国内压缩机气量无级调节技术研究应用现状

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时间：2016-06-15 22:52:48

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国内压缩机气量无级调节技术研究应用现状　　随着石油化工工艺的不断变化和能源的日益紧张，要求压缩机能够在更大的范围内实现排气量连续调节。大功率的压缩机通常用旁通回流调节的方式，虽然能

　　随着石油化工工艺的不断变化和能源的日益紧张，要求压缩机能够在更大的范围内实现排气量连续调节。大功率的压缩机通常用旁通回流调节的方式，虽然能满足下游工艺生产的需要，但造成了能源的巨大浪费。此外，旁通调节方式在控制方面也存在一些问题，于是人们开始研究将压缩机的流量控制改为气量无级调节系统，投用后取得了成功。现将有关研究应用的情况介绍如下。

　　西安交通大学研制的BYH-6/10喷油滑片空气压缩机采用了独特的滑片卸荷轴承结构和密封端板结构，先进的设计方法，建立多种物理数学模型，运用计算机进行理论计算，确定压缩机热力参数和结构参数，使之具有结构简单、体积小、重量轻、排气量大、排气压力高、排气量可随负荷变化无级自动调节，排气量基本不受压力变化影响等特点。样机经505小时的测试试验和1979小时的现场工业性试验表明，该机运行平稳、可靠性高、噪音低、易损件少、便于维护，可用于各型深井和中深井钻机，也可作为其它场合的压缩空气动力源使用。已在四川省石油局投入小批量生产[1]。

　　西安交通大学发明了CN200710018568.6[2]一种往复活塞压缩机排气量无级调节方法，该方法由压缩机的满负荷运行的最大排气量和实际所需排气量确定占空比，通过一个控制系统和一个或多个能够压开吸气阀的执行机构，控制压缩机吸气阀的强制压开或自由开闭，使压缩机加载循环与空载循环间隔分布并符合占空比，从而均匀的提供所需排气量。该发明具有可实现排气量0～100％连续调节、压力波动小、节能降噪、简单可靠的调节效果。

　　武汉理工大学发明了CN200820066897.8[3]活塞往复式压缩机余隙无级调节装置，它包括余隙容积缸(3)、设置在余隙容积缸(3)内的余隙容积缸活塞(301)、用于驱动余隙容积缸活塞(301)的动力系统及其控制系统；余隙容积缸(3)的一端与压缩机气缸(1)缸头外侧气缸(101)联通。该实用新型装置优点：压缩机可根据需要，通过动力系统及其控制系统调节余隙容积缸活塞在余隙容积缸内的位置，从而调节压缩机气缸的余隙容积，使得压缩机输出气量能在较大的范围内进行无级调节，节能效果好，操控简单，能连续自动地调整压缩机余隙容积的大小，保持输出气量的压力稳定。

　　上海交通大学发明了CN200610148229.5[4]压比无级可调的小排量压气装置，属于机械工程领域内的压缩机技术。包括：低压筒、压气机、高压单元、控制器、送气阀、来气阀、进气阀、排气阀。其中，高压单元包括：四个高压筒、三个电动蝶阀、压力传感器、输入气阀、输出气阀。压气机将低压筒中的气体压缩后送入高压单元，控制器在接收到压力传感器的压力信号后控制各电动蝶阀动作，通过各高压筒的作用，使气体达到指定压力并输出。该发明提供的压气装置小巧、轻便，结构紧凑，便于安装，既可以达到很高的压比，也可以连续无级改变压比，是一种航空、航海、水下作业等特殊工作场合所需要的压气装置。

　　浙江大学宋健等人针对活塞式压缩机开发了排气量全量程无级调节系统[5]。从活塞式压缩机的实际工作循环入手，分析了全量程气量无级调节的基本原理，建立了全量程气量无级调节热力计算的数学模型，推导了变工况下的多级压缩机状态参数与压开进气阀时间的数学关系。整个系统由执行机构和监控系统两部分组成，主要实现液压分配器和压缩机的同步运转功能与排气量、级间压力的调节功能。液压分配器是执行机构的核心部件。监控系统由上下位机构成，伺服电机与控制器构成下位机，PC机配以组态软件MCGS构成上位机。在实验室搭建无级调节系统，应用到3L10/8二列二级双缸作用L型空气压缩机。初步实现压缩机与液压分配器的同步运转以及排气量、级间压力、排气温度的调节控制。分析不同压开时间，排气量、级间压力和排气温度的变化规律，并与理论计算值比较，得到实验结论。

　　浙江大学的科研人员还设计发明了相关的进气阀机构。如CN200610155395.8[6]一种基于时间控制顶开活塞压缩机进气阀的装置。此装置主要由外套筒，内套筒和中间旋转轴组成。来自供油系统的连续压力油从进油口进入，经油压分配器调节后成为压力脉冲油，并从出油口输出。通过内套筒在轴向的移动，改变出油口对应于油压作用区的不同位置实现不同的液压作用时间，改变进气阀的顶开持续时间。顶开时间越长，气缸内气体回流越多，实际被压缩的气体量越少，从而达到改变压缩机排气量的目的。内套筒出油孔对应于旋转轴油压作用区的具体位置由压缩机需要调节的排气量来决定。该装置使活塞压缩机排气量在10～100％范围内实现无级连续的调节。

　　再如，CN99203764.6[7]一种用于压缩机的气阀是在传统压缩机气阀的阀腔内设置包括定位杆、套筒、压阀筒，具有内外弹簧的弹簧座、导板和导向杆的气量调节装置。定位杆位于阀腔中心，依次穿越升程限制器、阀座、套筒、弹簧座和导板，其中压阀筒以滑动配合套在套筒外，其压爪伸入阀座通孔触及阀片，与定位杆同轴线的加力杆自阀外置入阀腔经气量调节部件施力于阀片，利用加力杆改变阀片受力大小即可实现气量无级调节，该阀阀片使用寿命长。