吸氣口連通。
當(dāng)活塞向蓋側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓋側(cè)氣腔介質(zhì)受壓縮，達(dá)到二級(jí)排氣設(shè)計(jì)壓力排出，而軸側(cè)平衡腔容積變大，介質(zhì)不產(chǎn)生壓縮，腔內(nèi)壓力保持＜1.8Mpa；當(dāng)活塞向軸側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于軸側(cè)氣腔與總吸氣口連通，所以此時(shí)軸側(cè)氣腔也不產(chǎn)生壓縮，壓力仍平衡在1.8Mpa范圍。因此壓縮機(jī)整個(gè)工作過(guò)程中，二級(jí)軸側(cè)平衡腔內(nèi)壓力始終保持≤1.8Mpa。因?yàn)槎?jí)活塞桿密封填料在軸側(cè)平衡腔內(nèi)，此處壓力永遠(yuǎn)≤1.8Mpa，二級(jí)密封填料永遠(yuǎn)在安全區(qū)工作。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，將高壓級(jí)氣缸的軸側(cè)(填料端)氣缸作為平衡缸使用，使其工作壓力平穩(wěn)在高壓級(jí)的吸氣壓力1.8Mpa狀態(tài)，填料處的密封壓力即平衡在1.8Mpa以下，從而避開(kāi)了高壓填料的結(jié)構(gòu)。這樣，排氣壓力可達(dá)到3.5Mpa以上而保證不會(huì)出現(xiàn)填料處起火燃燒的危險(xiǎn)。
以下結(jié)合附圖
進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
高壓級(jí)氣缸是由蓋側(cè)氣缸4、蓋側(cè)吸氣閥1、蓋側(cè)排氣閥6、活塞3和軸側(cè)氣缸4組成，其特征是軸側(cè)氣缸4通過(guò)軸側(cè)吸氣閥孔5與總吸氣口7連通，成為平衡腔。
當(dāng)活塞向蓋側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓋側(cè)氣腔介質(zhì)受壓縮，達(dá)到二級(jí)排氣設(shè)計(jì)壓力排出，而軸側(cè)平衡腔容積變大，介質(zhì)不產(chǎn)生壓縮，腔內(nèi)壓力保持＜1.8Mpa；當(dāng)活塞向軸側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于軸側(cè)氣腔與總吸氣口連通，所以此時(shí)軸側(cè)氣腔也不產(chǎn)生壓縮，壓力仍平衡在1.8Mpa范圍。因此壓縮機(jī)整個(gè)工作過(guò)程中，二級(jí)軸側(cè)平衡腔內(nèi)壓力始終保持≤1.8Mpa。因?yàn)槎?jí)活塞桿密封填料在軸側(cè)平衡腔內(nèi)，此處壓力永遠(yuǎn)≤1.8Mpa，二級(jí)密封填料永遠(yuǎn)在安全區(qū)工作。
本實(shí)施例在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)計(jì)算連桿小頭軸承受力反向角問(wèn)題。二級(jí)高壓氣缸的軸側(cè)缸設(shè)計(jì)為平衡腔后，其活塞桿、十字頭銷(xiāo)、連桿小頭軸承等零件受力均發(fā)生很大變化，如果本列連桿小頭軸承受力無(wú)反向角或小于規(guī)定值時(shí)，極易燒研連桿小頭軸承。本設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)整氣缸的余隙容積和往復(fù)運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量等辦法，使反向角大于30度，保證壓縮機(jī)正常運(yùn)行。
權(quán)利要求1.無(wú)高壓填料的氧氣壓縮機(jī)高壓級(jí)氣缸，是由蓋側(cè)氣缸、蓋側(cè)吸氣閥、蓋側(cè)排氣閥、活塞和軸側(cè)氣缸組成，其特征是軸側(cè)氣缸通過(guò)軸側(cè)吸氣閥孔與總吸氣口連通，成為平衡腔。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種無(wú)高壓填料的氧氣壓縮機(jī)高壓級(jí)氣缸，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是氧氣壓縮機(jī)在工作運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生燃燒事故。燃燒都發(fā)生在壓力等于或大于2.7Mpa時(shí)，即在高壓填料處。如果壓力降低，氣流流速減慢，影響到工藝合成或氧化。本實(shí)用新型的要點(diǎn)和積極效果是將二級(jí)雙作用氣缸的蓋側(cè)和軸側(cè)工作腔分開(kāi)使用蓋側(cè)氣腔單獨(dú)作為高壓缸用，而有填料的軸側(cè)作為平衡腔。設(shè)計(jì)時(shí)取消軸側(cè)氣閥，只保留吸氣閥孔，這樣使軸側(cè)平衡腔通過(guò)吸氣閥孔與總吸氣口連通。填料處的密封壓力平衡在1.8Mpa以下，從而避開(kāi)了高壓填料的結(jié)構(gòu)。這樣，排氣壓力可達(dá)到3.5Mpa以上而保證不會(huì)出現(xiàn)填料處起火燃燒的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)F04B49/10GK2799898SQ200520090438
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者趙東升, 胡斌 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)申元?dú)怏w壓縮機(jī)廠