臥式活塞壓縮機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般涉及用于壓縮氣體的活塞壓縮機，并且更具體地涉及并入自由浮動活塞布置的臥式活塞壓縮機。
【背景技術(shù)】
[0002]臥式活塞壓縮機眾所周知。這種活塞壓縮機一般為具有多個汽缸并且用于石油石化業(yè)的極大型雙動壓縮機。由壓縮機的往復(fù)部分的大質(zhì)量所導(dǎo)致的慣性力是將汽缸水平放置在機架中的主要原因。雖然可以通過平衡活塞/活塞連桿單元的移動來補償大部分這些力，但是如果剩余的力是水平指向而非垂直指向，則可以通過壓縮機的座板更容易地吸收施加在壓縮機機架上的剩余力。
[0003]臥式活塞壓縮機具有的眾所周知問題是相對于壓縮機的靜止部分(即，形成其部分的機架和汽缸)支持往復(fù)活塞/活塞連桿單元。一般而言，在十字頭側(cè)，活塞/活塞連桿單元由引導(dǎo)在機架中的十字頭支撐，而在另一側(cè)，活塞靠在汽缸壁的底部?；钊３ＴO(shè)有一個或者多個可置換帶，這些可置換帶在圓周方向上位于活塞周圍并且伸出活塞的主體。這些帶被稱為導(dǎo)向環(huán)。
[0004]隨著時間的過去，導(dǎo)向環(huán)的磨損導(dǎo)致耗盡，這僅在某些限制內(nèi)是允許的。已經(jīng)通常將油用作在活塞與汽缸壁之間的潤滑，以便防止軸承表面過度磨損并且使耗盡的發(fā)生最小化。然而，油潤滑的問題在于潤滑油可以污染壓縮氣體。正因為如此，將持續(xù)需要“無油”壓縮機。為了制造“無油”壓縮機，需要謹慎選擇導(dǎo)向環(huán)的材料并且將其緊固至活塞。在一些情況下，導(dǎo)向環(huán)由具有有利的潤滑作用和磨損性能的材料制成，諸如，通常稱為特氟龍的聚四氟乙烯(PTFE)。
[0005]如之前所提及的，臥式活塞壓縮機常常用于需要連續(xù)操作的情況。以及，雖然這種壓縮機的機械結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展為使壓縮機可以高效率地連續(xù)操作多年，但導(dǎo)向環(huán)的磨損率仍大于所期望的。由此，在實際使用中，在幾個月之后必須關(guān)閉壓縮機，以便測量導(dǎo)向環(huán)的磨損，并且以便能夠更換任何可能已經(jīng)磨損到不可接受的程度的環(huán)。
[0006]這種維護對這種類型的壓縮機的整體效率和可服務(wù)性帶來不利影響。因此，需要在活塞壓與縮機的汽缸之間提供一種使得可以連續(xù)操作壓縮機的周期遠遠長于當(dāng)前的壓縮機的改進型軸承布置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開了一種用于壓縮氣體的臥式活塞壓縮機。所述壓縮機可以包括:機架，所述機架具有沿水平軸定向的汽缸；以及活塞，所述活塞往復(fù)地容置在所述汽缸中。所述活塞可以具有內(nèi)腔以及第一端壁和第二端壁。所述活塞和所述汽缸可以形成至少一個壓縮腔，在所述壓縮腔中壓縮氣體。所述壓縮機可以進一步包括閥門和孔口，所述閥門和孔口設(shè)置在所述第一端壁的至少一部分中。所述閥門和孔口可以配置為在所述活塞的壓縮沖程期間允許氣體從所述壓縮腔進入所述內(nèi)腔。所述壓縮機還可以包括氣體軸承，所述氣體軸承用于相對于所述機架支撐所述活塞。所述氣體軸承可以包括外流開口，所述外流開口用于允許氣體從所述內(nèi)腔進入在所述活塞與所述汽缸之間的空間。所述至少一個外流開口的位置和所述氣體的壓力可能為使得允許進入所述空間的所述氣體在所述活塞連桿單元上施加向上的壓力。
[0008]在一些實施例中，所述閥門包括彈簧閥，并且所述孔口包括位于所述閥門與所述壓縮腔之間的孔口插入件。在其他非限制性實施例中，所述閥門為I英寸標稱閥門，并且所述孔口插入件具有從約2mm到約5mm的孔口直徑以及約7mm的孔道長度。要了解，這些值僅僅是示例性的，并且在不脫離本公開的范圍的情況下，可以使用其他閥門類型、大小、孔口直徑以及孔道長度。
[0009]在一些非限制性實施例中，所述外流開口配置為維持在所述內(nèi)腔與在所述活塞與所述汽缸之間的所述空間之間的約0.6到約0.8的壓差比。要了解，這些值僅僅是示例性的，并且可以使用其他值。要進一步了解，所述壓差的值由所述活塞/活塞連桿單元的質(zhì)量確定。
[0010]所述至少一個壓縮腔可以包括第一壓縮腔和第二壓縮腔，其中，所述第一壓縮腔由所述汽缸和所述活塞的所述第一端壁形成，以及所述第二壓縮腔由所述汽缸和所述活塞的所述第二壓縮壁形成。所述第一壓縮腔可以具有第一入口閥和出口閥，并且所述第二壓縮腔可以具有第二入口閥和出口閥。
[0011]當(dāng)在所述至少一個壓縮腔中的所述氣體壓力上升超過所述閥門的開啟壓力時，可以允許在所述至少一個壓縮腔中的氣體通過所述閥門進入所述活塞的所述內(nèi)腔中。
[0012]在一些實施例中，所述外流開口包括多個外流開口。所述壓縮機可以進一步包括設(shè)置在所述活塞的周邊周圍的第一導(dǎo)向環(huán)和第二導(dǎo)向環(huán)，其中，所述第一導(dǎo)向環(huán)和第二導(dǎo)向環(huán)包括多個所述外流開口。在其他實施例中，多個所述外流開口設(shè)置在所述第一導(dǎo)向環(huán)和第二導(dǎo)向環(huán)的底部。
[0013]所述壓縮機可以包括設(shè)置在所述活塞的所述周邊周圍的多個活塞環(huán)。多個所述活塞環(huán)中的至少一個活塞環(huán)可以設(shè)置在所述第一導(dǎo)向環(huán)與所述活塞的所述第一端壁之間，并且多個所述活塞環(huán)中的至少另一活塞環(huán)可以設(shè)置在所述第二導(dǎo)向環(huán)與所述活塞的所述第二端壁之間。
[0014]公開了一種用于臥式活塞壓縮機的活塞。所述活塞可以配置為往復(fù)地容置在所述壓縮機的汽缸中。所述活塞可以進一步包括內(nèi)腔以及第一端壁和第二端壁，并且可以配置為形成至少一個具有所述汽缸的壓縮腔，在所述壓縮腔中壓縮氣體。所述活塞可以進一步包括閥門和孔口，所述閥門和孔口設(shè)置在所述第一端壁的至少一部分中。所述閥門和孔口可以配置為在所述活塞的壓縮沖程期間允許氣體從所述壓縮腔進入所述內(nèi)腔。所述活塞可以形成氣體軸承，所述氣體軸承用于相對于所述壓縮機的所述機架支撐所述活塞。所述氣體軸承可以包括外流開口，所述外流開口用于允許氣體從所述內(nèi)腔進入在所述活塞與所述汽缸之間的空間。所述至少一個外流開口的位置和所述氣體的壓力可以為使得允許進入所述空間的所述氣體在所述活塞上施加向上的壓力。
【附圖說明】
[0015]附圖圖示了所公開方法的優(yōu)選實施例，這些實施例是到目前為止為實際應(yīng)用本方法的原理所設(shè)計的，在附圖中:
[0016]圖1是包括所公開的自由浮動活塞的示例性臥式雙動活塞壓縮機的橫截面圖；
[0017]圖2是用于圖1的壓縮機的示例性導(dǎo)向環(huán)的側(cè)視圖；
[0018]圖3是圖2的導(dǎo)向環(huán)沿圖2的線3-3的橫截面圖；
[0019]圖4是圖2的導(dǎo)向環(huán)的仰視圖；
[0020]圖5是所公開的自由浮動活塞(FFP)布置的示例性實施例的橫截面圖；
[0021]圖6是用于圖5的FFP中的示例性FFP閥門的橫截面圖；以及
[0022]圖7是圖5的示例性FFP布置的橫截面圖，圖示了示例性的氣體流過FFP。
【具體實施方式】
[0023]公開了一種用于臥式活塞壓縮機的改進型活塞。該改進型活塞設(shè)計為在活塞與相關(guān)聯(lián)的汽缸壁之間創(chuàng)建的氣膜上浮動，從而減少在操作中對活塞部件的磨損。通過減少磨損，與現(xiàn)有設(shè)計相比，所公開的設(shè)計使相關(guān)聯(lián)的