本文關鍵詞：活塞式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片氣閥無級氣量調(diào)節(jié)原理及方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣閥是活塞式壓縮機的關鍵部件之一。自力式氣閥因為其原理簡單、無需外部控制的優(yōu)點在壓縮機領域已經(jīng)得到了廣泛使用,但由于該氣閥同時具有故障率高、氣閥效率低、開關過程不可控等諸多缺陷,嚴重制約了活塞壓縮機運行效率和運轉(zhuǎn)周期的提高。因此,改進氣閥結構、實現(xiàn)壓縮機氣量的無級調(diào)節(jié)對于提高壓縮機運行效率以及節(jié)能均具有重要意義。目前,活塞壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)領域的產(chǎn)品主要是賀爾碧格公司的HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng),適用最高轉(zhuǎn)速可達1200rpm,其關鍵部件是一種快速響應、大流量、開關壽命可達10億次以上的高性能電液閥,但由于市場上沒有同類電液閥產(chǎn)品,目前國產(chǎn)化只能使用常規(guī)電磁閥替代,被迫降低適用轉(zhuǎn)速指標。2009年化工大學“診斷與自愈工程研究中心”的研究人員提出了容積式壓縮機氣閥的主動控制理念以及主動式進氣閥及其控制系統(tǒng)的設計方法。2011年該研究中心的博士生李大成設計出旋轉(zhuǎn)葉片式主動控制型進氣閥的實驗樣機,并在小型移動式活塞壓縮機上實現(xiàn)了壓縮氣量100%～100%無級調(diào)節(jié)的功能性試驗。本論文對于活塞壓縮機氣閥采用主動控制方式取代傳統(tǒng)自力方式的可行性進行了探討,然后對主動控制方式的優(yōu)勢和必備的技術條件進行了論述。依據(jù)以上研究結果,對上述第一臺旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥實驗樣機結構進行了分析,找出了結構上的缺點和不足,進而做出了“改進型旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥”的結構設計。具體工作內(nèi)容如下：(1)綜合分析前人兩種旋轉(zhuǎn)葉片氣閥結構特點,找出了結構上的缺點和不足,進而做出了“改進型旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥”的結構設計(2)理論分析由改進型旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥代替原有“自力式”氣閥對活塞式壓縮機的容積系數(shù)、壓力系數(shù)、溫度系數(shù)、泄漏系數(shù)、回流系數(shù)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)下的排氣量控制參數(shù)的影響,并使用ANSYS軟件對旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥結構進行了靜態(tài)及動態(tài)力學分析,并且得出結論：閥片與閥座之間的摩擦變形與摩擦損失是這種旋轉(zhuǎn)葉片式結構走向?qū)嶋H應用的一大障礙。(3)鑒于以上結論,設計了一種全新的主動式氣閥結構與控制系統(tǒng)：“橢圓球面旋塞式進氣閥”。該進氣閥的設計思想有兩個關鍵點：其一,利用閥芯的偏心旋擺結構,一方面使得在開關過程的絕大部分行程中閥芯與閥座不接觸,臨近全關時的接觸摩擦行程極短；另一方面在全關閉時偏心閥芯與閥座產(chǎn)生撓性密封力,提高了密封效果。其二,圓環(huán)式閥座上下各應用了一個始終工作在彈性范圍內(nèi)的彈性密封墊片,使得閥座在前后氣體壓差的作用下,在垂直方向上可以產(chǎn)生微小的彈性位移。該結構恰好可以借助壓縮機吸氣段和壓縮段閥座前后壓差方向的不同,進一步減小閥芯、閥座在接近全關閉狀態(tài)時的摩擦力,并且進一步提高了密封性能。橢圓球面旋塞式進氣閥具有更大的有效流通面積,控制關閉時間同樣可以實現(xiàn)壓縮流量的無級調(diào)節(jié),有望成為一種有應用前景的活塞壓縮機主動控制式進氣閥。
【關鍵詞】：活塞式壓縮機 氣閥 主動控制 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH457
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-25
• 第一章 緒論25-39
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義25
• 1.2 活塞式壓縮機節(jié)能技術的研究進展25-36
• 1.2.1 氣量調(diào)節(jié)技術的研究比較25-35
• 1.2.1.1 作用于驅(qū)動機或驅(qū)動結構上的調(diào)節(jié)26-27
• 1.2.1.2 作用于管路上的調(diào)節(jié)27
• 1.2.1.3 作用于氣閥上的調(diào)節(jié)27-30
• 1.2.1.4 作用于氣缸的調(diào)節(jié)30-33
• 1.2.1.5 以上調(diào)節(jié)方法的比較33-35
• 1.2.2 其它形式的節(jié)能技術35-36
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容36-39
• 第二章 旋轉(zhuǎn)葉片氣閥的結構設計及工作原理39-53
• 2.1 引言39-40
• 2.2 原旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥40-46
• 2.2.1 原旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥結構組成40-44
• 2.2.2 工作原理44-45
• 2.2.3 結構的缺陷45-46
• 2.3 改進型旋轉(zhuǎn)葉片式進氣閥46-51
• 2.3.1 結構組成46-51
• 2.4 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥的特點51-52
• 2.4.1 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥與傳統(tǒng)氣閥的比較51-52
• 2.4.2 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥與原旋轉(zhuǎn)控制閥的比較52
• 2.5 本章小節(jié)52-53
• 第三章 改進型旋轉(zhuǎn)葉片閥氣量調(diào)節(jié)理論研究53-71
• 3.1 引言53
• 3.2 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥結構參數(shù)的理論推導53-56
• 3.2.1 轉(zhuǎn)子閥片扇形孔個數(shù)與角度的確定53-55
• 3.2.2 部件受力分析55-56
• 3.3 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)下的壓縮機排氣量56-67
• 3.3.1 對容積系數(shù)的影響58-59
• 3.3.2 對壓力系數(shù)的影響59-60
• 3.3.3 對溫度系數(shù)的影響60
• 3.3.4 對泄漏系數(shù)的影響60-61
• 3.3.5 回流系數(shù)對排氣量的影響61-65
• 3.3.6 調(diào)節(jié)系統(tǒng)下排氣量控制參數(shù)65-67
• 3.4 改進型旋轉(zhuǎn)葉片氣閥的可行性模擬分析及優(yōu)化設計67-70
• 3.4.1 可行性分析67
• 3.4.2 閥座的靜力結構分析67-69
• 3.4.3 閥座與閥片間的運功學分析69
• 3.4.4 結構優(yōu)化設計69-70
• 3.5 本章小節(jié)70-71
• 第四章 橢圓球面旋塞式進氣閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)71-79
• 4.1 引言71
• 4.2 “橢圓球面旋塞式進氣閥”基本結構71-74
• 4.2.1 “橢圓球面旋塞式進氣閥”的結構形式71-72
• 4.2.2 “橢圓球面旋塞式進氣閥”的工作原理72-74
• 4.3 “橢圓球面旋塞式進氣閥”的工業(yè)應用前景的分析74-77
• 4.4 本章小結77-79
• 第五章 結論與展望79-81
• 5.1 結論79
• 5.2 展望79-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 研究成果及發(fā)表的學術論文87-89
• 作者與導師簡介89-90
• 附件90-91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 唐匯云;任智;;HydroCOM調(diào)節(jié)系統(tǒng)在新氫壓縮機上的應用[J];石油化工設備技術;2006年01期

2 沈經(jīng)穎;;Hydro Com氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)在橫河DCS中的實現(xiàn)[J];山西科技;2008年04期

3 呼秀山;錢利民;李迎春;;一種基于PLC開關量輸入單元的轉(zhuǎn)速信號測量方法[J];微計算機信息;2006年13期

4 孟凡彬;王東軍;周磊;;Hydro COM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)[J];油氣田地面工程;2013年01期

  本文關鍵詞：活塞式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片氣閥無級氣量調(diào)節(jié)原理及方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317052