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2023-11-21
在往復(fù)式壓縮機(jī)領(lǐng)域，氣體在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)被壓縮，為了減小活塞環(huán)和氣缸工作表面的摩擦功和磨損，帶走摩擦面上的部分熱量以及改善活塞環(huán)的密封能力，氣缸通常需要潤滑[1]。能夠及時(shí)的把潤滑油排放出去，防止氣缸內(nèi)部由于聚集過多的潤滑油，避免出現(xiàn)液擊事故，這就需要潤滑油收集裝置來實(shí)現(xiàn)。
1 常規(guī)單作用鍛件氣缸潤滑系統(tǒng)的特點(diǎn)
常規(guī)單作用鍛件氣缸的潤滑以及潤滑油收集通常是由單作用鍛件氣缸、注油器、注油管線、平衡管線以及平衡段冷卻器組成[1]。
潤滑系統(tǒng)主要經(jīng)過以下流程：當(dāng)氣體進(jìn)入到氣缸，潤滑油通過注油器沿著注油管線注入到氣缸內(nèi)徑的上部，并靠油的重力和活塞環(huán)把潤滑油分布到整個工作表面。由于單作用氣缸有一側(cè)工作腔沒有氣閥，注入的潤滑油需要依靠平衡段管線排出氣缸。在單作用氣缸工作時(shí)，活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動，就會造成不壓縮做功一側(cè)工作腔中的氣體在平衡段內(nèi)產(chǎn)生往復(fù)的氣流運(yùn)動，在氣缸外部的平衡段管線上需要設(shè)置冷卻器來冷卻摩擦熱，降低氣體溫度。
這種潤滑系統(tǒng)的缺點(diǎn)是平衡段管線口徑過大（與氣缸進(jìn)氣口尺寸相當(dāng)）；平衡管線上需要設(shè)置冷卻器進(jìn)行冷卻；由于氣缸需要設(shè)置對外的平衡段接口，會導(dǎo)致氣缸尺寸放大加長；外部設(shè)置的平衡管線以及冷卻器占地面積大，同時(shí)管路存在振動的隱患。
2 改進(jìn)單作用鍛件氣缸潤滑系統(tǒng)的特點(diǎn)
通過對現(xiàn)有常規(guī)單作用鍛件氣缸潤滑系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，本文提供一種往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸潤滑系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有氣缸結(jié)構(gòu)以及流程配置上的問題。
改進(jìn)后的單作用鍛件氣缸的潤滑以及潤滑油收集主要是由單作用鍛件氣缸、注油器、注油管線、集油管線以及集油罐組成。
改進(jìn)的氣缸潤滑系統(tǒng)是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸潤滑系統(tǒng)，包括設(shè)置在氣缸軸側(cè)與進(jìn)氣口連通的進(jìn)氣閥，與排氣口連通的排氣閥；在氣缸蓋側(cè)上方的與進(jìn)氣口連通的平衡腔通道和氣缸蓋側(cè)下方的與放油口連通的集油室；還包括設(shè)置在氣缸上部的注油口，注油口與注油器連接；氣缸下部的放油口與集油罐連接；集油罐包括進(jìn)油口、位于底部的排液口和位于頂部的排氣口。氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以及潤滑系統(tǒng)圖見圖1（略）。
改進(jìn)的氣缸潤滑系統(tǒng)，在實(shí)施中首先是潤滑油通過注油器注入到氣缸上的注油口，通過在氣缸上側(cè)預(yù)留的注油口向氣缸內(nèi)注油，并靠油的重力和活塞環(huán)把潤滑油分布到整個工作表面?；钊趩巫饔玫臍飧變?nèi)往復(fù)運(yùn)動，將氣缸內(nèi)部分為兩個工作腔室，氣缸軸側(cè)為工作腔，氣缸蓋側(cè)為平衡腔。工作腔內(nèi)裝有進(jìn)排氣閥，平衡腔下部設(shè)置有集油室。工作腔和平衡腔內(nèi)的氣體，均依靠氣缸水套進(jìn)行冷卻。在工作腔的潤滑油通過排氣閥，從氣缸的排氣口排出。在平衡腔內(nèi)的潤滑油被收集在集油室內(nèi)，進(jìn)一步通過放油口排入到集油罐中，集油罐中的油通過位于底部的排液口定期排出，潤滑油中混入的氣體則通過位于集油罐頂部的排氣口排出。注油器至氣缸注油口，氣缸出油口到集油罐間的管線都采用奧氏體不銹鋼材料[2]。
與常規(guī)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)相比，改進(jìn)后的潤滑系統(tǒng)的有益效果是：
（1）氣缸外不再設(shè)置平衡管線，使工藝流程更加緊湊、簡潔，節(jié)省壓縮機(jī)的占地空間，使用戶能夠更加合理的配置壓縮機(jī)廠房內(nèi)的空間；
（2）氣缸外不再設(shè)置平衡管線，氣缸平衡腔內(nèi)的氣體，依靠氣缸水套進(jìn)行冷卻，無形中省略了原有管道上的換熱器，節(jié)省了冷卻水的消耗以及冷卻水管線的配置，使用戶的前期投入和后期的運(yùn)行成本大大降低；
（3）氣缸外不再設(shè)置平衡管線，設(shè)計(jì)方無需再對這部分管道和換熱器進(jìn)行模型建立，聲學(xué)模擬和管路約束力分析。規(guī)避了平衡管線由于活塞的往復(fù)運(yùn)動，造成的管線脈動振動問題；
（4）氣缸外不再設(shè)置平衡段管線，增加了氣缸附近的檢修空間，更加有利于維修工人對氣缸部分的巡檢、維修，方便操作；
（5）注入到氣缸內(nèi)的潤滑油不再全部混合到工藝介質(zhì)中，而是大部分通過排油口進(jìn)入到集油罐中收集，降低了工藝介質(zhì)中的油含量；
（6）氣缸上不再設(shè)置平衡段接口，可以使氣缸的外形尺寸大大縮小，結(jié)構(gòu)也更加簡單。既可以節(jié)省材料，降低成本，又可以方便加工，縮短氣缸的制造時(shí)間；
（7）氣缸內(nèi)集油室中潤滑油采用集油罐收集，利用集油罐底部的排液口集中排放。夾帶的工藝氣，可以通過集油罐上部設(shè)置的放空口排放到火炬。這樣做安全、環(huán)保。
3 結(jié)語
氣缸潤滑系統(tǒng)直接關(guān)系到整個壓縮機(jī)裝置運(yùn)行的安全可靠性。通過在壓縮機(jī)內(nèi)部設(shè)置油、氣排放通道，大大減小了平衡腔的體積，同時(shí)省去了在外部設(shè)置的與平衡腔相連接的平衡管線以及冷卻裝置，進(jìn)而減小了壓縮機(jī)的振動，節(jié)省了制造成本、運(yùn)行成本和占地面積，同時(shí)防止了液擊等不利于壓縮機(jī)運(yùn)行的因素的發(fā)生。既保證了機(jī)組的使用性能又增加了安全性。
綜上所述，本文在常規(guī)單作用鍛件氣缸潤滑系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并完善了潤滑系統(tǒng)的設(shè)置，進(jìn)而建立了新型的氣缸潤滑系統(tǒng)。有助于全面提升壓縮機(jī)裝置的可靠運(yùn)行，切實(shí)提升了設(shè)備的運(yùn)行效益，該改造優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)窈髩嚎s機(jī)的設(shè)計(jì)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 郁永章，姜培正，孫嗣瑩.壓縮機(jī)工程手冊[M].中國石化出版社，2011.
[2] API 618：2007，石油、化學(xué)和氣體工業(yè)設(shè)施用往復(fù)壓縮機(jī)[Z].
來源：網(wǎng)絡(luò)
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