压缩机余隙阀的结构原理和性能优势

郭殿文+柴卓

【摘 要】 当压缩机需调节一定量的余隙，为满足压缩机的气量要求，常规的卸荷器不能满足压缩机工艺要求的气量。同时无级气量调节虽然可以实现，但要求控制复杂，并且大幅度增加了生产成本。为解决这个技术问题，余隙阀能提供一种能解决上述不足的调节压缩机余隙设置结构。

【关键词】 压缩机 余隙阀 气量 调节系统

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

炼油装置往复式压缩机的排气量一般是根据装置所需的最大容积流量或近期装置可能扩容所需的流量来选择，一般具有一定的富裕量。由于入口条件的改变（入口压力、温度等）、工艺流程或耗气设备的需求量改变，当耗气量小于压缩机的排气量时，便需要对压缩机进行气量调节，以使压缩机的排气量适应耗气量的要求，保持管网中的压力稳定。这时压缩机需要安装余隙阀调节气量。

2 结构优点

2.1 余隙阀主要包括

（1）余隙阀盖（2）活塞（3）指示器（4）余隙阀座（5）缸盖（6）轴套（7）芯轴（8）弹簧；结构见图1。

其特征是：通过系统提供仪表风控制余隙阀开关态，实现气缸余隙调节。

2.2 与现有技术相比，余隙阀的优点是

（1）余隙阀不需要手动调节，通过指示器可以观察余隙阀动作；

（2）运动平稳，调节准确，密封良好；

（3）结构简单，便于拆卸和维修，不需要复杂的电气控制。

3 工作原理

往复式压缩机上一般设有一定容积辅助余隙腔和顶开吸气阀机构，其调节机构见图2。

压开进气阀的调节幅度较大，适用于粗调节，有一定节能效果。辅助余隙调节时，辅助余隙腔接入气缸工作腔，使余隙容积增大，容积效率减小，排气量降低，但由于控制系统复杂和需要人为调整，同时节能效果不明显，大部分没有使用。

传统的余隙气量调节方法之所以节能效果不佳，其主要原因是余隙阀的阀口太小，在往复压缩和膨胀的循环过程中，流经阀口的高压气流的流速很高，功耗大，造成气流温升增加。部分行程压开吸气阀气量调节系统与余隙阀气量调节系统比较见表1。

余隙阀是在固定余隙调节的基础上，将固定余隙改变成余隙容积可调的调节方法，可调余隙缸与外侧气缸直接相通，进出余隙缸的气体几乎没有阻力损失。其安装在气缸上的装配图见图3所示。

通过控制压缩机系统流程中的电磁阀的开关来控制余隙阀上仪表风的入口压力，实现余隙阀的工作状态，电气控制系统可以通过可编程控制器（PLC）、电磁阀、仪表引压管线组成的电气位移控制系统，使余隙缸活塞按输入信号作直线位移，从而实现各级余隙容积变化的伺服控制，最终实现压缩机排气量和级间压缩比的控制。其操作规程方便简单，又节省了压缩机功耗，避免浪费多余的气量。此余隙阀结构形式可以说既省功，又省力。

4 结语

余隙阀采用比较简单的电气控制和执行机构，对整机的改造和维护费用远低于部分行程压开吸气阀调节方式；由于执行机构没有高速运动部件，几乎达到免维护；由于没有多余气量反复进出吸气阀，阻力损失小。在石化炼油等装置中，余隙阀已经越来越多的被利用于压缩机气量调节工况当中。

参考文献：

[1]郁永章.《活塞式压缩机设计》.机械工业出版社，1981.

[2]石华鑫.《活塞式压缩机设计》.西安交通大学，1964.

[3]郁永章.姜培正.孙嗣莹.《压缩机工程手册》.中国石化出版社，2011.

[4]林高平，顾兆林，郁永章.气体临界状态附近压缩机级吸气系数的计算与分析[J].西安交通大学学报，1998年01期.

[5]濮伟.活塞式压缩机容积系数对排气量的影响分析[J].压缩机技术，2001年01期.

[6]梁忠雄.阀孔余隙容积的计算[J].压缩机技术，1989年02期.endprint

【摘 要】 当压缩机需调节一定量的余隙，为满足压缩机的气量要求，常规的卸荷器不能满足压缩机工艺要求的气量。同时无级气量调节虽然可以实现，但要求控制复杂，并且大幅度增加了生产成本。为解决这个技术问题，余隙阀能提供一种能解决上述不足的调节压缩机余隙设置结构。

【关键词】 压缩机 余隙阀 气量 调节系统

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

炼油装置往复式压缩机的排气量一般是根据装置所需的最大容积流量或近期装置可能扩容所需的流量来选择，一般具有一定的富裕量。由于入口条件的改变（入口压力、温度等）、工艺流程或耗气设备的需求量改变，当耗气量小于压缩机的排气量时，便需要对压缩机进行气量调节，以使压缩机的排气量适应耗气量的要求，保持管网中的压力稳定。这时压缩机需要安装余隙阀调节气量。

2 结构优点

2.1 余隙阀主要包括

（1）余隙阀盖（2）活塞（3）指示器（4）余隙阀座（5）缸盖（6）轴套（7）芯轴（8）弹簧；结构见图1。

其特征是：通过系统提供仪表风控制余隙阀开关态，实现气缸余隙调节。

2.2 与现有技术相比，余隙阀的优点是

（1）余隙阀不需要手动调节，通过指示器可以观察余隙阀动作；

（2）运动平稳，调节准确，密封良好；

（3）结构简单，便于拆卸和维修，不需要复杂的电气控制。

3 工作原理

往复式压缩机上一般设有一定容积辅助余隙腔和顶开吸气阀机构，其调节机构见图2。

压开进气阀的调节幅度较大，适用于粗调节，有一定节能效果。辅助余隙调节时，辅助余隙腔接入气缸工作腔，使余隙容积增大，容积效率减小，排气量降低，但由于控制系统复杂和需要人为调整，同时节能效果不明显，大部分没有使用。

传统的余隙气量调节方法之所以节能效果不佳，其主要原因是余隙阀的阀口太小，在往复压缩和膨胀的循环过程中，流经阀口的高压气流的流速很高，功耗大，造成气流温升增加。部分行程压开吸气阀气量调节系统与余隙阀气量调节系统比较见表1。

余隙阀是在固定余隙调节的基础上，将固定余隙改变成余隙容积可调的调节方法，可调余隙缸与外侧气缸直接相通，进出余隙缸的气体几乎没有阻力损失。其安装在气缸上的装配图见图3所示。

通过控制压缩机系统流程中的电磁阀的开关来控制余隙阀上仪表风的入口压力，实现余隙阀的工作状态，电气控制系统可以通过可编程控制器（PLC）、电磁阀、仪表引压管线组成的电气位移控制系统，使余隙缸活塞按输入信号作直线位移，从而实现各级余隙容积变化的伺服控制，最终实现压缩机排气量和级间压缩比的控制。其操作规程方便简单，又节省了压缩机功耗，避免浪费多余的气量。此余隙阀结构形式可以说既省功，又省力。

4 结语

余隙阀采用比较简单的电气控制和执行机构，对整机的改造和维护费用远低于部分行程压开吸气阀调节方式；由于执行机构没有高速运动部件，几乎达到免维护；由于没有多余气量反复进出吸气阀，阻力损失小。在石化炼油等装置中，余隙阀已经越来越多的被利用于压缩机气量调节工况当中。

参考文献：

[1]郁永章.《活塞式压缩机设计》.机械工业出版社，1981.

[2]石华鑫.《活塞式压缩机设计》.西安交通大学，1964.

[3]郁永章.姜培正.孙嗣莹.《压缩机工程手册》.中国石化出版社，2011.

[4]林高平，顾兆林，郁永章.气体临界状态附近压缩机级吸气系数的计算与分析[J].西安交通大学学报，1998年01期.

[5]濮伟.活塞式压缩机容积系数对排气量的影响分析[J].压缩机技术，2001年01期.

[6]梁忠雄.阀孔余隙容积的计算[J].压缩机技术，1989年02期.endprint

【摘 要】 当压缩机需调节一定量的余隙，为满足压缩机的气量要求，常规的卸荷器不能满足压缩机工艺要求的气量。同时无级气量调节虽然可以实现，但要求控制复杂，并且大幅度增加了生产成本。为解决这个技术问题，余隙阀能提供一种能解决上述不足的调节压缩机余隙设置结构。

【关键词】 压缩机 余隙阀 气量 调节系统

【Abstract】 When the compressor need to adjust the clearance of a certain amount， to meet the requirements of the air compressor， the normal unloading device can not meet the requirement of the compressor process gas. Although stepless volume adjustment can be implemented at the same time， but it requires complex control， and greatly increased the cost of production. In order to solve the technical problem， clearance valve can provide a kind of measure to solve the shortage of compressor set clearance structure adjustment.

【Keywords】 compressor； clearance valve；gas；regulating system

1 前言

炼油装置往复式压缩机的排气量一般是根据装置所需的最大容积流量或近期装置可能扩容所需的流量来选择，一般具有一定的富裕量。由于入口条件的改变（入口压力、温度等）、工艺流程或耗气设备的需求量改变，当耗气量小于压缩机的排气量时，便需要对压缩机进行气量调节，以使压缩机的排气量适应耗气量的要求，保持管网中的压力稳定。这时压缩机需要安装余隙阀调节气量。

2 结构优点

2.1 余隙阀主要包括

（1）余隙阀盖（2）活塞（3）指示器（4）余隙阀座（5）缸盖（6）轴套（7）芯轴（8）弹簧；结构见图1。

其特征是：通过系统提供仪表风控制余隙阀开关态，实现气缸余隙调节。

2.2 与现有技术相比，余隙阀的优点是

（1）余隙阀不需要手动调节，通过指示器可以观察余隙阀动作；

（2）运动平稳，调节准确，密封良好；

（3）结构简单，便于拆卸和维修，不需要复杂的电气控制。

3 工作原理

往复式压缩机上一般设有一定容积辅助余隙腔和顶开吸气阀机构，其调节机构见图2。

压开进气阀的调节幅度较大，适用于粗调节，有一定节能效果。辅助余隙调节时，辅助余隙腔接入气缸工作腔，使余隙容积增大，容积效率减小，排气量降低，但由于控制系统复杂和需要人为调整，同时节能效果不明显，大部分没有使用。

传统的余隙气量调节方法之所以节能效果不佳，其主要原因是余隙阀的阀口太小，在往复压缩和膨胀的循环过程中，流经阀口的高压气流的流速很高，功耗大，造成气流温升增加。部分行程压开吸气阀气量调节系统与余隙阀气量调节系统比较见表1。

余隙阀是在固定余隙调节的基础上，将固定余隙改变成余隙容积可调的调节方法，可调余隙缸与外侧气缸直接相通，进出余隙缸的气体几乎没有阻力损失。其安装在气缸上的装配图见图3所示。

通过控制压缩机系统流程中的电磁阀的开关来控制余隙阀上仪表风的入口压力，实现余隙阀的工作状态，电气控制系统可以通过可编程控制器（PLC）、电磁阀、仪表引压管线组成的电气位移控制系统，使余隙缸活塞按输入信号作直线位移，从而实现各级余隙容积变化的伺服控制，最终实现压缩机排气量和级间压缩比的控制。其操作规程方便简单，又节省了压缩机功耗，避免浪费多余的气量。此余隙阀结构形式可以说既省功，又省力。

4 结语

余隙阀采用比较简单的电气控制和执行机构，对整机的改造和维护费用远低于部分行程压开吸气阀调节方式；由于执行机构没有高速运动部件，几乎达到免维护；由于没有多余气量反复进出吸气阀，阻力损失小。在石化炼油等装置中，余隙阀已经越来越多的被利用于压缩机气量调节工况当中。

参考文献：

[1]郁永章.《活塞式压缩机设计》.机械工业出版社，1981.

[2]石华鑫.《活塞式压缩机设计》.西安交通大学，1964.

[3]郁永章.姜培正.孙嗣莹.《压缩机工程手册》.中国石化出版社，2011.

[4]林高平，顾兆林，郁永章.气体临界状态附近压缩机级吸气系数的计算与分析[J].西安交通大学学报，1998年01期.

[5]濮伟.活塞式压缩机容积系数对排气量的影响分析[J].压缩机技术，2001年01期.

[6]梁忠雄.阀孔余隙容积的计算[J].压缩机技术，1989年02期.endprint