压缩机这个技术点不过关,故障率提升50%!

压缩机气阀是制冷压缩机中重要部件之一,其质量优劣直接影响压缩机的工作性能。今天我们就来看一看压缩机气阀的相关技术要点。

压缩机气阀的作用与结构

 1、气阀的作用   

受阀片两侧气体压力差的控制而使气阀自行启闭,从而完成压缩机的吸气、压缩、排气和膨胀四个工作过程。

2、气阀的结构   

由阀座、阀片、气阀弹簧和升程限制器四个主要零件组成。

各部件的作用

1、阀座   

关闭时支撑阀片,提供气体流通面积。

2、阀片  

在升程范围内运动,控制气流的进入。

3、气阀弹簧  

使气阀关闭,并缓冲阀片对升程限制器的撞击力。

4、升程限制器   

限制阀片升程,提供弹簧座。

气阀设计要求

  • 气阀工作的好坏直接关系到压缩机运转的经济性和可靠性。

  • 气体流过气阀的阻力损失要小

该项损失占指示功的10%~20%,其大小与气阀的流通面积及阀片的运动规律有关。

  • 形成余隙容积小,寿命长

  • 气阀关闭时具有良好的密封性

  • 结构要简单,制造方便

  • 易于维修,零件的标准化、通用化程度高等

气阀的布置方式

压缩机气阀的布置方式直接影响工质进入气缸的方向,分顺流和逆流两种布置方式。

1、顺流布置

结构特点:吸气阀置于活塞顶上,排气阀置于活塞顶部的阀板上。

流动特点:工质进出气缸方向一致。

特点:气阀流通面积增大,吸入气体加热减小,但活塞高度、重量和结构复杂性增加,不利于高速。

2、逆流布置

结构特点:吸气阀和排气阀均置于气缸顶部的阀板上或另将吸气阀设在气缸套上的法兰周围。

流动特点:工质进出气缸的方向相反。

优缺点:活塞结构简单,高度小,质量轻(可采用铝合金),有利于提速。

阀片的运动

压缩机运转时,气阀阀片在气体推力F1和弹簧力F2的作用下,在升程限制器和阀座间不断运动,它的运动规律对压缩机的输气量和效率、气阀工作的可靠性、耐久性都有直接的关系。

1、典型的阀片运动形式

2、正常阀片运动

阀片在一个工作循环中所完成的启闭运动过程用如图坐标形式表示。

阀片运动曲线

(1)运动特点

阀片启闭及时,运动过程无“颤抖”。

阀片撞击速度适当,只有一次轻微的反弹。

活塞运动到达止点位置时能完全关闭。

(2)优点

气阀具有充分的时间截面。

气体流经阀隙通道时流速低,流动阻力小。

压缩机的输气量和效率提高。

气阀寿命高,噪声小。

3、阀片“颤抖”

(1)运动特点

阀片启闭正常。

阀片运动过程在阀座和升程限制器之间出现来回跳动的“颤振”现象。

活塞到达止点位置能及时关闭。

(2)原因

气阀弹簧力设计过强导致。

(3)后果

气阀时间截面小。

气阀弹簧伸缩频繁,易导致疲劳损坏。

气阀的寿命缩短。

气阀流动阻力增加。

4、阀片“延迟关闭”

(1)运动特点

阀片开启及时,开启后出现一次轻微的反弹。

阀片关闭时,活塞到达止点位置不能完全关闭,而是反向运动一段时间才关闭。

(2)原因

气阀弹簧力设计过弱导致。

(3)后果

气体出现“倒流”现象。

阀片对阀座的撞击速度加大,阀片寿命降低。

保证正常阀片运动的措施

  • 选择合适的气体推力F1

  • 选择合适的弹簧力

  • 影响弹簧力的主要因素:弹簧的刚性系数;预压缩量。

  • 选择合适的最大升程

  • 阀片和升程限制器及阀座之间的粘着力

  • 阀片和导向面之间的摩擦力等

气阀的主要结构形式及特点

常用气阀结构形式很多,根据气阀构造不同可分为:

阀片材料及技术要求

1、选择依据   

  • 高疲劳强度:阀片断裂主要是疲劳破坏,故阀片必须具有高冲击、弯曲疲劳强度以及低的疲劳缺口敏感度。

  • 非金属夹杂物含量和带状组织级别要低

  • 非金属夹杂物:氧化物和硫化物容易产生应力集中。

  • 带状组织:易使钢的力学性能呈各向异性,从而使其冲击韧度降低,导致翘曲磨损。

  • 其它要求:如持久弹性、良好耐腐蚀性、良好表面粗糙度及平整度等。

2、阀片材料   

  • 高强度合金钢:30CrMnSiA

  • 不锈钢:马氏体不锈钢3Cr13

  • 优质高碳钢:T8A,T10A

  • 其它材料:钛合金

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