【文章內容簡介】 方式等要求專門設計制造。用戶有特殊要求時，可在技術洽談時提出，在技術協(xié)議中明確。因我公司的主要機型是D型和M型，所以我公司的氣缸主要都是臥式布置的氣缸。在多數情況下，我公司工藝流程用壓縮機的低壓氣缸常用灰鐵鑄件，壓力較高的用球墨鑄鐵，再高些的用鑄鋼，高壓氣缸一般用鍛鋼制造。缸徑較小的氣缸，缸座和缸體常做成整體，大直徑的氣缸缸座和缸體常分開制造。氣缸的作用形式大部分是雙作用式氣缸，氣體上進下排，氣閥布置在缸體的徑向，軸側有填料箱，蓋側有氣缸蓋或余隙閥。氣缸的冷卻基本都是水冷，下進上出。絕大部分的氣缸都配有干式缸套。缸套壁厚一般不小于12mm。缸套與缸體應為過盈配合，用臺肩定位。對注油潤滑的壓縮機，氣缸上配有若干個注油接頭，與注油器相聯(lián)。對有在線控制要求的機組，在氣缸的內外止點處配有示功孔。當工作介質為烷烴類和烯烴類氣體，且平均分子量大于12時，冷卻水的進水溫度應比氣體進口溫度高出6℃，但不超過16℃。當工作介質中含氨、含乙炔類氣體時所有臨氣零件不可使用銅或銅合金制造；當工作介質中含氯離子時不宜使用鋁或鋁合金以及奧氏體不銹鋼制造的零件。當輸送飽和氣體或工作介質中可能帶液時，氣缸應水平布置，排氣閥應布置在氣缸下方。在垂直位置沒有排氣閥時，氣缸上通常會設有排液孔或排液溝槽?！』钊钊彩腔钊綁嚎s機中的重要部件之一，型式種類和所用的材料也非常多。活塞部件一般由活塞體、活塞桿、活塞環(huán)、導向環(huán)構成，活塞體在氣缸中與氣缸一起形成氣缸的工作腔，活塞桿傳遞往復運動和動力，導向環(huán)支承活塞（故也稱作支承環(huán)），活塞環(huán)起密封氣體的作用?；钊h(huán)和導向環(huán)是活塞式壓縮機的易損件，當磨損量達到一定值時需要更換?；钊考凶钪饕氖腔钊w和活塞桿，這兩個零件常分開制造，小直徑的活塞也有整體制造的。與氣缸一樣，活塞的設計制造也要根據壓縮機的介質、壓力、溫度、潤滑方式、冷卻方式等要求來考慮。對直徑較大的活塞，活塞一般是空心結構，相當于一個外壓容器，這種活塞一般在活塞外端表面上或活塞環(huán)槽底面上有一個通氣孔，單孔直徑一般為3mm。此孔的作用是減小活塞體內外的壓差，使活塞端面的載荷不致太大。在本公司的工藝流程用往復活塞式壓縮機中，多數機器都是無油潤滑或少油潤滑的。對無油潤滑的壓縮機，導向環(huán)（支承環(huán)）通常采用以聚四氟乙烯為基體的材質，（隨著材料技術的進步， MPa），缸內工作溫度不宜高于150℃；對注油潤滑的壓縮機，支承部分常用鉛基軸承合金，缸內工作溫度不宜高于180℃。導向環(huán)的結構形式有整體式和帶開口的兩種，本公司常用的是帶開口的結構，以便于安裝和維修?；钊h(huán)是用來密封活塞與氣缸間隙的元件，它鑲嵌于活塞的環(huán)槽內。工作時環(huán)的外圓緊貼氣缸的工作鏡面，背向高壓氣體一側的端面，緊壓在環(huán)槽相向的側面上，以阻塞間隙密封氣體。為保證活塞環(huán)在經一定量的磨損后仍能緊貼氣缸鏡面，活塞環(huán)一般都帶有切口。有切口就有縫隙，就有泄漏，故活塞環(huán)一般都需要二道或多道同時使用?；钊h(huán)貼于氣缸鏡面，首先是由于活塞環(huán)本身的彈力所致，這一彈力稱為初彈力。但是在壓縮機工作時活塞環(huán)作用于氣缸鏡面的壓力往往靠的是氣體壓力。對活塞直徑較大的無油潤滑機組，由于塑料環(huán)本身的彈力較小，為保證一定的初彈力，活塞環(huán)常會采用帶張力環(huán)的結構。本公司的活塞桿常用優(yōu)質中碳合金鋼或馬氏體沉淀不銹鋼來制造。活塞桿常用的表面處理有表面離子氮化和表面噴涂硬質合金，以在活塞桿的摩擦表面形成較硬的耐磨層。為提高活塞桿和填料部件的使用壽命，活塞桿通過氣缸的壓力填料、隔離填料、刮油圈等部件的表面粗糙度要求都較高?；钊麠U上的螺紋都是用滾壓方法制成的?；钊麠U與十字頭及活塞桿與活塞體的聯(lián)接有手動上緊和液壓上緊二種（活塞桿與活塞體的聯(lián)接也有少量機器的用加熱法上緊的），活塞力噸位較小的機組（10噸及10噸以下）采用手動方式上緊，活塞力噸位較大的機組常采用液壓方式上緊。本公司的一些小噸位機組，常采用活塞桿內部通油的方式來冷卻活塞桿，這種冷卻方式可將活塞桿與填料的摩擦熱直接帶走，熱傳導的效率相對較高，這也是我公司的一項專有技術。 壓力填料壓力填料（也稱氣缸填料）是指裝在氣缸軸側，防止氣缸內氣體外泄漏的部件，中間有活塞桿穿過。本公司工藝流程壓縮機中用的大多數是無油潤滑結構的填料，可無油操作，也可少油操作。壓力填料中的填料環(huán)是活塞式壓縮機的易損件之一，在安裝及維護保養(yǎng)時若能做到正確操作精心保養(yǎng)，可有效地提高機組的運轉率。壓力填料由節(jié)流套、若干個填料盒（也常稱作填料小室）以及壓蓋等組成。填料部件的高壓側(裝入氣缸中的一側)是節(jié)流套，內裝節(jié)流環(huán)。填料部件的低壓側(在中體隔室中的一側)為壓蓋，與氣缸座的填料腔聯(lián)接，壓緊每一組填料盒。每個填料盒內裝一組填料，每組填料中有一組徑向密封環(huán)和切向密封環(huán)（密封環(huán)），環(huán)的外圓有一拉伸彈簧將其箍住。對密封壓力高的填料，通常設有阻流環(huán)，而在低壓側的填料中一般常有波形彈簧和均壓環(huán)，較為典型的結構見下圖。各零件的主要作用節(jié)流環(huán)：一般與活塞桿為非緊密接觸，主要密封面是兩側端面和內孔，常裝在填料的第一組，起節(jié)流作用。本公司常用的節(jié)流環(huán)有二種，一種是軸向尺寸稍長，內孔有迷宮槽，另一種是尺寸較短，徑向和軸向都有卸荷孔。徑向密封環(huán)（鎖閉環(huán)）：填料中的主要密封零件之一，主要密封面是兩側端面和內孔，內孔與活塞桿緊密接觸，磨損后在氣體力和彈簧力的作用下能自行補償，各組填料中都有此零件。切向密封環(huán)（密封環(huán)）：填料中的主要密封零件之一，主要密封面是兩側端面、內孔及切向剖分面，磨損后在氣體力和彈簧力的作用下也能自行補償，各組填料中都有此零件。定位銷：用于確定徑向環(huán)和切向環(huán)的相對位置，錯開徑向環(huán)和切向環(huán)的徑向開口。阻流環(huán)：無油潤滑的徑向環(huán)和切向環(huán)通常都是用工程塑料制成的，最常見的是在聚四氟乙烯中加上改性材料制成。這種材料在高溫高壓的持續(xù)作用下會產生塑性變形，阻流環(huán)的作用就是阻止這種塑性變形的產生。因工程上將這種塑性變形習慣稱作泠流，故稱作阻流環(huán)。波形彈簧：用于產生一定的軸向彈力，以消除各填料環(huán)在填料盒中的軸向間隙。在有的壓縮機中也有用若干個均布的圓柱形小彈簧來實現消除填料環(huán)軸向間隙的目的。均壓環(huán)（元件）：與波形彈簧配用，將波形彈簧產生的軸向壓力均勻分布到徑向環(huán)或切向環(huán)上。填料盒：內裝各種填料環(huán)，一般一組填料有一個填料盒。填料盒的兩側平面都經研磨，以防止氣體從相鄰填料盒的貼合面泄漏。填料盒上通常還有若干孔，用于通油、通氣、通水、聯(lián)接。對通水冷卻的填料盒，除有通冷卻水的環(huán)槽外還有密封冷卻水的環(huán)槽。密封機理：以上圖為例，當氣缸內的高壓氣體通過活塞桿外圓的間隙漏過來時，經過的第一組填料是節(jié)流環(huán)，節(jié)流環(huán)的兩側平面是經過研磨的，內圓有若干迷宮槽，外圓與節(jié)流套有一定的浮動空間，節(jié)流環(huán)在氣體的壓力作用下，靠緊下一組填料盒，阻止氣流從端面流向下一組填料，而在節(jié)流環(huán)與活塞桿的配合面上，因節(jié)流環(huán)上有若干迷宮槽，氣流經過時產生了第一個壓降。在節(jié)流套后面的是若干個填料盒，從上一級填料漏過來的氣體先經過的是徑向環(huán)，徑向環(huán)的內圓與活塞桿的配合間隙很小，但徑向有開口，氣流通過這些開口在填料盒內形成一個壓力腔。徑向環(huán)與切向環(huán)在此壓力和彈簧力的共同作用下壓緊在活塞桿上。填料盒、徑向環(huán)、切向環(huán)的平面都經研磨，平面之間的間隙都非常小，高壓氣體在通過這些小間隙流到下一組填料時會產生較大的壓差。這樣，氣體每經過一組填料就產生一個壓差，直到接近常壓，實現氣體的密封。需要強調的是，填料密封是一種動密封，隨著運行時間的推移，填料環(huán)會產生磨損。因此一般不可能達到完全密封。對壓縮危險性氣體或貴重氣體的機組，為減少工作介質的外泄漏，提高機組的安全性，在填料的低壓側設置漏氣收集口，這樣，高壓氣體在經過若干組填料的降壓后，這里的壓力就接近常壓，剩余少量的漏氣從這個接口引出，引出的氣體可進行回收再利用或再引到火炬或焚燒爐（對易燃易爆氣體）。在其后的填料結構中還有一個緩沖氣體注入口，比常壓略高，一部分緩沖氣體漏向漏氣收集口，另一部分漏向中體的隔離室，這樣就阻止了危險性氣體或貴重氣體的外泄漏。對一些比較特殊的介質（如多晶硅流程），還有設置充氫、充氮二重保護氣體來保證流程安全的。綜上所述，填料部件在裝配或維修時應注意各填料環(huán)的相對位置，徑向環(huán)須位于迎壓側，阻流環(huán)應位于背壓側，對于如上圖所示的填料部件，除位于漏氣收集口下游的一組填料外，其余填料盒中填料環(huán)的裝配順序從右往左依次為徑向環(huán)，切向環(huán)，（阻流環(huán)）。另外，在裝配時應注意各填料環(huán)的兩側平面應平整，內孔邊緣無倒角或缺失，切向環(huán)（六瓣的環(huán)）的切向平面無縫隙。各填料環(huán)的密封面上不允許有貫穿性的劃痕。徑向環(huán)與切向環(huán)之間有一定位銷，裝配時兩種環(huán)的平面應緊密貼合，無縫隙，徑向開口相互錯開。填料壓蓋上有一圈通孔和各種接管，下圖為我公司某產品的填料壓蓋，以下圖為例對填料壓蓋上的各通孔和接管說明其作用。填料壓蓋上的一圈通孔用于聯(lián)接氣缸體，使填料部件中各填料盒緊密地貼合在一起。在壓蓋的上方通常布置注油孔，對注油潤滑的壓縮機，此處接上注油止逆閥，對無油操作的壓縮機可能沒有注油孔，若有，則應用絲堵堵住。注油口邊常有“OIL”字樣。壓蓋上的充氮口用來聯(lián)接充氮管，一般一個填料部件只用一個，左右兩個可任用一個，另一個用絲堵堵住。充氮口邊常有“N2”字樣。對無冷卻水的填料壓蓋，充氮口也有布置在上圖冷卻水進出口位置的。對有填料測溫要求的壓縮機，壓蓋上設有兩相測溫口，一般也只用一個，另一個可用絲堵堵住。填料漏氣收集口一般位于壓蓋上的正下方，用來引出填料的漏氣，填料漏氣收集口邊常有“GAS”字樣。冷卻水進出口總是成對出現，一個口用于冷卻水進，另一個口用于冷卻水出，這二個口可互換，冷卻水進出口邊常有“W”或“CW”字樣。壓蓋上還有兩個頂絲孔（螺紋孔），用于拆卸填料用。活塞桿下沉測量口常用在小噸位的機組上，機器安裝好后測一下活塞桿底部到測量口之間的距離，作好記錄，運行一段時間后再測一下此距離，以判斷導向環(huán)（支承環(huán)）的磨損情況。這種測量工作需要在停機后拆去中體隔離室的蓋板才能進行。對中大型的機組，往往裝有活塞桿下沉探頭（活塞桿下沉開關或變送器），探頭可將采集到的信號送往中控室，導向環(huán)磨損量達到設定值時會有聲光報警信號。 進排氣閥氣閥是壓縮機中最關鍵的部件之一，壓縮機的可靠性和經濟性往往取決于機組進排氣閥的好壞?；钊綁嚎s機所用的進排氣閥基本都是自動閥，即閥片的啟閉取決于閥片前后的氣體壓差和彈簧力。本公司常用的氣閥有開式和閉式二種，大直徑的氣閥常用閉式閥，中小直徑的氣閥常用開式閥。從閥片形式看，本公司常用的有環(huán)狀閥和網狀閥，現多用網狀閥。從閥片材質看，又有金屬閥片和非金屬閥片，這常根據氣體種類、機組要求或用戶要求來決定。進排氣閥一般由閥座、閥片、升程限制器、彈簧、螺柱、螺母等組成，對進氣閥，往往還裝有頂開架。上圖是一種閉式的進氣閥，非金屬網狀閥片；一種帶金屬網狀閥片和緩沖片的開式排氣閥。工作原理：以某雙作用缸的蓋側進氣閥為例，當活塞從蓋側外止點位置向軸側開始運動時，蓋側容積變大，腔內殘留氣體膨脹，壓力下降，與進氣腔內壓力產生壓力差，當壓力差大于吸氣閥彈簧力（根據氣閥的安裝位置，還需計入重力的影響）時，吸氣閥打開。氣體通過閥座的通道繞過閥片進入氣缸的工作腔。當閥片到達升程限制器時，閥片可能還會出現反彈現象，但反彈會越來越小。隨著活塞繼續(xù)向軸側運動，進氣閥呈全開狀態(tài)，氣缸持續(xù)進氣。直到活塞接近內止點時，活塞速度變小，容積增大趨勢變緩，閥片在彈簧力的作用下將閥片關閉，吸氣過程完畢。閥片關閉時當閥片接觸到閥座密封面時也有可能產生反彈現象。在壓縮機的吸氣過程中，排氣閥始終呈關閉狀態(tài)。排氣閥的工作原理與進氣閥相似。仍以某雙作用缸蓋側的排氣閥為例，當活塞從軸側內止點位置向蓋側開始運動時，蓋側容積變小，腔內氣體受到壓縮，壓力升高，當壓力升高到能克服排氣腔內壓力及彈簧力時，排氣閥打開。氣體通過閥座的通道繞過閥片進入氣缸的排氣腔。當閥片到達升程限制器時，閥片也可能出現反彈現象。隨著活塞繼續(xù)向蓋側運動，排氣閥呈全開狀態(tài)，氣缸持續(xù)排氣。直到活塞到達內止點時，在彈簧力的作用下將閥片關閉，排氣過程完畢。在壓縮機的排氣過程中，進氣閥始終呈關閉狀態(tài)。理想的進排氣閥應使氣體流經氣閥時的阻力損失最小，閥片能及時啟閉，閥片的反彈要小要少。即閥片能快開緩著陸。所以現在設計的網狀閥有許多是帶有緩沖片，有的還帶有雙緩沖片。氣閥中的彈簧雙有二種，一種稱為關閉彈簧，彈簧頂在閥片上，另一種稱作緩沖彈簧，彈簧頂在緩沖片上。這樣閥片開啟時的彈簧力較小，能迅速開啟，而到閥片全開時，閥片還要受到緩沖彈簧及緩沖片的作用力，使得閥片能實現緩著陸。進氣閥上的頂開架要與頂開閥配用，用于需要進行氣量調節(jié)的機組。當進氣閥被頂開閥壓下時，進氣閥上的頂開架將閥片壓住，進氣閥始終處于全開狀態(tài)，在氣缸的進氣過程中，氣流經過進氣閥進入氣缸，在排氣過程中，缸內的氣體仍通過進氣閥回到進氣腔。此時該進氣閥所對應的氣缸工作腔就不再參與氣缸的壓縮和輸氣。一般要求同一氣缸上的同側進氣閥要同時動作。在同一臺壓縮機上最好要避免同時使用不同廠家制造的氣閥。因為不同廠家的設備條件不同，所制造的氣閥在設計理念、材料選擇、制造工藝等方面都會有一些不同，這樣易導致氣閥之間的工作不同步和負荷不均勻。 頂開閥工藝流程用往復活塞壓縮機上的頂開閥是一種氣動伺服器，與帶頂開架的進氣閥配用，用于壓縮機啟動及部分負荷工況。本公司常用的頂開閥有膜片式頂開閥和活塞式頂開閥二種。膜片式頂開閥常用于有風卸荷，活塞式常用于無風卸荷。上圖為膜片式頂開閥和活塞式頂開閥的示意圖。工作原理：在壓縮機啟動或需要在部分負荷工況下運行時，可利用頂開閥頂開壓縮機的進氣閥，從而降低負荷，減少壓縮機的排氣量。以膜片式頂開閥為例，當壓縮空氣從頂開閥的進氣口進入膜片缸時，在膜片缸的上部形成一個壓力腔，使膜片產生變形，推動頂桿向下移動，再頂住進氣閥上的頂開架，壓住進氣閥閥片，將進氣閥完全打開。為避免膜片缸下部產生憋氣，閥體上設有一個排氣口，膜片缸下部的氣體可從排氣口排出。當停止對頂開閥供氣時，膜片在復位彈簧的作用下回到初始位置，進氣閥可正常工作，這種給氣才將進氣閥頂開的工作方式稱作有風卸荷。無風卸荷的工作方式與此相反，如上圖中的活塞式頂開閥。在不對頂開閥供氣時，頂桿在彈簧力的作用下頂住進氣閥上的頂開架，壓住進