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解决气阀延迟关闭的方法及测试数据分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:当活塞到达内死点而气阀还没有全部关闭的情况,称为延迟关闭。表1-14为前面讲到的压缩机气阀升程值。气阀的定量测试,是煤油试漏做不到的,表1-15为一次压缩机气阀的泄漏检验数据值,它采用流量泄漏量测试方法。表1-15 一次压缩机气阀泄漏检验数据值图1-46 气阀泄漏检验装置a)在0.5MPa压力密封容积中检测压降 b)在0.5MPa压力用流量表检测泄漏量与金属阀片不同的是,塑料阀片可以在压缩机上,通过跑合提高密封性。表1-15 一次压缩机气阀泄漏检验数据值

解决气阀延迟关闭的方法及测试数据分析

气阀是压缩机上的重要部件,它的工作特性直接影响到压缩机的排气量和功率消耗。气阀作为一种自动阀,其阀片的运动是由阀片两侧的气体压差、弹簧力和气体动力决定的,优质的气阀功率损失仅为轴功率的3%~7%,而差的达到15%~20%,以吸入阀为例,介绍气阀应满足的性能。

1)及时开启、及时关闭,即阀片的动作要与活塞运动相匹配。若设计的弹簧力较大,气阀就不能及时打开,由于气流流通时间短,吸入量也会不足。当活塞到达内死点而气阀还没有全部关闭的情况,称为延迟关闭。这是由于活塞到达内死点后立即回行,缸内压力上升,气流就会从未关死的吸气阀倒回到吸入腔内,使吸入量减少,而且由于气流倒流的推力与弹簧力方向一致,造成气阀猛烈关闭,剧烈的碰撞会导致阀片损坏,从而降低阀的寿命。图1-43为气阀启闭的升程曲线图。

2)阀片升起时要稳定,不能产生颤振。由于弹簧力过大而产生的颤振,其结果是气流流通时间短,造成阀片撞击频率加大,寿命也会随之下降,图1-44为阀片颤振示意图

3)气阀的流通阻力小,可减少功率消耗。一般情况下,选取较大的升程,会减少气阀的径向尺寸,但是,升程过大时,又会增大阀片的冲击力,缩短其寿命,现在设计气阀多趋向于小升程、多通道、增加流通面积的方式。

气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。压缩机在运转时,阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动,产生撞击,尽管每次撞击的能量不大,但属于小能量频繁撞击,很容易产生疲劳裂纹而使阀片损坏。此外,阀片撞击到限制器时,又与弹簧发生撞击,而此时的弹簧变形量和变形速度都很大,会产生很大的应力,导致弹簧损坏。现场实际应用表明,大多数情况是弹簧先损坏,继而导致了阀片损坏。

气阀的升程一般为2~4mm,由升程限制器来调节,正常情况下,气阀生产厂家已经调节好,用户不用对其进行调整。压缩机转速高或出口压力高时,要取较小的升程。表1-14为前面讲到的压缩机气阀升程值。

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图1-43 气阀启闭的升程曲线

a)常工作 b)延迟关闭 c)阀片颤振

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图1-44 阀片颤振

表1-14 压缩机气阀升程值

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可以根据工作压力和转速确定升程h,如图1-45所示。图1-45可作为升程选取时参考。升程值确定以后,就可以计算出气阀的通道尺寸。阀片在工作时,承受往复冲击和交变弯曲载荷,因此要求阀片强度高、韧性好,耐磨性好。阀片常用的材料有30CrMnSiA、50CrMnSiA、3Cr13等;弹簧材料用50CrVA、3Cr13、60Si2Mn2等;气阀螺栓螺母材料一般选用35、40、45、35CrMo、40Cr等。

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图1-45 根据工作压力和转速确定升程

4)气阀的气密性检验。由于阀片密封是靠压差来实现的,因此,测试装置也是基于压差来实现的,气阀绝对没有泄漏是不现实的,泄漏量只要在允许范围内,就可以保证使用,如图1-46为气阀泄漏检验装置,既可以通过压力降来检验,也可以通过泄漏量来检验。实际应用上,只要泄漏量在允许范围内,就可以保证使用。

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图1-46 气阀泄漏检验装置

a)在0.5MPa压力密封容积中检测压降 b)在0.5MPa压力用流量表检测泄漏量

与金属阀片不同的是,塑料阀片可以在压缩机上,通过跑合提高密封性。在跑合期内,非金属阀片可能会因变形,无法与阀座密封面很好地贴合,导致气阀少量的泄漏,造成压缩机的级间压力和温度有一定上升,这是正常现象,现场操作人员调节压缩机使之安全度过跑合期。跑合期后,非金属阀片与阀座之间将完全贴合,其密封效果将会优于金属阀片。塑料阀片存放时,不要破坏已经密封好的塑料袋,要远离潮湿环境,保持干燥,水平放置在货架上,同时,阀片本身应避免承重导致的变形。

气阀的定量测试,是煤油试漏做不到的,表1-15为一次压缩机气阀的泄漏检验数据值,它采用流量泄漏量测试方法。

表1-15 一次压缩机气阀泄漏检验数据值

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