[发明专利]往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构及其设计方法

说明书

技术领域

    本发明涉及往复式活塞压缩机的气缸结构技术领域，具体为往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构。

背景技术

工艺用往复式活塞压缩机是一种广泛应用于石化行业的压缩机，其是通过改变缸内气体容积实现气体压力增高的通用机械。随着国内石化行业工艺包不断升级，各类加氢装置中所使用的新氢压缩机、循环氢压缩机的排气压力也在逐步升高。由六七年前的九十多公斤抬升至一百三十多公斤甚至一百七十多公斤，气量也所提升。

此种行业形势，对压缩机气缸部件的材料、结构形式、加工工艺都提高了一个台阶。首先，在材料方面需要使用铸钢或锻钢才能满足高压力的使用要求。其次，气量增大，高压缸的缸径也随之增大，而气缸由于其结构复杂性，大直径的铸钢气缸往往很难铸造成型；若使用锻钢气缸，其设计难度较高、制造成本往往会很大。

现有的四进四出锻件气缸，见图1，其四进四出的孔为平行孔，导致锻缸设计余隙大，影响整机设计；而现有的八角锻件气缸，见图2，其尺寸重量大，制造成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构，本发明还提供了该往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构的设计方法，其在满足功能要求的同时，减少了锻钢气缸结构的余隙，且制造成本低。

往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构，其技术方案是这样的：其包括气缸缸体工作腔、进气口、排气口、四个进气阀腔、四个排气阀腔、进气通道、排气通道、冷却水腔，所述进气口通过两侧进气通道连通两侧对应的进气阀腔，所述排气口通过两侧排气通道连通两侧对应的排气阀腔，所述进气阀腔各自分别连通所述气缸缸体工作腔的一端，所述气缸缸体工作腔的另一端分别连通对应的所述排气阀腔，所述进气口位于上端面,所述排气口位于下端面,其特征在于：四个所述的进气阀腔、四个所述排气阀腔各自分成两对，其成对对称布置于所述气缸缸体工作腔垂直中心线所对应的平面的两侧，所述进气阀腔中心线、排气阀腔中心线与所述气缸缸体工作腔垂直中心线形成角度均为α，α=23°~40°，所述进气阀腔的进口外斜面和其对应的所述进气口的侧部过渡斜面不在同一平面内，所述排气阀腔的出口外斜面和其对应的所述出气口的侧部过渡斜面不在同一平面内。

其进一步特征在于：

所述进气阀腔对应的进口外斜面和所述气缸缸体工作腔的中心线水平面形成的角度为α，成对的所述进气阀腔的进口外斜面和其之间的过渡平面形成截面为梯形的表面A，所述进气口的外平面和其两侧的过渡斜面形成截面为梯形的表面B，所述进气口的外平面和对应的成对所述进气阀腔的进口外斜面的之间的过渡平面相重合；

所述排气阀腔所述对应的出口外斜面和所述气缸缸体工作腔的中心线水平面形成的角度为α，成对的所述排气阀腔的出口外斜面和其之间的过渡平面形成截面为梯形的表面C，所述排气口的外平面和其两侧的过渡斜面形成截面为梯形的表面D，所述排气口的外平面和对应的成对所述排气阀腔的出口外斜面的之间的过渡平面相重合；

所述进气阀腔中心线延长线、排气阀腔中心线延长线均和所述气缸缸体工作腔的中心线相交。

一种往复式活塞压缩机四进四出锻件气缸结构的设计方法， 其特征在于：

a)进气阀腔中心线、排气阀腔中心线与气缸缸体垂直中心线角度设定为α，其参数满足下列条件：α=23°~40°；

b)进气口、排气口直径均为d1，进气口的进气端、排气口的排气端与对应的进气缓冲器连接面、排气缓冲器连接面的宽度均为L，其参数满足下列条件：d1=150、200、250mm；L=355~585mm，其中L的大小依据进排气缓冲器连接法兰的等级按标准选取；

c）气缸工作腔直径为D，进排气阀腔直径为d2，其参数满足下列条件：D=385~550mm；d2=180~240mm，其中d2的直径选取与该气缸安装的气阀部件的直径大小相关；进排气通道直径为d3，其参数满足下列条件：d3≈ 0.5*d1；

其中，进气缓冲器、排气缓冲器与气缸通过法兰相连接，气缸上的进气口、排气口对外最小连接平面尺寸应大于等于进气缓冲器、排气缓冲器对应法兰的外圆尺寸；另一方面，气阀腔中心线与气缸垂直中心线角度需要控制在23°~40°之间，受此两个条件限制，进气口、排气口对外连接面两侧的过渡斜面与对应的进气阀的进口外斜面、排气阀的出口外斜面不在同一平面上，各自与气缸垂直中心线形成不同的角度。