專利名稱：活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積減小方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積的減小方法。
背景技術(shù)：
由于活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運轉(zhuǎn)等方面的需要，氣缸中某些 部位留有一定的空間或間隙，壓縮機在排氣終了時，活塞不可能與氣缸端部的壁面相貼合，氣缸內(nèi)必然殘存一'h部分高壓氣體，將這部分高壓氣體在該 狀態(tài)下所占據(jù)的氣缸容積稱為余隙容積。壓縮機在以下幾個部位存在著余隙容積1、活塞運動排氣行程終了時，活塞端面與氣缸端面之間的間隙；2、 氣缸鏡面與活塞外圓周(從端面到第一道活塞環(huán))之間的間隙；3、由于氣 閥至氣缸容積的通道所形成的容積。對于壓縮機的余隙容積，有的是結(jié)構(gòu)上 的需要所必須的，有的是難以消除的。壓縮機在一個循環(huán)的排氣終了時，由于余隙容積內(nèi)仍存有未能排出的高 壓氣體，所以余隙容積的存在直接減小了壓縮機的排氣量。同時，余隙容積 內(nèi)所殘存的高壓氣體在活塞回程的初始階段首先進行膨脹，只有當這部分氣吸氣，所以余隙容積的存在還造成了吸氣過程的推遲，吸氣量的減少。吸氣 量的減少最終也自然要影響到壓縮機的排氣量。另外，余隙容積內(nèi)的氣體隨 著活塞的往復運動，時而膨脹，時而又被壓縮，壓縮機需要對這一部分氣體 不斷地做著無用功。總之，余隙容積對壓縮機的生產(chǎn)能力和效率是有影響， 余隙容積過大會使壓縮機的生產(chǎn)能力和效率急劇下降。因此，在保證壓縮機 安全運行的前提下，余隙容積應盡可能地小。當前，對于一臺現(xiàn)有的活塞式壓縮機，如氣缸端面余隙容積過大，減小 方法有1、更換活塞，增大活塞厚度，具體地講，將活塞更換為厚度更大的活塞， 減小活塞與氣缸端面的間隙，A/v而減小氣缸端面余隙容積，此方法需更換活 塞，成本高；2、 在活塞的頂端設置凸頭以消除活塞和氣缸端面之間的間隙，此方法設 置的凸臺隨活塞運動,承受較大的慣性力,凸臺還承受氣體壓縮、膨脹、吸氣、 排氣過程中的交變應力作用，凸臺聯(lián)接的可靠性受到較大影響，壽命會縮短，僅適用于4氐轉(zhuǎn)速的才幾組；3、 更換氣釭蓋，增大氣缸蓋的厚度，具體地講，將氣缸蓋更換為厚度更 大的缸蓋，使氣缸蓋深入氣缸內(nèi)鏡面的尺寸更多些，從而減小氣缸端面余隙 容積，此方法需更換釭蓋，成本高；4、 通過調(diào)整氣缸蓋的墊片進行余隙容積的調(diào)整，此方法調(diào)整的余量是有 限的，墊片厚度過小將降低氣缸與氣缸蓋的密封性能；5、 減薄氣缸蓋與氣缸體聯(lián)接法蘭面的厚度，使氣缸蓋內(nèi)壁更深入氣缸內(nèi) 鏡面，此方法調(diào)整的余量是有限的，缸蓋法蘭面厚度減小將影響缸蓋的強度 和剛度，影響機組的安全可靠運行和密封性能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種活塞式壓縮機氣缸端面余隙容 積減小方法。解決上述技術(shù)問題所使用的技術(shù)方案是在現(xiàn)有氣缸蓋的內(nèi)端面增加一 塊適當厚度的鋼板，鋼板與缸蓋配鉆螺釘孔，在缸蓋上進行攻絲，通過緊固 螺釘來聯(lián)接鋼板和缸蓋，鋼板厚度根據(jù)需要調(diào)整的余隙容積量而定。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過提供一種活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積減 小方法來實現(xiàn)本發(fā)明所述活塞式壓縮機氣缸具有氣缸體、氣缸蓋、活塞和活 塞桿，活塞在活塞桿的帶動下在氣缸體內(nèi)往復運動，其特征在于所述方法包 括根據(jù)氣缸蓋的內(nèi)端面的直徑計算鋼板的直徑，根據(jù)需要消除的余隙容積 計算鋼板的厚度；將鋼板加工成計算的形狀；利用螺釘或者通過焊接將鋼板 和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接。所述鋼板的半徑比氣釭體的半徑小5mm左右。當利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接時，所述鋼板的材 料可以是Q235或16Mn。利用螺釘將將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接的步驟可包括將 鋼板放置在氣缸蓋的內(nèi)端面上，調(diào)整好位置之后，在鋼板和氣缸蓋的對應位 置處配鉆孔以進行定位；按均勻間距在鋼板和氣缸蓋上配鉆螺釘孔，并將氣缸蓋上的螺釘孔加工成沉頭孔；在氣缸蓋上形成的沉頭孔中進行攻絲以形成螺紋孔；對鋼板上的螺釘孔進行鉸孔，以使鋼板上的螺釘孔的直徑大于氣缸 蓋的螺紋孔直徑；利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面緊固在一起。所述方法還可包括將鋼板上的通孔形成沉頭孔，所述螺釘是沉頭螺釘， 所述螺釘?shù)念^部不超出鋼板的平面。在氣缸蓋上加工的沉頭孔的深度是螺釘?shù)穆菥嗟乃谋?。所述方法還可包括在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面緊固在一起之前 用螺紋清洗劑清洗螺釘孔。所述方法還可包括在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面緊固在一起之前 在螺釘上涂抹螺紋鎖固劑。所述方法還可包括在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面緊固在一起之后 將螺釘與鋼板點焊在一起，然后加工鋼板的平面。加工后的鋼斧反的平面的平整度可為士0.5mm。當通過焊接將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接時，所述氣缸蓋和 鋼板的材料均為^4閃或Q235。通過焊接將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接的步驟進一步包括 按一定間距在鋼板上鉆通孔；將鋼板放在氣缸蓋的內(nèi)端面上并調(diào)整好位置， 在通孔處對稱地將鋼板與氣缸蓋焊接在一起，其中，焊瘤不突出鋼板之外； 清除焊渣。本發(fā)明的有益效果是減小機組的余隙容積，增大了機組排氣量，提高 了機組效率。對于多級活塞式壓縮機，中間級和末級氣缸余隙容積減小，能 降低機組上一級氣缸的排氣溫度和排氣壓力，優(yōu)化機組的性能。加工方法簡 單，投資省，改造周期短。鋼板經(jīng)螺栓緊固后，增加的各聯(lián)接件不與缸蓋直 接焊接，缸蓋不鉆通孔，不影響缸蓋作為受壓容器的本體結(jié)構(gòu)和安全性能， 不影響缸蓋的使用壽命。鋼板內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面平整，機組在正常運行時，緊 固螺栓不受剪切力作用，所受拉應力和壓應力很小，提高了可靠性，保證了 機組的安全可靠運行。


通過下面結(jié)合示例性地示出一例的附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其 它目的和特點將會變得更加清楚，其中圖1為現(xiàn)有活塞式壓縮機氣缸蓋安裝示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機氣缸蓋外形示意圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋沉頭螺釘布置示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明的氣釭蓋局部放大圖。圖中標記為氣缸蓋l、鋼板2、沉頭螺釘3、氣缸體4、氣閥5、活塞6、活塞桿7。
具體實施方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。如圖l所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，活塞式壓縮機包括氣缸蓋1、氣缸體4、活 塞6和活塞桿7。氣缸體4的一端是開口的，氣缸蓋1被密封地安裝在氣缸 體4的開口端?；钊?被容納于氣缸體4中，活塞桿7與活塞6連接，并穿 過氣缸體4的另一端，從而帶動活塞6在氣缸體4內(nèi)往復運動以壓縮氣缸體 4內(nèi)的氣體。在氣缸體4的壁上還設置有氣閥5,以將被將要被壓縮的氣體引 入氣缸內(nèi)和將被壓縮的氣體排出。此外，不同類型的氣缸蓋的內(nèi)部可具有冷 卻水室或氣室，在氣缸蓋上可形成有進水口 (或進氣口) ll和出水口 (出氣 口 ) 12。下面將參照附圖2至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機氣缸端面余隙 容積減小方法。圖2為根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機氣缸蓋外形示意圖；圖3 為根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋沉頭螺釘布置示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋局 部放大圖。首先，根據(jù)氣缸蓋1內(nèi)端面的直徑和需要消除的余隙容積，計算鋼板的 厚度并加工制作鋼板2。鋼板宜采用Q235或16Mn鋼板。優(yōu)選地，鋼板2的 半徑比氣缸蓋的內(nèi)壁的半徑小5mm左右，最好對鋼板的棱邊進行倒圓，或進 行45°倒角。然后，將加工好的鋼板2與氣缸蓋1的內(nèi)端面同軸地固定在一起。其中， 鋼板2和氣缸蓋1可通過螺釘固定地連接。下面將詳細介紹利用螺釘將鋼板1和氣缸蓋1互相連接的步驟。首先，將加工好的鋼板2放在氣缸蓋1的內(nèi)端面上，調(diào)整好位置，配鉆 孔進行定位，以防止鋼板2與氣缸蓋1發(fā)生相對位移。按一定間距在鋼才反2和氣缸蓋1上配鉆螺4丁孔，例如，在鋼板2上鉆通孔，在氣缸蓋l上鉆沉頭孔。在氣缸蓋上鉆削的深度依據(jù)氣缸蓋的厚度而定， 鉆孔深度以四倍螺距為宜，以防鉆削深度過大導致氣缸蓋1上的冷卻室被鉆 穿而發(fā)生泄漏。所述螺釘孔最好如圖3所示按照均勻間距形成。
然后，在氣缸蓋1的沉頭孔中進行攻絲。在攻絲之后，可用鉆頭對鋼板
2的螺釘孔進行倒角處理，并使安裝后的沉頭螺釘3的頭部不超過鋼板平面。
此外，也可使用其它類型的螺釘，但安裝后的螺釘?shù)念^部最好不超過鋼板平面。
此外，根據(jù)氣缸蓋1上的螺紋孔直徑，可對鋼才反2進行4交孔，以使鋼板 2上的螺紋孔直徑大于氣缸蓋1上的螺紋孔直徑。為了防止機械加工殘屑進 入氣缸體4內(nèi)，可用螺紋清洗劑清洗螺釘孔。在晾干螺釘孔后，在沉頭螺釘 3上涂抹螺紋鎖固劑，用沉頭螺釘3緊固鋼板2和氣缸蓋1,使其貼合良好。
將連接在一起的鋼板2和氣缸蓋1固化24小時后，點焊接每一個沉頭螺 釘3和鋼板2，防止;^動現(xiàn)象發(fā)生，并將表面打磨平整。
釆用合適的機械加工方法加工氣缸蓋1上的鋼板2，使表面平整度達到 土0.5mm的要求為宜。
有無冷卻水室、氣室的活塞式壓縮機氣缸蓋均可采用此方法減小氣缸蓋 余隙容積。
雖然本發(fā)明公開了以螺紋連接的方式在氣缸蓋的內(nèi)端面上增加鋼板來減 小活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積的方法，但是本發(fā)明不限于此。在氣缸蓋 和鋼板均為鑄鋼或Q235等可焊性很好的鋼材時，可采用焊接的方式將鋼板 連接到氣缸蓋的內(nèi)端面上。具體方法為按一定間距在鋼板2上鉆通孔，將 加工好的鋼板2放在氣缸蓋1的內(nèi)端面上，調(diào)整好位置，用電焊方法在通孔 處將鋼板2與氣缸蓋1焊接在一起，焊瘤不得突出鋼板2，以防焊瘤與活塞 接觸產(chǎn)生撞缸事故，焊接完后清除干凈焊渣，應用該方法的過程中，應根據(jù) 鋼板2上通孔的布置情況對稱焊接，嚴格保證焊接工藝，以減小熱應力的產(chǎn) 生。
根據(jù)本發(fā)明的該方法增加的鋼板不隨活塞運動，不承受慣性力的作用， 聯(lián)接方法可靠，加工制作簡單，成本低，使用壽命長，對低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速的 機組都適用，能提高壓縮機組效率，降低機組比功率，增大機組排氣量，降 低機組上一級的排氣溫度，優(yōu)化機組性能，提高機組運行可靠性，在活塞式 壓縮機的維修、使用行業(yè)有較為重要的應用前景。本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各 種變形和〗務改。
本說明書的內(nèi)容全部包含于此。
權(quán)利要求
1、一種活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積減小方法，所述活塞式壓縮機氣缸具有氣缸體、氣缸蓋、活塞和活塞桿，活塞在活塞桿的帶動下在氣缸體內(nèi)往復運動，其特征在于所述方法包括根據(jù)氣缸蓋內(nèi)端面的直徑計算鋼板的直徑，根據(jù)需要消除的余隙容積計算鋼板的厚度；將鋼板加工成所計算的形狀；利用螺釘或者通過焊接將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述鋼板的半徑比氣缸蓋的內(nèi) 端面的半4圣小5mm。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于當利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的 內(nèi)端面同軸地固定連接時，所述鋼板的材料是Q235或16Mn。
4、 如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于利用螺釘將鋼 板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接的步驟進一步包括將鋼板放置在氣缸蓋的內(nèi)端面上，調(diào)整好位置之后，在鋼板和氣缸蓋的 對應位置處配鉆孔以進行定位；按均勻間距在鋼板和氣缸蓋上配鉆螺釘孔，并將氣缸蓋上的螺釘孔加工 成沉頭孑L;在氣缸蓋上形成的沉頭孔中進行攻絲以形成螺紋孔； 對鋼板上的螺釘孔進行鉸孔，以使鋼板上的螺釘孔的直徑大于氣缸蓋的 螺紋孔直徑；利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面緊固在一起。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于將鋼板上的通孔形成沉頭孔， 所述螺釘是沉頭螺釘，被安裝的螺釘?shù)念^部不超出鋼板的平面。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在氣缸蓋上加工的沉頭孔的深 度是螺釘?shù)穆菥嗟乃谋丁?br> 7、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的 內(nèi)端面緊固在一起之前用螺紋清洗劑清洗螺釘孔。
8、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的 內(nèi)端面緊固在一起之前在螺釘上涂抹螺紋鎖固劑。
9、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在利用螺釘將鋼板和氣缸蓋的 內(nèi)端面緊固在一起之后將螺釘與鋼板點焊在一起，然后加工鋼板的平面。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于加工后的鋼板的平面的平整 度為± 0.5mm。
11、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于當通過焊接將鋼板和氣 缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接時，所述氣缸蓋和鋼板的材料均為鑄鋼或 Q235。
12、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過焊接將鋼板和氣缸 蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接的步驟進一步包括按一定間距在鋼板上鉆通孔；將鋼板放在氣缸蓋的內(nèi)端面上并調(diào)整好位置，在所述通孔處對稱地將鋼 板與氣缸蓋焊接在一起，其中，焊瘤不突出鋼板之外； 清除焊渣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積減小方法，所述活塞式壓縮機氣缸具有氣缸體、氣缸蓋、活塞和活塞桿，活塞在活塞桿的帶動下在氣缸體內(nèi)往復運動，所述方法包括根據(jù)氣缸蓋的內(nèi)端面的直徑和需要消除的余隙容積計算鋼板的直徑和厚度；將鋼板加工成計算的形狀；利用螺釘或者通過焊接將鋼板和氣缸蓋的內(nèi)端面同軸地固定連接。所述活塞式壓縮機氣缸端面余隙容積減小方法減小了機組的余隙容積，增大了機組排氣量，提高了機組效率。
文檔編號F04B39/00GK101634289SQ20091016744
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者勇 張, 張?zhí)珡? 李文杰, 明 虞 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司