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從氣閥工作原理來看,氣閥工作性能將直接影響壓縮機氣缸的工作,因此,對氣閥有如下要求:

1、阻力損失小。

氣閥阻力損失大小與氣流的閥隙速度及彈簧力大小有關(guān)。氣速越高,能量損失越大;彈簧力過大,阻力損失也大,其大小按氣閥運動規(guī)律的合理性準(zhǔn)則設(shè)計確定。

2、氣閥關(guān)閉及時、迅速。

關(guān)閉時不漏氣,以提高機器的效率,延長使用期。

3、壽命長、工作可靠。

限制氣閥壽命的主要因素是閥片及彈簧質(zhì)量,一般對長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的壓縮機,希望壽命達8000小時以上;對移動式、短期或間歇運轉(zhuǎn)的壓縮機,要求可稍低些。

4、形成的余隙容積要小。

5、噪聲小,且輕便好用。

此外,還要求氣閥裝配、安裝、維修方便,加工容易等。

氣閥是往復(fù)活塞式壓縮機中的重要部件,也是易損壞的部件之一。它的好壞直接影響壓縮機的排氣量、功率消耗及運轉(zhuǎn)的可靠性。在壓縮機向高速方向發(fā)展的階段,限制轉(zhuǎn)速提高的關(guān)鍵問題之一就是氣閥。

活塞式壓縮機一般都采用"自動閥",就是氣閥的開啟與關(guān)閉是依靠閥片兩邊的壓力差實現(xiàn)的,沒有其它的驅(qū)動機構(gòu)。

如圖所示為環(huán)狀進氣閥示意圖。氣閥主要由閥座1、閥片2、彈簧3、升程限制器4和將它們組為一體的螺栓,螺母等組成。排氣閥的結(jié)構(gòu)與吸氣閥基本相同,兩者僅是閥座與升程限制器的位置互換,吸氣閥升程限制器靠近氣缸里側(cè),排氣閥則是閥座靠近氣缸里側(cè)。環(huán)狀閥因其閥片為薄圓環(huán)而得名閥座與升程限制器上都有環(huán)形或孔形通道,供氣體通過。閥片與閥座上的密封口貼合形成密封。升程限制器上有導(dǎo)向凸臺,對閥片升降起導(dǎo)向作用。

如圖為某壓縮機中氣閥閥片運動曲線。其中1為吸氣閥的運動曲線,2為排氣閥的運動曲線�？v坐標(biāo)代表升程h,橫坐標(biāo)為曲軸的轉(zhuǎn)角(或時間)。從圖中可以看出氣閥的開啟和關(guān)閉都是比較快的。并且氣閥的開啟速度總是要高于氣閥的關(guān)閉速度,這是因為氣閥的開啟過程是在活塞速度很高的階段進行的,而氣閥的關(guān)閉卻是在活塞已位移到接近止點位置,活塞速度已經(jīng)很低的情況下進行的。氣閥在啟閉過程中,閥片、升程限制器及閥座都將受到交變沖擊載荷作用,很容易造成磨損和破壞。根據(jù)某些關(guān)于氣閥的研究文獻可以看出閥片對升程限制器或閥座的沖擊力的大小與以下諸因素有關(guān):

1、閥片質(zhì)量大時,沖擊力大。故閥片質(zhì)量輕對減小沖擊力是有好處的。也可以看出用增加閥片厚度的辦法來減少閥片中的應(yīng)力并不一定能得到預(yù)期效果。壓縮機中的氣閥多采用多環(huán)窄通道氣閥,閥片質(zhì)量較輕、沖擊力將減少,這是有利的。

2、轉(zhuǎn)速n增加時沖擊力增大,且沖擊頻率也增加,閥片壽命將縮短。

3、氣閥的彈簧過軟或者由于膠著等原因,使氣閥延遲關(guān)閉,沖擊力特別大,氣閥易損壞。為了提高壽命需要加大彈簧力,但彈簧力過大也不太合適,因為此時不但會加大氣流通過氣閥的阻力損失,而且還因氣閥兩邊的壓力差不足以克服彈簧力,使閥片不能一直貼合在升程限制器上而產(chǎn)生振蕩造成總的阻力損失增加。因此為克服這一矛盾的影響,選用變剛性彈簧是比較理想的,即彈簧力在氣閥剛開啟階段較軟,以后迅速變硬,以減少氣閥對升程限制器的沖擊;關(guān)閉時,開始很迅速,后來彈簧力迅速變小,可以減少對閥座的沖擊。

4、升程h大時,沖擊力大。因此升程不宜取得過高。但升程過小,氣閥阻力會增加。因此,在兼顧不致使氣閥阻力過大的情況下,力求升程值小些。

5、從氣閥運動曲線圖中可以看出,閥片對升程限制器的沖擊速度大于對閥座的沖擊速度,但前者支承面積較大,而后者的支承面積僅僅是閥片與閥座的狹窄的密封周邊,故對閥座的沖擊應(yīng)力仍然較大,這也是它易于損壞的主要原因之一。 ,

此外,從壓縮工作循環(huán)過程來看,由于膨脹過程中壓力下降比壓縮時壓力上升來得快,因此,排出閥關(guān)閉不及時所造成的影響將會更嚴(yán)重一些。為此,排出閥上配備的彈簧剛性應(yīng)比吸入閥的彈簧剛性大些。

閥座和升程限制器均受沖擊載荷,閥座還承受閥兩側(cè)的氣體壓力差。要求材料耐沖擊并有足夠強度。閥座和升程限制器的材料可根據(jù)氣體性質(zhì)的不同和承受壓力差的不同而選擇相應(yīng)的材料。

閥片材料應(yīng)具有強度高、韌性好、耐磨、耐腐蝕性能。

氣閥彈簧一般采用碳素彈簧鋼,合金彈簧鋼及不銹鋼等材料。

壓縮機氣閥除環(huán)狀閥外,還有網(wǎng)狀閥、碟形閥、孔閥及直流閥等。其作用原理與環(huán)狀閥大體相同,但各有不同的特點。

空壓機的低壓級吸氣閥和排氣閥裝在氣缸蓋上,升程為3mm。而高壓級的吸氣閥和排氣閥裝在氣缸中部的閥室內(nèi)。氣缸及活塞均分成直徑上大下小的兩段�；钊敳恳陨蠟闅飧椎牡蛪杭壒ぷ骺臻g,空氣經(jīng)濾清器吸入氣缸。活塞中部的環(huán)形空間為高壓級工作空間,由低壓級排出的氣體經(jīng)級間冷卻器冷卻送入高壓級進一步被壓縮。為了保證安全,低壓級和高壓級分別裝有安全閥,它們的安全開啟壓力分別比額定排出壓力約高15%和10%。電動機通過彈性連軸器帶動曲軸旋轉(zhuǎn),再經(jīng)連桿,活塞銷帶動活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動。當(dāng)活塞從上止點向下止點移動時,空壓機處于吸氣過程,此時進氣閥彈簧被壓縮,閥片向下運動,于是進氣閥打開,吸入氣體。活塞回行時,即從下止點向上運動時,吸氣閥開始關(guān)閉,即閥片受其彈簧彈力作用向上運動至與閥座密合位置。當(dāng)吸、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài),活塞繼續(xù)向上運動時,氣體在缸內(nèi)被壓縮,壓力升高到排出壓力時,排氣閥閥片向上運動壓縮彈簧而開啟,壓縮過程結(jié)束。排氣閥開啟后,缸內(nèi)壓力即將保持排出壓力大小不變直到活塞行至上止點,全部氣體被排出,排氣過程結(jié)束。氣閥開啟的最大位置受升程限制器的限制。

活塞式壓縮機介紹:當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時,通過連桿的傳動,活塞便做往復(fù)運動,由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化�；钊麖臍飧咨w處開始運動時,氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時,氣體即沿著進氣管,推開進氣閥而進入氣缸,直到工作容積變到最大時為止,進氣閥關(guān)閉;活塞反向運動時,氣缸內(nèi)工作容積縮小,氣體壓力升高,當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達到并略高于排氣壓力時,排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運動到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞再次反向運動時,上述過程重復(fù)出現(xiàn)�？傊�,曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個工作循環(huán)。

卸荷器主要有以下幾種:

旁路式

(Port Type Unloader)

顧名思義,就是在吸氣閥的旁邊單獨開一個旁路通道,用單獨的卸荷器封閉該通道,不與吸氣閥發(fā)生聯(lián)系。這種卸荷器的優(yōu)點就是減少了傳統(tǒng)卸荷器對吸氣閥閥片的影響,延長了吸氣閥的使用壽命。

塞式

(Plug Type Unloader)

這種卸荷器、它的結(jié)構(gòu)與旁路卸荷器類似,只是作用于帶中心孔的Magnum閥上。卸荷器打開時,氣體通過中心孔返回入口緩沖器,卸荷器關(guān)閉時,中心孔被封住,氣閥正常工作。

余隙腔式

(Clearance Pocket Type Unloader)

這種卸荷器的工作原理就是在氣缸的缸蓋端設(shè)置了一個余隙腔,利用氣體的壓縮和自由膨脹來實現(xiàn)卸荷的。當(dāng)余隙腔打開時,被壓縮的高壓氣體一部分保留在余隙腔內(nèi),進入自由膨脹階段,這些氣體就會自由膨脹,占據(jù)了部分氣缸容積,導(dǎo)致入口吸氣量的減少,從而達到卸荷目的。當(dāng)余隙腔關(guān)閉時,氣缸正常工作。