专利名称：一种气体压缩机卸荷阀的制作方法
技术领域：
本发明属于气体压缩机领域，具体说是对气体压缩机卸荷阀进行改进的技术。
背景技术：
卸荷阀亦称减荷阀，在气体压缩机行业中得到广泛使用。卸荷阀的主要作用有两个一是使压缩机在起动过程中不打开阀板，确保压缩机在不进气的情况下，空负荷起动以减小起动电流，避免大的起动电流对电网造成强烈冲击。此时，气体仅能通过阀板上的节流小孔进入少量的气体，以建立润滑所需压力，确保压缩机的润滑。起动完毕并得到开启指令时，卸荷阀才能开启，令压缩机进入满负荷下正常工作。二是当用气量减少时，阀板的开启量相应减小，使压缩机的容积流量和实际用气量平衡，既避免供气压力过高又可节约用电，还能减少压缩机停机、起动的次数。
现有气体压缩机同类型卸荷阀的典型结构如图1所示，其包括阀体1、动力活塞2、导气腔道a、进气腔道b、控制气腔道c、活塞杆8、阀板4、导气管3、主弹簧5、小弹簧6等。其工作原理为压缩机起动时将进气腔道b内的气体吸入压缩并排出压缩机，此时，b腔内的气压P2下降。随着起动过程的进行和压缩机转速的升高，b腔内的气压P2越来越低。因此a腔压力P1与b腔压力P2间产生压差ΔP(P1-P2)和作用在阀板4上的力也越来越大。当阀板4上由压差ΔP引起的作用力小于主弹簧5的作用力时阀板不会打开而进气，此时气体只能通过阀板4上的节流小孔建立润滑液体所需压力，达到低负荷起动目的；当压缩机系统信号从控制气腔道c进入，作用在动力活塞2上，使动力活塞2和阀板4向右移动，气体从导气腔道a与进气腔道b进入压缩机，压缩机系统信号压力的高低控制阀板4的位移距离，起到调节进气量大小的作用，使排气量与用气量相平衡。当压缩机停止运转时，阀板在小弹簧6的推动下关闭，防止因供油阀失灵而出现润滑油涌出压缩机的“吐油”事故。小弹簧6的弹力很小，在计算中可以略去不计。
卸荷阀阀板上因压差引起的力完全由主弹簧来承受，主弹簧因此而粗大，粗大的弹簧带来以下缺点①阀的体积大、笨重。②因弹簧的端面不可能与其轴心线绝对垂直和弹簧不能与气缸绝对同心而导致气缸偏心受力，从而引起气缸的动作不平稳和气缸易磨损，卸荷阀因此性能差、寿命短。③动力活塞的直径大，压缩机在高压下工作时，动力活塞上的作用力大，令相关的零件如活塞杆、阀板、阀体等的尺寸增大，成本高。④如前所述，随着起动过程的进行和压缩机转速的升高，b腔内的气压越来越低，阀板因压差所受的力也越来越大，这力完全由主弹簧承受。当主弹簧力偏小时，阀板在起动过程尚未结束时就开启了，即压缩机在起动过程尚未结束时，就在较大负荷下工作，造成对电网的强烈冲击。这种在起动初期能卸荷而在后期不卸荷的情况在大通径的卸荷阀中是常有的现象，因为大通径所要求的主弹簧太大了，为减小阀的体积、重量和成本通常都用较小的主弹簧，图1所示的卸荷阀就属于这类不能全程卸荷的空气压缩机卸荷阀。在工艺压缩机中，进气压力P1高且不稳定，现有技术的卸荷阀的前述缺点则更为突出。
发明内容
本发明的目的是提供一种寿命长、体积小、流量大、性能好的卸荷阀。
本发明通过以下技术方案来实现。
一种气体压缩机卸荷阀，包括阀体、活塞杆、阀板、动力活塞、其直径与阀板直径相等或接近的平衡活塞、主弹簧、小弹簧以及导气通道、进气通道与控制气通道，阀板通过活塞杆与动力活塞、平衡活塞相连，导气通道通过阀板移动与进气通道连通或关闭，主弹簧对阀板产生顶推力，其特征在于所述主弹簧置于一平衡腔内，平衡腔通过平衡腔通道与导气通道相通。
所述平衡腔与导气通道之间的平衡腔通道设置在活塞杆内，活塞杆为空心体。
所述平衡腔与导气通道之间通过管道或阀体上的孔连通。
所述平衡腔内设有一平衡活塞，平衡活塞位于动力活塞的一端，主弹簧顶压在平衡活塞上。
所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在平衡活塞上，平衡活塞与动力活塞位于阀板的两侧，平衡活塞通过活塞杆与阀板相连。
所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在平衡活塞上，平衡活塞位于阀板与动力活塞之间，平衡活塞通过活塞杆与阀板及动力活塞相连。
所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在动力缸上，平衡活塞位于阀板与动力活塞之间，平衡活塞通过活塞杆与阀板及动力活塞相连。
本发明与现有技术相比具有以下优点。
现有气体压缩机卸荷阀的阀板受力完全由主弹簧的弹力来平衡，因此弹簧粗大、阀的结构也笨重，阀的进气口直径越大，这种缺点也越突出，而且装配和调试越困难，此外由弹簧的偏心和端面不垂直所造成的气缸偏心受力和活塞运动不平稳，令阀的启闭特性差，灵敏度低，并易产生弹簧和进气阀板的抖动。采用较小的弹簧时又达不到空负荷起动以减小起动电流的作用。本发明作用在阀板上的力大部分或全部由平衡活塞来平衡，因此保证阀板在启动过程中不开启所需的弹簧力较小。由于弹簧的受力不受阀的通径约束，所以阀的通径与流量可以任意加大，而主弹簧的受力却很小，因弹簧的尺寸小，整个阀的体积也就减小。由于弹簧的力小，由弹簧的偏心和端面不垂直所导致的活塞偏心受力也小，因此活塞与阀板的移动平稳，工作时产生的振动和抖动性小，弹簧的寿命高；由于弹簧的刚度小，所以装配和调试容易，阀的启闭特性好，灵敏度高，寿命长。起动过程结束后，压缩机系统信号进入动力缸克服主弹簧的阻力开启阀板。压缩机进入正常工作状态。由于主弹簧的力较小，因此动力缸的直径也小。小直径的动力缸在高压下工作时产生的推力也小，推力作用在活塞杆、阀体等相关零件上，推力的减小大大降低了这些零件的负荷与重量，令整个卸荷阀的重量明显下降。
图1为现有气体压缩机卸荷阀的装配结构示意图；图2为本发明气体压缩机卸荷阀实施方式(一)的装配结构示意图；图3为本发明气体压缩机卸荷阀实施方式(二)的装配结构示意图；图4为本发明气体压缩机卸荷阀实施方式(三)的装配结构示意图；图5为本发明气体压缩机卸荷阀的受力示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明气体压缩机卸荷阀作进一步详细描述。
如图2所示，本发明实施方式(一)所描述的气体压缩机卸荷阀主要由阀体1、动力活塞2、导气管3、阀板4、主弹簧5、小弹簧6、平衡活塞7、活塞杆8构成，阀内设有导气通道a、进气通道b、控制气通道c及平衡腔d。阀板4通过活塞杆8与动力活塞2相连，平衡活塞7安装在动力活塞2(可以有各种不同的位置)的右端上，平衡活塞7位于平衡腔d内且可在平衡腔d内左右滑动。小弹簧6环套在活塞杆8上，其两端分别顶压在阀板4与阀体1上，主弹簧5置于平衡腔d内且顶压在平衡活塞7与阀体1间。阀板4位于导气通道a与进气通道b之间，阀板4左右移动时使导气通道a与进气通道b处于关闭或连通状态，阀板4在小弹簧6与主弹簧5的压力作用下处于向左移动的趋势，使阀板4处于关闭状态。导气通道a通过一平衡腔通道e与平衡腔d相通，在本实施例中平衡腔通道e位于活塞杆8的轴向方向上且贯穿活塞杆8。也可以用其他方式如在阀体上设置小孔贯通平衡腔d和导气通道a，或设置外置管道联通导气管通道和平衡腔。压缩机起动时，要求低负荷工作，减小起动电流，阀板4不开启，气体只能通过阀板4上的节流小孔进入，确保压缩机的润滑所需压力。阀板4与平衡活塞7截面积相似，压缩机系统信号从控制气腔道c进入动力活塞气缸作用在动力活塞上，带动动力活塞2和阀板4移动。由于主弹簧的刚度小，弹簧的尺寸小，卸荷阀零、部件结构合理，作用很小的系统信号就可使阀板4移动，进行灵敏、稳定、可靠吸气节流工作。图3所示的实施方式(二)与实施方式(一)的区别在于，动力活塞气缸设置在左端，即平衡活塞与动力活塞位于阀板的两侧。图4所示的实施方式(三)与实施方式(一)的区别在于，动力活塞气缸设置在右端，即平衡活塞位于阀板与动力活塞之间。
下面利用力学模型介绍一下气体压缩机卸荷阀的受力情况，其中小弹簧6的力很小，可以略去不计。图5为本发明实施方式(一)的受力示意图阀板4受到进气压力P1与阀内气压P2的作用，平衡活塞7受到进气压力P1、阀内气压P2和主弹簧5的作用力F。由于平衡活塞的直径与阀板的直径相等或接近，而它们均受气压P1与P2的作用，而方向是相反的，即它们所受的气体压力是完全平衡或基本上平衡的。在这种情况下，弹簧主要是克服磨擦阻力使阀板处于关闭状况，因此弹簧力比现有技术小得多，也因此带来了前述的种种优点。
权利要求
1.一种气体压缩机卸荷阀，包括阀体、活塞杆、阀板、动力活塞、平衡活塞、主弹簧、小弹簧以及导气通道、进气通道与控制气通道，阀板通过活塞杆与动力活塞、平衡活塞相连，导气通道通过阀板移动与进气通道连通或关闭，主弹簧对阀板产生顶推力，其特征在于所述主弹簧置于一平衡腔内，平衡腔通过平衡腔通道与导气通道相通。
2.根据权利要求1所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔与导气通道之间的平衡腔通道设置在活塞杆内，活塞杆为空心体。
3.根据权利要求1所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔与导气通道之间通过管道连通。
4.根据权利要求1或2或3所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔内设有一平衡活塞，平衡活塞位于动力活塞的一端，主弹簧顶压在平衡活塞上。
5.根据权利要求1或2或3所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在平衡活塞上，平衡活塞与动力活塞位于阀板的两侧，平衡活塞通过活塞杆与阀板相连。
6.根据权利要求1或2或3所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在平衡活塞上，平衡活塞位于阀板与动力活塞之间，平衡活塞通过活塞杆与阀板及动力活塞相连。
7.根据权利要求1或2或3所述的气体压缩机卸荷阀，其特征在于所述平衡腔内设有一平衡活塞，主弹簧顶压在动力缸上，平衡活塞位于阀板与动力活塞之间，平衡活塞通过活塞杆与阀板及动力活塞相连。
全文摘要
本发明公开了一种气体压缩机卸荷阀，包括阀体、阀杆、阀板、动力活塞、平衡活塞、弹簧、导气通道、进气通道、平衡通道与控制气通道；阀板、平衡活塞与动力活塞通过阀杆相连。由于平衡活塞与阀板的直径相同，它们端面的气压又对应相等，活塞与阀板所受的力平衡，因此只需较小的弹簧力即可令阀板在压缩机的整个起动过程中关闭，确保压缩机在轻负荷下起动，减少对电网的冲击；也因此只需较小的动力缸即可平稳地控制阀板的开启量，达到精确控制压缩机排量的目的。与现有技术相比能在进气压力高，进气压力波动大的条件下工作，工作范围宽。且本发明具有寿命长、体积小、流量大、性能好等优点。
文档编号F04B49/03GK1821575SQ200610008768
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月9日 优先权日2005年5月13日
发明者查谦, 查世樑, 高林胜 申请人:查谦, 查世樑, 高林胜