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卸荷器的工作原理以及在活塞壓縮機中的應用 毛俊 海于浩 空壓機網 昨天 

發布時間:2019/12/17

近年來,在活塞壓縮機領域中出現了一種新的氣量調節方式:卸荷器調節。

 

所謂卸荷器,即利用機械方式強行打開活塞壓縮機的進氣自動閥,使相應的氣缸進氣口始終完全敞開。氣體在氣缸內無壓縮過程,氣缸所吸進氣體在排氣過程中返回進氣腔,所造成的結果是該工作容積排氣量為零。這種調節氣量的方式通常用于雙作用式活塞壓縮機上,即在活塞的兩側皆有一個相同級次的工作容積,利用卸荷器工作時可使任意一側的工作容積失效,即使雙作用氣缸變為單作用氣缸,排氣量減半。相反,卸荷器不工作時該氣缸的排氣量又可恢復到百分之百。當然也可以在活塞兩側皆使用卸荷器可使相應氣缸的排氣量為零。

 

現在所常見的卸荷器通常是由固定在活塞壓縮機氣缸外殼上的執行件與氣缸內帶有卸荷叉的網狀進氣自動閥相配合。利用執行件中的頂桿推動卸荷叉強行打開進氣閥,完成卸荷作用。至于推動頂桿的力的來源,常見的有氣動式和電磁式,即采用氣動膜盒、氣動柱塞或電磁方式提供動力?,F在用的較多的是氣動膜盒式卸荷器工作原理如下圖。

 

 

工作原理

 

當高壓氣體通過膜盒頂部的接口進入到膜盒內,提高膜盒內氣體壓力,使膜盒內的彈性膜按壓差的方向產生變形,推動頂桿向外移動,接觸進氣閥上的卸荷叉后,推動卸荷叉沿軸向位移,直至卸荷叉上的各頂叉將進氣閥閥片完全頂開,進氣閥不能自行關閉,進氣通道完全敞開,進入氣缸內的氣體可自由沿該通道回流,氣體沒有經過壓縮提壓,無法打開排氣閥,故導致該工作容積排氣量為零。當高壓氣體通過膜盒頂部同一接口排出膜盒放空時,膜盒內的彈性膜帶動卸荷器頂桿回復原位,進氣閥上的卸荷叉在不受頂桿的推力后靠自身的彈簧回復原位,使各頂叉脫離氣閥閥片.,氣閥重新進入正常工作狀態,不再受卸荷器的控制,此時該工作容積恢復到設計狀態進、排氣正常。

 

調節特征

利用卸荷器來調節壓縮機的排氣量,在雙作用式氣缸中,通過不頂開吸氣閥、或頂開一側吸氣閥,或同時頂開兩側吸氣閥,可實現0、50%、100%三級調節。因氣體不斷從吸氣閥流入和流出,造成的阻力損失比氣閥正常工作時大,所以單位氣量功耗有所增加,但總功耗大幅度減低。當卸荷器調節采用電磁控制儀表氣的進入和放空后可實現遠程控制。在多級壓縮機中要求各級卸荷器動作一致,才能體現所希望的調節效果。由于卸荷器是運動件,總體調節可靠性有所降低。對于無潤滑壓縮機,要特別考慮卸荷器內運動件必須是無油潤滑,特別是一些易燃易爆氣體介質的特種壓縮機??偟膩碚f采用卸荷器調節排氣量,其指示功為克服全開進氣閥阻力所消耗的功,所以經濟性較高。利用卸荷器壓開進氣閥調節的指示圖如下:

 

 

總結

活塞壓縮機發展至今,有許多種調節排氣量的方式,例如變轉速調 節、壓開吸氣閥調節(卸荷器調節屬于此范疇)、吸入和排出連通調節(回流調節),連接補充容積調節 (改變余隙容積調節)等多種方式,這些調節方式經濟性、可靠性、操作難易程度等方面差異較大。其中變轉速調節經濟性最好,但由于要采用變頻電機,投入成本較高所以較少使用。大多數使用單位現在還是使用機組回流管道來進行排氣量的調節(回流調節的一種),將壓縮機的機前進氣管和機后排氣管進行連通,并且采用自動閥(氣動閥或電磁閥)控制回流氣量的大小,當氣源量減少時利用回流量彌補壓縮機進氣量維持壓縮機在額定工況下運行。這種調節方式投入較少,同樣可以實現遠程控制. 操作的可靠性高.可實現無級調節.,但壓縮機的功耗不會隨排氣量的降低而減少,經濟性較差。

 

這里所說的卸荷器調節,是將進氣閥完全頂開。從理論上講,還可以實現不完全頂開進氣閥的卸荷器調節。這種調節排氣量可以從0到100%無極調節,所以可以使調節比例更加靈活,但缺點也很多,比如:1.由于氣閥中閥片隨氣閥前后壓差變化不斷移動,反復沖擊卸荷叉,易造成閥片疲勞破壞。2.對于多級壓縮機每級的卸荷器調節程度不易匹配。3.控制元件復雜程度增加可靠性降低。所以在活塞壓縮機領域中幾乎沒有采用這種調節方式。

 

現在卸荷器的生產廠家皆為氣閥生產單位由于利用卸荷器調節排氣量的用戶非常少,所以大多數卸荷器使用業績很少,甚至為零,但從經濟性方面考慮該調節方式的應用應該會有一定的市場。

 

活塞壓縮機排氣量的調節方式有多種.使用單位應在調節特性、經濟性、可靠性等方面綜合考慮,選擇一種最適合的調節方式。

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