专利名称：无高压填料的氧气压缩机高压级气缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氧气压缩机高压级气缸，特别是一种无高压填料的氧气压缩机高压级气缸。
背景技术：
氧气压缩机在工作运行中，经常发生燃烧事故。运行实践得知，燃烧都发生在压力等于或大于2.7Mpa时，即在高压填料处。一旦发生燃烧，轻者将该列气缸、活塞、活塞杆、气阀、填料、接筒等全部烧毁报废，重者烧坏中体、机身等使整台机烧损或报废，甚至危及厂房或造成人身伤害，严重威胁系统安全运行。这是国内外氧气压缩机很棘手而长期又得不到解决的技术难题。
过去氧气机燃烧只注重三要素可燃物资、助燃物资和适当的温度。油脂是易燃物资，而在氧气中钢铁也成为可燃物资；压缩介质氧气本身是极强助燃物资；而介质压缩过程和活塞杆等运动部件摩擦产生的温度或压缩机工作产生火花是燃烧点。因此氧气压缩机设计、制造时都作特殊考虑气缸、填料等均为无油结构；凡与氧气有接触的运动部件选用不易产生火花材质，压缩机安装时对这些零件进行严格脱脂处理，尽量排除氧气中含有易燃物资和发火点。但是氧压机燃烧仍经常发生，这是因为压缩机工作时，曲轴旋转和十字头往复运动飞溅的润滑油淋在活塞杆上，尽管气缸与曲轴箱间采用多重刮油环、阻油环，在长期运行中，润滑油总会慢慢浸润，仍可越过阻油环，沿活塞杆爬到填料处；同时，活塞杆填料密封再好，长期工作，高压氧气也会产生微漏，这样油遇氧气，一旦有适宜的温度或火花便可燃烧。因此设计者一直认为氧压机燃烧是不可避免的。但恰恰忽略了特殊条件，即压缩机工作压力。笔者经过多方调研，查阅大量氧压机燃烧记录发现2.7Mpa是个极为重要的压力点。氧压机燃烧都发生在高压侧填料处，其工作压力均超过2.7Mpa，而工作压力低于2.7Mpa就没有燃烧的记录，因此2.7Mpa为氧压机的危险点，大于或等于2.7Mpa为不安全区；小于2.7Mpa为安全区，氧压机可安全运行。
对此，化工、炼钢企业的合成或吹氧等工艺流程虽然要求3.2Mpa、3.5Mpa的压力，氧压机本身也是按工艺要求进行设计和制造，为了安全起见，迫使用户不得不降压使用。所以在氧压机运行现场挂有“排气压力严禁超过2.6Mpa”的警示牌。由于压力降低，气流流速减慢，影响到工艺合成或氧化，即影响生产系统正常运行。
发明内容
本实用新型就是针对氧压机2.7Mpa这一危险工作压力进行设计的。它的二级轴侧腔内的压力始终保持小于或等于1.8Mpa，从而脱离危险压力区。
氧气压缩机，一般分二级压缩，正常设计，一级排气压力和二级进气压力为1.8Mpa，二级排气压力为用户要求的最终压力3.2Mpa或3.5Mpa等。一、二级气缸和活塞杆分别由填料来密封，一级填料端压力为1.8Mpa，处于压力安全区，按常规设计即可。而二级排气压力为3.2Mpa或3.5Mpa，压力都高于2.7Mpa，使填料处于高压危险区，成为燃烧源，因此是设计考虑的着重点。本实用新型在设计二级缸时，避开采用高压填料。其方法是将二级双作用气缸的盖侧和轴侧(填料端)工作腔分开使用盖侧气腔单独作为高压缸用(因该端没有填料)，而有填料的轴侧作为平衡腔。设计时取消轴侧气阀，只保留吸气阀孔，这样使轴侧平衡腔通过吸气阀孔与总吸气口连通。
当活塞向盖侧运动时，盖侧气腔介质受压缩，达到二级排气设计压力排出，而轴侧平衡腔容积变大，介质不产生压缩，腔内压力保持＜1.8Mpa；当活塞向轴侧运动时，由于轴侧气腔与总吸气口连通，所以此时轴侧气腔也不产生压缩，压力仍平衡在1.8Mpa范围。因此压缩机整个工作过程中，二级轴侧平衡腔内压力始终保持≤1.8Mpa。因为二级活塞杆密封填料在轴侧平衡腔内，此处压力永远≤1.8Mpa，二级密封填料永远在安全区工作。
本实用新型与现有技术方案相比，将高压级气缸的轴侧(填料端)气缸作为平衡缸使用，使其工作压力平稳在高压级的吸气压力1.8Mpa状态，填料处的密封压力即平衡在1.8Mpa以下，从而避开了高压填料的结构。这样，排气压力可达到3.5Mpa以上而保证不会出现填料处起火燃烧的危险。
以下结合附图
进一步说明本实用新型。
附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
高压级气缸是由盖侧气缸4、盖侧吸气阀1、盖侧排气阀6、活塞3和轴侧气缸4组成，其特征是轴侧气缸4通过轴侧吸气阀孔5与总吸气口7连通，成为平衡腔。
当活塞向盖侧运动时，盖侧气腔介质受压缩，达到二级排气设计压力排出，而轴侧平衡腔容积变大，介质不产生压缩，腔内压力保持＜1.8Mpa；当活塞向轴侧运动时，由于轴侧气腔与总吸气口连通，所以此时轴侧气腔也不产生压缩，压力仍平衡在1.8Mpa范围。因此压缩机整个工作过程中，二级轴侧平衡腔内压力始终保持≤1.8Mpa。因为二级活塞杆密封填料在轴侧平衡腔内，此处压力永远≤1.8Mpa，二级密封填料永远在安全区工作。
本实施例在进行结构设计时，重点计算连杆小头轴承受力反向角问题。二级高压气缸的轴侧缸设计为平衡腔后，其活塞杆、十字头销、连杆小头轴承等零件受力均发生很大变化，如果本列连杆小头轴承受力无反向角或小于规定值时，极易烧研连杆小头轴承。本设计通过调整气缸的余隙容积和往复运动件质量等办法，使反向角大于30度，保证压缩机正常运行。
权利要求1.无高压填料的氧气压缩机高压级气缸，是由盖侧气缸、盖侧吸气阀、盖侧排气阀、活塞和轴侧气缸组成，其特征是轴侧气缸通过轴侧吸气阀孔与总吸气口连通，成为平衡腔。
专利摘要本实用新型提供了一种无高压填料的氧气压缩机高压级气缸，所要解决的技术问题是氧气压缩机在工作运行中，经常发生燃烧事故。燃烧都发生在压力等于或大于2.7Mpa时，即在高压填料处。如果压力降低，气流流速减慢，影响到工艺合成或氧化。本实用新型的要点和积极效果是将二级双作用气缸的盖侧和轴侧工作腔分开使用盖侧气腔单独作为高压缸用，而有填料的轴侧作为平衡腔。设计时取消轴侧气阀，只保留吸气阀孔，这样使轴侧平衡腔通过吸气阀孔与总吸气口连通。填料处的密封压力平衡在1.8Mpa以下，从而避开了高压填料的结构。这样，排气压力可达到3.5Mpa以上而保证不会出现填料处起火燃烧的危险。
文档编号F04B49/10GK2799898SQ200520090438
公开日2006年7月26日 申请日期2005年4月22日 优先权日2005年4月22日
发明者赵东升, 胡斌 申请人:沈阳申元气体压缩机厂