[发明专利]一种用于往复活塞式气体压缩机的缸头

说明书

技术领域

本发明涉及气体压缩机技术领域，更具体的是涉及一种用于往复活塞式气体压缩机的缸头。

背景技术

目前，国内再用的高压气体压缩机有舰船用V型结构的空气压缩机，这种V型空气压缩机的压力为40MPa，排气量为0.01Nm3/min，还有高压氢气隔膜压缩机，压力为75MPa，排气量为3.3Nm3/min。在天然气开采和储存方面，国内用于天然气地下储存的压缩机、为了提高采收率而使用气驱、火驱、混相驱采油工艺的压缩机、以及用于气体钻井关键装备的高压气体压缩机，其压缩介质有天然气、空气、氮气，或者二氧化碳几种，这种压缩机的压力范围要求为35～70MPa，排气量范围为35～200Nm3/min，且要求体积小，重量轻，能连续可靠、安全运行。

目前能够满足这种高压力。大排量条件的高压压缩机在国内还是空白，油气田目前在用的高压大排量的压缩机只能靠进口。本专利涉及的压缩机就是为适应石油天然气工业的发展，实现油气开采的需要而研发的高压大排量高压往复活塞式气体压缩机。

在现有技术中，申请号为CN201110339078.2的发明专利公开了一种适用于天然气工业的高速大功率往复活塞式压缩机，包括静止部件和运动部件，静止部件包括曲轴箱、中体、压缩缸，运动部件包括曲轴、连杆、活塞杆、十字头、活塞，其中，中体的两端分别与曲轴箱和压缩缸的轴端一侧固定连接，活塞从压缩缸的轴端一侧装入并与活塞杆的一端相连，活塞杆的另一端与十字头的一端相连，十字头的另一端与连杆的小头相连，连杆的大头与曲轴轴颈相连，曲轴装于曲轴箱内并作旋转运动，十字头在中体的滑道内作直线运动，所述压缩缸包括单层气缸和设置于单层气缸内的进气道、进气阀、压缩工作腔、排气道、出气阀，气体依次通过进气道和进气阀被吸入压缩工作腔，气体在压缩工作腔内被压缩后，再依次通过出气阀、排气道被排出，压缩缸包括两个进气阀和两个出气阀，靠近压缩缸的封端一侧的第一进气阀的进气口喉部沿着其平行于所述封端的内表面的对称平面平分为两部分，其中，所述两部分中的靠近压缩缸的轴端一侧的部分为贯通通道，所述两部分中的靠近压缩缸的封端一侧的部分被气缸的一部分封堵，且所述气缸的一部分与所述对称平面的夹角为40-50度，在所述两部分中的靠近压缩缸的封端一侧的部分中的气体通过所述贯通通道进入压缩工作腔。

以上发明虽然能够有效的减小压缩缸的体积和重量，同时可以完全防止压缩缸的水积垢和腐蚀，有效的减少气流脉动和压降，提高总效率；但是单层气缸内设置进气道、进气阀、压缩工作腔、排气道、出气阀，这种气缸上开孔的设计在高压力下容易产生零部件的应力集中且抗疲劳强度低。

而传统理念是高压压缩机采用进排气合为一体的组合阀结构，组合气阀易使进气预热，高压差下的气流脉动，使气阀颤振，降低气阀效率和缩短使用寿命。

如何解决以上技术问题是本领域技术人员的努力方向。

发明内容

本发明了克服上述技术不足，设计了一种结构简单、与筒体分离的能提高工作效率及避免产生应力集中的一种用于往复活塞式气体压缩机的缸头。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于往复活塞式气体压缩机的缸头，在所述缸头上设置有与气缸连通的进气通道和排气通道，在进气通道和排气通道内均设置有单向阀，所述的排气通道与轴向的夹角为39°±1°。

进一步地，所述的缸头内还包括排气口、进气口、进气阀安装孔及排气阀安装孔。

进一步地，进气通道依次连接有进气阀安装孔和进气口，进气阀安装孔内靠近进气通道一端设置有进气阀；所述排气通道依次连接有排气阀安装孔和排气口，排气阀安装孔内靠近进气通道一端设置有排气阀，所述的进气阀和排气阀均为单向阀。

进一步地，所述的缸头设置有注油口。

进一步地，所述的缸头的材质为真空再熔钢或超洁净钢。

进一步地，所述缸头为四周倒圆的方形结构

工作原理：吸气时，气体从缸头上的进气孔口进入缸头内，通过进气单向阀进入到进气通道，从进气通道进入气缸内部，排气时，气缸内的气体进入到排气通道，排气通道内的气体通过排气单向阀到达排气孔口，完成排气。

本发明的有益效果如下：

1）所述缸头所布置的进气阀和排气阀不是传统的组合式气阀，而是进气和排气分开的单向阀，避免了高压差引起的气流脉动，减少了气阀的颤振，提高了气阀寿命，避免了进气预热。

2）所述缸体的材质抗拉强度应达到900～1200MPa，且使用真空再熔钢或超洁净钢，以减少杂质的含量，降低疲劳失效的危险性。