由于压缩机结构、
制造、装配、运转等方面的需要,气缸中某些部位留有一定的空间或间隙,将这部分空间或间隙称为余隙容积。余隙容积是压缩行程结束时,处于活塞顶部至气缸头之间的空间。余隙容积的存在对压缩过程不利,使压缩机的吸气量减小、气缸工作容积的利用率降低。
简介
压缩机在以下几个部位存在着余隙容积:
1、
活塞运动排气行程终了时,其端面与气缸端面之间的间隙;
2、气缸镜面与活塞外圆(从端面到第一道活塞环)之间的间隙;
3、由于气阀至气缸容积的通道所形成的容积。
气伐本身所具有的容积,如伐座的通道、弹簧孔等(通道容积所占比例最大,环形间隙其值甚微)压缩机的余隙容积,有的是结构上的需要,有的是难以避免的。如活塞运动到排气终了位置时,其端面与气缸端面之间的间隙,主要是考虑到以下几个因素:
1、活塞周期运动时,由于摩擦和压缩气体时产生热量,使活塞受热膨胀,产生径向和轴向的伸长,为了避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活塞与缸壁卡死,故用余隙容积来消除。
2、对压缩含有水滴的气体,压缩时水滴可能集结。对于这种情况,余隙容积可防止由于水不可压缩性而产生的水击现象。
3、制造精度及零部件组装,与要求总是有偏差的。运动部件在运动过程中可能出现松动,使结合面间隙增大,部件总尺寸增长。
有关气伐到气缸容积的通道所形成的余隙容积,主要是由于气伐布置所难以避免的。
在压缩机工作时,余隙容积使进气伐吸入的气体体积减少了,相应排气量降低了,所以在设计气缸时,要预先考虑到余隙容积对排气量的影响。设计压缩机时,在考虑到生产率、制造、装配和安全运转等情况下,应尽量使余隙容积小些。但有时为了调整活塞力,相应加大些余隙容积,这在设计对动式压缩机时,也是经常碰到的。
余隙容积的重要性
(1)压缩气体时,气体中可能有部分蒸气凝结下来。我们知道液体是不可压缩的,如果气缸中不留有余隙,则压缩机不可避免地会遭到损坏。因此,在压缩机气缸中必须留有余隙。
(2)余隙存在以及残留在余隙容积内的气体可以起到气垫作用,也不会使活塞与气缸盖发生撞击而损坏。同时,为了装配和调节的需要,在气缸盖与处于死点位置的活塞之间也必须留有一定的余隙。
(3)压缩机上装有气阀,在气阀与气缸之间以及阀座本身的气道上都会有活塞赶不尽的余气,这些余气可以减缓气体对进出口气阀的冲击作用,同时也减缓了阀片对阀座及升程限制器(阀盖)的冲击作用。
(4)由于金属的热膨胀,活塞杆、连杆在工作中,随着温度升高会发生膨胀而伸长。气缸中留有余隙就能给压缩机的装配、操作和安全使用带来很多好处,但余隙留得过大,不仅没有好处,反而对压缩机的工作带来不好的影响。所以,在一般情况下,所留压缩机气缸的余隙容积约为气缸工作部分体积的3%--8%,而对压力较高、直径较小的压缩机气缸,所留的余隙容积通常为5%---12%。
由上述原因可见,气缸中留有余隙,能给压缩机的装配、操作和安全使用带来很多好处。但余隙留的过大,不仅没有好处,反而使压缩机生产能力降低。在一般情况下,余隙容积约为气缸工作容积的3%-8%,而在压力较高、气缸直径较小的压缩机气缸中,所留余隙容积通常为5%-12%。
余隙调节
往复式压缩机的排气量一般是根据装置所需的最大容积流量或近期装置可能扩容所需的流量来选择,一般具有一定的富裕量。由于入口条件的改变(入口压力、温度等)、工艺流程或耗气设备的需求量改变,当耗气量小于压缩机的排气量时,便需要对压缩机进行气量调节,以使压缩机的排气量适应耗气量的要求,保持管网中的压力稳定。
电液控制系统根据主控变量或通过手动给定参数,通过可编程控制器(PLC)、伺服阀、
位移传感器、伺服油缸组成的电液位置控制系统,使余隙缸活塞按输入信号作直线位移,从而实现各级余隙容积变化的伺服控制,最终实现压缩机排气量和级间压缩比的控制。
压开进气阀的调节幅度较大,适用于粗调节,有一定节能效果。