用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置的制作方法

本发明属于压缩机测试相关技术领域，更具体地，涉及一种用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置。

背景技术：

压缩机作为通用机械，广泛的应用于石化、钢铁、冶金、建筑等领域。对压缩机各项性能参数的监测十分必要，设计部门可通过测试来改进现有产品性能、研发全新机型；生产部分可通过测试检验成品压缩机是否符合设计要求来达到出厂标准。因此，研制出可用于检测压缩机各项性能参数的测试系统意义重大。

目前，国内外在压缩机性能测试系统领域取得了一定成果。压缩机测试系统有开式及闭式之分，开式系统直接与大气相连，进气工况接近大气工况，工质经压缩机压缩后进入后续管道进行降压缓冲测量等操作。由于是大气进气，开式系统操作流程较为简单，无需设置单独的进气调节模块及相应设备，故现有试验系统多采用此装置。但开式系统也不可避免的会存在一些问题，如试验工质单一(试验工质只能为空气)、试验偏离设计工况(试验工况只能接近于大气工况)等。闭式系统与开式系统设计有所差别，需对闭式系统设计进气调节模块，压缩机排出的高温高压气体经过冷却、降压缓冲、流量测试等操作后重新返回压缩机进气侧，以此来完成整个闭式循环。相比之下，闭式系统很好地解决了上述开式系统存在的问题，它能够实现多种进气工况条件的模拟，该过程通过进气调压模块来完成；适用于多种试验工质，闭式系统中介质封闭，无需考虑环境污染等因素；模拟试验工况，可使其更加接近待测压缩机的设计工况，这样所获得的压缩机测试数据更具备可参考性。

现有的压缩机闭式性能试验台多针对小型离心式压缩机中某些特定机型进行设计。但在实际生产生活中，往复式压缩机的应用也十分广泛。对于往复式压缩机而言，吸排气会随着压缩机内气阀的启闭呈现周期性变化，故排气侧易产生脉动。若不加以控制，会出现后续压缩机排量测量不准确，损坏测量元器件等情况。因此，针对往复式压缩机机型特点，设计一种用于往复式压缩机的闭式性能试验台意义重大。

综合分析现有压缩机性能试验系统，仍存在以下不足：

1.现有性能试验系统多以开式系统为主，对压缩工质的种类选择、试验进气工况均具有一定限制，无法对某些高进压机型进行有效测试；

2.现有性能试验系统中降压模块多针对离心压缩机进行设计，仅采用减压阀或调节阀来实现系统降压，但并不适用于往复式压缩机等需要兼顾脉动要求的机型；

3.现有性能试验系统中降压模块多采用单一阀门、针对某一特定或某一组小范围机型进行设计，其测试范围及测试能力具有一定限制，对于某些高排量高排压机型不具备适配性；

4.现有性能试验系统多采用单一主管路，试验过程中因管路阀门故障等原因导致系统断路而发生危险的可能性较高，安全性不足。

综上所述，本领域亟需开发一种用于大型往复式压缩机闭式性能测试系统的降压缓冲装置，在保证后续测量精度，测试安全性和广泛性的情况下实现对目前常用的往复式压缩机机型的测试。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置，其基于现有的大型往复式压缩机闭式测试系统的工作特点，研究及设计了一种能够同时控制压力及脉动的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置。所述降压缓冲装置采用降压阀门与缓冲罐串联连接，在压缩机排气降压的同时兼顾脉动缓冲，使流经该降压缓冲装置后的工质的压力和脉动两参数均满足后续测量要求，保证了后续流量测量的测量精度及准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置，其特征在于：

所述降压缓冲装置包括一级降压缓冲机构、二级降压缓冲机构及旁通管路，所述一级降压缓冲机构连接于所述二级降压缓冲机构，所述一级降压缓冲机构的入口连接于压缩机排气侧，所述二级降压缓冲机构的出口连接于压缩机进气侧；所述旁通管路的两端分别连接于所述一级降压缓冲机构的入口与所述压缩机排气侧之间的管路及所述二级降压缓冲机构与所述压缩机进气侧之间的管路；

所述一级降压缓冲机构用于依次对自所述压缩机排气侧出来的循环工质进行一级降压及缓冲；所述二级降压缓冲机构用于对自所述一级降压缓冲机构出来的循环工质依次进行二级降压及缓冲后排至所述压缩机进气侧。

进一步地，所述一级降压缓冲机构包括第一自动调节阀调节支路、第一手动调节阀调节支路及第一缓冲罐，所述第一自动阀调节支路连接所述压缩机排气侧的出口及所述第一缓冲罐，所述第一缓冲罐连接于所述二级降压缓冲机构；所述第一手动调节阀调节支路与所述第一自动调节阀调节支路相并联。

进一步地，所述一级降压缓冲机构还包括第二自动调节阀调节支路及第三自动调节阀调节支路，所述第二自动调节阀调节支路及所述第三自动调节阀调节支路均与所述第一自动调节阀调节支路相并联。

进一步地，所述第一自动调节阀调节支路包括依次相连接的第一前侧截止阀、第一自动调节阀及第一后侧截止阀，所述第一后侧截止阀连接于所述第一缓冲罐。

进一步地，第一手动调节阀调节支路包括依次相连接的第四前侧截止阀、第一手动调节阀及第四后侧截止阀，所述第四后侧截止阀连接于所述第一缓冲罐。

进一步地，所述一级降压缓冲机构还包括第一温度传感器、第一压力传感器及第一安全阀，所述第一温度传感器、所述第一压力传感器及所述第一安全阀分别设置在所述第一缓冲罐上，所述第一安全阀连接于放空口。

进一步地，所述一级降压缓冲机构还包括第一泄压管路，所述第一泄压管路设置有第一泄压管路电磁阀，所述第一泄压管路电磁阀与所述第一泄压管路相配合用于停机时对所述第一缓冲罐内的工质进行泄压操作。

进一步地，所述二级降压缓冲机构包括第四自动调节阀调节支路、第二手动调节阀调节支路及第二缓冲罐，所述第四自动调节阀调节支路连接所述一级降压缓冲机构及所述第二缓冲罐，所述第二手动调节阀调节支路并联于所述第四自动调节阀调节支路；所述第二缓冲罐连接于所述压缩机进气侧。

进一步地，所述二级降压缓冲机构还包括第二温度传感器、第二压力传感器及第二安全阀，所述第二温度传感器、所述第二压力传感器及所述第二安全阀分别设置在所述第二缓冲罐上，所述第二安全阀连接于放空口。

进一步地，所述二级降压缓冲机构还包括第二泄压管路，所述第二泄压管路设置有第二泄压管路电磁阀，所述第二泄压管路电磁阀与所述第二泄压管路相配合来用于停机时对所述第二缓冲罐内的工质进行泄压操作。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置主要具有以下有益效果：

1.所述降压缓冲装置可用于往复式压缩机闭式性能试验系统，可与其他模块配合，最大程度地模拟待测压缩机设计工况，实现对往复式压缩机性能参数的测试，且测试过程中工质的选择性更广；

2.所述降压缓冲装置采用调节阀与缓冲罐串联组合使用，在对压缩机排气降压的同时，兼顾脉动考虑，使来流经过该装置后压力和脉动两参数均满足后续测量要求，保证了后续流量测量的测量精度和准确性；

3.所述降压缓冲装置包括一级降压缓冲机构及二级降压缓冲机构，实现两级降压及缓冲，且多支自动调节阀调节支路并联，可实现多种压缩机机型的测试需求，增大了测试能力及测试范围，具备较广阔的应用范围；

4.旁通管路连接压缩机进气侧及压缩机排气侧，保证了主管线中出现故障导致闭式系统中发生断路时，仍有少量工质经由旁通管路直接从压缩机排气侧返回至压缩机进气侧，提高了安全性及可执行性；

5.自动调节阀调节支路并联有手动调节阀调节支路，手动调节阀维持某一开度不变，以保证始终有工质流过并完成降压，防止主管路发生断路而导致系统发生危险，提高了安全性；

6.所述第一缓冲罐及所述第二缓冲罐上分别设置有第一安全阀及第二安全阀，分别防止了所述第一缓冲罐及所述第二缓冲罐超压，提高了安全性。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置的示意图；

图2是图1中的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置的一级降压缓冲机构的示意图；

图3是图1中的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置的二级降压缓冲机构的示意图；

图4是采用图1中的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置进行降压的压缩机的降压曲线图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-一级降压缓冲机构，2-二级降压缓冲机构，3-旁通管路，11-第一缓冲罐，12-第一自动调节阀，13-第二自动调节阀，14-第三自动调节阀，15-第一手动调节阀，16-第一前侧截止阀，17-第二前侧截止阀，18-第三前侧截止阀，19-第四前侧截止阀，20-第一后侧截止阀，21-第二后侧截止阀，22-第三后侧截止阀，23-第四后侧截止阀，24-第一温度传感器，25-第一压力传感器，26-第一安全阀，27-第一泄压管路，28-第一泄压管路电磁阀，31-第二缓冲罐，32-第四自动调节阀，33-第二手动阀，34-第五前侧截止阀，35-第六前侧截止阀，36-第五后侧截止阀，37-第六后侧截止阀，38-第二温度传感器，39-第二压力传感器，40-第二安全阀，41-第二泄压管路，42-第二泄压管路电磁阀，51-旁通管线，52-旁通手动调节阀，53-第七前侧截止阀，54-第七后侧截止阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1至图4，本发明较佳实施方式提供的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置，所述降压缓冲装置能够实现往复式压缩机排气侧至进气侧、在保证脉动要求的同时合理降压，从而将压缩机工质恢复至进气工况，以便重新进入压缩机来完成下一轮闭式循环。

所述降压缓冲装置包括一级降压缓冲机构1、二级降压缓冲机构2及旁通管路3，所述一级降压缓冲机构1连接于所述二级降压缓冲机构2，所述一级降压缓冲机构1的入口连接于压缩机排气侧，所述二级降压缓冲机构2的出口连接于压缩机进气侧；所述旁通管路3的两端分别连接于所述一级降压缓冲机构1的入口与所述压缩机排气侧之间的管路及所述二级降压缓冲机构2与所述压缩机进气侧之间的管路。所述一级降压缓冲机构1用于依次对自所述压缩机排气侧出来的循环工质进行一级降压及缓冲；所述二级降压缓冲机构2用于对自所述一级降压缓冲机构1出来的循环工质依次进行二级降压及缓冲后排至所述压缩机进气侧。

所述一级降压缓冲机构1包括第一缓冲罐11、第一自动调节阀12、第二自动调节阀13、第三自动调节阀14、第一手动调节阀15、第一前侧截止阀16、第二前侧截止阀17、第三前侧截止阀18、第四前侧截止阀19、第一后侧截止阀20、第二后侧截止阀21、第三后侧截止阀22、第四后侧截止阀23、第一温度传感器24、第一压力传感器25、第一安全阀26、第一泄压管路27及第一泄压管路电磁阀28。

所述压缩机排气侧、所述第一前侧截止阀16、所述第一自动调节阀12、所述第一后侧截止阀20及所述第一缓冲罐11依次相连接，所述第一前侧截止阀16与所述压缩机排气侧之间形成有第一节点，所述旁通管路3的一端连接于所述第一节点。所述第一前侧截止阀16、所述第一自动调节阀12及所述第一后侧截止阀29组成第一自动调节阀调节支路。

所述第二前侧截止阀17、所述第二自动调节阀13及所述第二后侧截止阀21依次相连接而组成第二自动调节阀调节支路；所述第三前侧截止阀18、所述第三自动调节阀14及所述第三后侧截止阀22依次相连接而组成第三自动调节阀调节支路。所述第四前侧截止阀19、所述第一手动调节阀15及所述第四后侧截止阀23依次相连接而组成第一手动调节阀调节支路。所述第一自动调节阀调节支路、所述第二自动调节阀调节支路、所述第三自动调节阀调节支路及所述第一手动调节阀调节支路并联。实际使用时，可以根据具体的待测压缩机排量及排压参数确定使用所述第一自动调节阀调节支路、所述第二自动调节阀调节支路、所述第三自动调节阀调节支路及所述第一手动调节阀调节支路中的一条或者某几条，增大了所述降压缓冲装置的测试能力及测试范围。其中，所述第一手动调节阀调节支路的所述第一手动调节阀15保持某一固定开度不变，其与所述第一自动调节阀12、所述第二自动调节阀13及所述第三自动调节阀14共同作用以将所述压缩机排气侧出来的循环工质的压力降至所需中间压力值。所述第一手动调节阀15除了用于对来流工质进行分流降压外，还用于对并联的所述第一自动调节阀调节支路、所述第二自动调节阀调节支路及所述第三自动调节阀调节支路进行旁通，以防止所述第一自动调节阀12、所述第二自动调节阀13及所述第三自动调节阀14在调节过程中发生关死现象导致系统断路而发生危险。

所述第一温度传感器24、所述第一压力传感器25及所述第一安全阀26均设置在所述第一缓冲罐11上，所述第一缓冲罐11用于缓冲循环工质的脉动。所述第一温度传感器24用于检测所述第一缓冲罐11的温度，所述第一压力传感器25用于检测所述第一缓冲罐11的压力。所述第一安全阀26连接于放空口，其用于防止所述第一缓冲罐11超压。所述第一泄压管路27连接所述第一缓冲罐11及所述放空口，所述第一泄压管路电磁阀28设置在所述第一泄压管路27上。所述第一泄压管路27与所述第一泄压管路电磁阀28相配合用于停机时对所述第一缓冲罐11内的工质进行泄压操作。

所述二级降压缓冲机构2包括第二缓冲罐31、第四自动调节阀32、第二手动阀33、第五前侧截止阀34、第六前侧截止阀35、第五后侧截止阀36、第六后侧截止阀37、第二温度传感器38、第二压力传感器39、第二安全阀40、第二泄压管路41及第二泄压管路电磁阀42。所述二级降压缓冲机构2连接于所述第一缓冲罐11，所述第一缓冲罐11与所述二级降压缓冲机构2之间形成有第二节点。

所述第二节点、所述第五前侧截止阀34、所述第四自动调节阀32、所述第五后侧截止阀36及所述第二缓冲罐31依次相连接，所述第二缓冲罐31连接于所述压缩机进气侧。所述第五前侧截止阀34、所述第四自动调节阀32及所述第五后侧截止阀36组成第四自动调节阀调节支路。所述第六前侧截止阀35、所述第二手动阀33及所述第六后侧截止阀37依次相连接而组成第二手动调节阀调节支路，所述第二手动调节阀调节支路与所述第四自动调节阀调节支路并联。实际使用时，所述第二手动阀33保持某一固定开度不变，所述第四自动调节阀32自动调节开度，使所述中间压力经过调节后降至待测压缩机的进气压力值。所述第二手动阀33除了用于对来流工质进行分流降压外，还具有旁通作用，以防止所述第四自动调节阀32在调节过程中出现关死现象导致系统断路而发生危险。

所述第二温度传感器38、所述第二压力传感器39及所述第二安全阀40设置在所述第二缓冲罐31上，所述第二缓冲罐31用于对来自所述一级降压缓冲机构1的循环工质的脉动进行缓冲。所述第二温度传感器38用于检测所述第二缓冲罐31的温度，所述第二压力传感器39用于检测所述第二缓冲罐31的压力。所述第二安全阀40连接于所述放空口，其用于防止所述第二缓冲罐31超压。所述第二泄压管路41连接所述第二缓冲罐31及所述放空口，所述第二泄压管路41上设置有第二泄压管路电磁阀42。所述第二泄压管路41及所述第二泄压管路电磁阀42相配合来用于停机时对所述第二缓冲罐31内的工质进行泄压操作。

所述旁通管路3的两端分别连接于所述第一节点及所述压缩机进气侧，其用于对工质压力进行调节，以保证主管线中出现故障导致闭式系统中发生断路时，仍有少量工质经所述旁通管路3直接从所述压缩机排气侧返回至所述压缩机进气侧，即故障情况下也始终构成完整的闭环，不会导致管路中罐体由于“只排不进”出现真空而爆炸的情况发生，使得所述降压缓冲装置具有良好的安全性与可执行性。

所述旁通管路3包括有旁通管线51、旁通手动调节阀52、第七前侧截止阀53及第七后侧截止阀54，所述旁通管线52依次将所述第七前侧截止阀53、所述旁通手动调节阀52及所述第七后侧截止阀54相连接。实际使用时，所述第七前侧截止阀53及所述第七后侧截止阀54全部打开，所述旁通手动调节阀52保持某一固定开度不变，使得所述压缩机排气侧的一部分工质经过所述旁通管路3降压后直接返回至所述压缩机进气侧。所述旁通管路3用于防止所述降压缓冲装置中其他自动阀门自动调节出现故障、阀门关死导致管路断路而发生危险。

所述降压缓冲装置工作时，压缩机排出的高压气体(循环工质)首先经过所述第一手动调节阀15及所述第一自动调节阀12进行分流及降压，所述第一自动调节阀12自动调节阀门开度以使即将进入所述第一缓冲罐1的气体压力稳定在pm。之后，所述气体经所述第一缓冲罐11进行缓冲以降低其脉动；接着，气体经所述第四自动调节阀32及所述第二手动阀33进行分流及降压，其中所述第四自动调节阀32自动调节其开度来使即将进入所述第二缓冲罐31的气体压力稳定在p1；之后，经过所述第二缓冲罐31缓冲后使得来流脉动进一步降低以达到所需水平，即来流脉动的1％，至此，所述降压缓冲装置在保证脉动要求的情况下完成了对大型往复式压缩机排气侧至进气侧的降压，结果如图4所示。

本发明提供的用于大型往复式压缩机闭式性能试验系统的降压缓冲装置，其采用降压阀门与缓冲罐串联连接，在压缩机排气降压的同时兼顾脉动缓冲，使流经该降压缓冲装置后的工质的压力和脉动两参数均满足后续测量要求，保证了后续流量测量的测量精度及准确性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。