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CN115013291A - 一种隔膜压缩机配气盘及隔膜压缩机 - Google Patents

一种隔膜压缩机配气盘及隔膜压缩机 Download PDF

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CN115013291A CN202210545686.7A CN202210545686A CN115013291A CN 115013291 A CN115013291 A CN 115013291A CN 202210545686 A CN202210545686 A CN 202210545686A CN 115013291 A CN115013291 A CN 115013291A
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陈康兵
何睿
赵亚玲
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Xian Jiaotong University
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Abstract

本申请公开了一种隔膜压缩机配气盘及隔膜压缩机，涉及隔膜压缩机技术领域。不仅可以使高压气体顺利排出气腔，而且可以增大隔膜压缩机的流量，还可以降低缸体温度。该隔膜压缩机配气盘包括配气盘本体；配气盘本体的第一表面上设有多个进气孔和多个排气孔；多个排气孔位于配气盘本体的中心且沿其周向均布；多个排气孔的外周设有多个导气槽，多个导气槽沿配气盘本体的周向均布，并分别与对应的排气孔一一连通；配气盘本体的内部设有进气阀安装部和排气阀安装部；进气阀安装部与进气孔连通；排气阀安装部与排气孔连通；排气阀安装部的外周设有至少一层冷水通道。本申请还公开了一种包括上述配气盘的隔膜压缩机。本申请用于提升隔膜压缩机的性能。

Description

一种隔膜压缩机配气盘及隔膜压缩机
技术领域
本申请涉及隔膜压缩机技术领域，尤其涉及一种隔膜压缩机配气盘及隔膜压缩机。
背景技术
隔膜压缩机是一种容积式压缩机，由于其密封性好、压力范围广、压缩比较大，因此被广泛应用于加氢站等石油化工领域中压缩输送各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体。
隔膜压缩机是通过活塞推动气缸油腔中的工作油液，进而推动膜片在膜腔中做往复运动，以改变气腔的工作容积，在吸、排气阀的配合下实现无泄漏的周期性工作过程。
隔膜压缩机的压缩过程是由液压油推动膜片运动使气腔减小，达到压缩的目的。而在实际压缩过程中，可能出现由于膜片径向变形不均匀使膜片中间先贴上排气孔，致使其余的高压气体无法排出的现象，进而导致流量以及容积效率达不到预期值。同时，由于未被排出的高压气体温度较高，而缸盖一般较厚，仅仅通过缸盖的表面换热很难及时将膜腔内的压缩热导出，而过高的缸盖温度，容易导致压阀盖和排气法兰螺栓松动，危及系统运行安全。因此，及时将气腔内高压气体排出对于提高隔膜压缩机的性能以及安全性具有重要意义。
为了解决上述技术问题，现有技术有的通过增大配气盘气腔的深度，使得膜片难以贴上气腔壁面，但是该技术方案不仅不能增大隔膜压缩机的容积效率，而且会导致气缸或者配气盘受高压的厚度减小，增大安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供一种隔膜压缩机配气盘和隔膜压缩机，不仅可以使高压气体顺利排出气腔，而且可以增大隔膜压缩机的流量，还可以降低缸体温度。
为了达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种隔膜压缩机配气盘，包括配气盘本体；所述配气盘本体的第一表面上设有多个进气孔和多个排气孔；多个所述排气孔位于所述配气盘本体的中心且沿所述配气盘本体的周向均布；多个所述排气孔的外周设有多个导气槽，多个所述导气槽沿所述配气盘本体的周向均布，并分别与对应的所述排气孔一一连通；所述配气盘本体的内部设有进气阀安装部和排气阀安装部；所述进气阀安装部与所述进气孔连通；所述排气阀安装部与所述排气孔连通；所述排气阀安装部的外周设有至少一层冷水通道。
进一步地，所述导气槽为矩形槽且沿所述配气盘本体的第一表面的径向延伸。
进一步地，所述导气槽的深度小于所述排气孔的深度。
进一步地，所述导气槽的深度为1mm～2mm。
进一步地，所述导气槽的长度与所述配气盘本体的直径的比值为0.3～0.5。
进一步地，所述导气槽各壁面的连接处以及所述导气槽的壁面与所述排气孔的壁面的连接处均平滑过渡。
进一步地，所述冷水通道包括四个连通的子冷水通道，四个所述子冷水通道形成“井”字型；四个所述子冷水通道均为盲孔，且四个所述子冷水通道的中心线均与所述配气盘本体的轴线垂直；相互平行的两个所述子冷水通道的水道口分别位于所述排气阀安装部的两侧。
进一步地，所述冷水通道靠近所述排气阀安装部设置。
进一步地，所述冷水通道为多层，多层所述冷水通道沿所述排气阀安装部的中心线依次设置。
另一方面，本申请的实施例还提供了一种包括上述隔膜压缩机配气盘的隔膜压缩机。
本申请相比现有技术具有以下有益效果：
1、本申请实施例在配气盘靠近气腔的表面上设置位于排气孔外周且与排气孔连通的导气槽，当膜片受油压压缩向配气盘的表面运动并出现膜片提前贴上排气孔的现象时，气侧膜腔内剩余的高压气体会通过导气槽进入排气孔内并排出，由此，不仅会尽量多的排出高压气体，增大流量、提高容积效率，而且由于大量的热量被带走还能达到降低缸体和压缩气体温度的目的。
2、本申请实施例在配气盘的排气阀安装部的外周设置冷水通道，可以有效降低中心高温区的温度和热应力水平。
3、本申请实施例结构简单、易于加工、成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例隔膜压缩机的结构示意图；
图2为本申请实施例隔膜压缩机中配气盘的结构示意图；
图3为本申请实施例隔膜压缩机中配气盘的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
隔膜压缩机的压缩是通过液压油推动膜片运动使气侧膜腔减小，从而达到压缩的目的。而在压缩的过程中，如果膜片径向变形不均匀可能会出现膜片中间先贴上排气孔，致使其余的高压气体无法排出，导致流量以及容积效率减小，同时由于未被排出的高压气体温度较高，还容易导致缸体热应力较大，带来安全隐患。
参照图1，本申请实施例提供了一种隔膜压缩机，包括上下连接的气侧膜头1和油侧膜头2。油侧膜头2的上表面上设有凹槽，凹槽内设有配油盘5。气侧膜头1的下方设有配气盘3，配油盘5和配油盘3之间设有膜片4。配气盘3、配油盘5和膜片4被夹紧在气侧膜头1和油侧膜头2之间，且膜片4周边固支，膜片4中部与配气盘3和配油盘5之间分别形成气侧膜腔和油侧膜腔。
为了防止配气盘3在工作过程中向腔内变形，气侧膜头1和配气盘3通过止口保持对中性，并通过螺栓连接。另外，为了便于安装，气侧膜头1和油侧膜头2通过螺柱10和螺母11可拆卸连接。
参照图2和图3，配气盘3包括配气盘本体，配气盘本体的第一表面上设有多个进气孔31和多个排气孔32。多个排气孔32位于配气盘本体的中心且沿配气盘本体的周向均布，多个排气孔32的外周设有多个导气槽33，多个导气槽33沿配气盘本体的周向均布，并分别与对应的排气孔32一一连通。具体的，导气槽33为矩形槽且沿配气盘本体的第一表面的径向延伸。导气槽33的深度小于排气孔32的深度。例如，导气槽33的深度可以为1mm～2mm。导气槽33的长度与配气盘本体的直径的比值为0.3～0.5。导气槽33从排气孔32向外呈“米”子型设置。
这样，当膜片4受油压压缩向配气盘3的下表面运动，并出现膜片4提前贴上排气孔32的现象时，气侧膜腔内剩余的高压气体会通过导气槽33进入排气孔31内，并排出气侧膜腔。由此，不仅会尽量多的排出高压气体，增大流量、提高容积效率，而且由于大量的热量被带走还能达到降低缸体和压缩气体温度的目的。
另外，导气槽33各壁面的连接处以及导气槽33的壁面与排气孔32的壁面的连接处均平滑过渡，由此，可以减小高压下的应力集中，延长隔膜压缩机的使用寿命。
参照图1和图2，配气盘本体的内部设有进气阀安装部34和排气阀安装部35，进气阀安装部34与进气孔31连通，排气阀安装部35与排气孔32连通。进气阀安装部34密封连接进气阀6，排气阀安装部35密封连接排气阀7。进气阀6的上端连接进气接管8，排气阀7的上端连接排气接管9。压阀盖12通过压紧进气接管8和排气接管9将进气阀6和排气阀7压紧在阀台阶上。
压缩机运行时，油侧膜腔内的油压变化推动膜片4变形，气侧膜腔中压缩后的高温气体依次经排气阀7和排气接管9排出，高温气体流经的排气阀7周围温度较高，此处为配气盘3中心高温区域。参照图3，本申请实施例根据膜腔温度场分布特点与隔膜压缩机热流密度分布特征，在排气阀安装部35的外周设有沿轴向依次设置的两层冷水通道36。
由此，由于排气阀安装部35是配气盘3的核心高温区，温度最高、热应力最大，冷水通道36将排气阀安装部35包围，最大程度上增强了换热效果，有效降低了中心高温区的温度和热应力水平。
参照图3，冷水通道36包括四个连通的子冷水通道361，四个子冷水通道361形成“井”字型。一个进口一个出口，另外两个口堵住。被压缩后的高温工质持续地从配气盘3中心的排气孔32处流出，配气盘3中心排气孔32处是温度最高、热应力最大的区域，冷水通道36应尽量增大与中心区域的换热面积，“井”字型结构使水道在整个配气盘3上近似均匀分布，在冷却中心高温区的同时也可使整个配气盘3温度降低，能有效地减小进气过程中的进气加热，使排气温度降低，从源头解决排气温度过高，导致膜头热应力过大的问题。
为了便于加工，四个子冷水通道361的中心线均与配气盘3的轴线垂直。为了增强冷却效果，四个子冷水通道361均靠近排气阀安装部35设置。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隔膜压缩机配气盘，其特征在于，
包括配气盘本体；所述配气盘本体的第一表面上设有多个进气孔和多个排气孔；多个所述排气孔位于所述配气盘本体的中心且沿所述配气盘本体的周向均布；多个所述排气孔的外周设有多个导气槽，多个所述导气槽沿所述配气盘本体的周向均布，并分别与对应的所述排气孔一一连通；
所述配气盘本体的内部设有进气阀安装部和排气阀安装部；所述进气阀安装部与所述进气孔连通；所述排气阀安装部与所述排气孔连通；所述排气阀安装部的外周设有至少一层冷水通道。
2.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述导气槽为矩形槽且沿所述配气盘本体的第一表面的径向延伸。
3.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述导气槽的深度小于所述排气孔的深度。
4.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述导气槽的深度为1mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述导气槽的长度与所述配气盘本体的直径的比值为0.3～0.5。
6.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述导气槽各壁面的连接处以及所述导气槽的壁面与所述排气孔的壁面的连接处均平滑过渡。
7.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述冷水通道包括四个连通的子冷水通道，四个所述子冷水通道形成“井”字型，且四个所述子冷水通道的中心线均与所述配气盘本体的轴线垂直；相互平行的两个所述子冷水通道的水道口分别位于所述排气阀安装部的两侧。
8.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述冷水通道靠近所述排气阀安装部设置。
9.根据权利要求1所述的隔膜压缩机配气盘，其特征在于，所述冷水通道为多层，多层所述冷水通道沿所述排气阀安装部的中心线依次设置。
10.一种隔膜压缩机，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的隔膜压缩机配气盘。
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