[发明专利]往复式压缩机用气浮活塞

说明书

本发明公开了往复式压缩机用气浮活塞，包括：活塞体、活塞杆、文丘里管和单向阀件，活塞杆安装于活塞体的轴心，活塞体的内部形成连接腔、左气腔和右气腔，活塞体内设有文丘里管，文丘里管内安装有单向阀件，文丘里管分别连通连接腔和左气腔，左气腔和右气腔之间通过气腔通孔连通，其中部分气腔通孔还与活塞体外部连通。本发明利用文丘里节流稳压降温原理，不需要外界冷却介质，通过机械方式实现气体降温和减压，减小密封件与气缸的摩损，延长密封件的使用寿命，延长压缩机的维修周期、减少停机次数和维修费用，提升压缩机的机械性能，节约成本。

技术领域

本发明涉及气浮活塞领域。更具体地说，本发明涉及往复式压缩机用气浮活塞。

背景技术

天然气作为清洁能源，已成为全球能源由高碳向低碳转变的重要桥梁。天然气往复式压缩机是天然气相关产业的重要设备之一，例如钻井、开采、储存、输送等。压缩机逐渐向大功率、高转速、低能耗、低噪声等目标转变，这就对压缩机结构的可靠性及稳定性提出了更高的要求。活塞作为往复式压缩机的主要部件，常规往复式压缩机是采用支撑环支撑活塞在气缸里做往复直线运动，支撑环是易损件，且需要气缸的有效润滑。针对高转速、大功率压缩机来说，活塞自重大、活塞杆长，加速了活塞支撑环的磨损，极大缩短了整机停机检修周期。另外，支撑环基本采用进口件，采购周期长，严重影响天然气生产部门的效益。

发明内容

本发明的目的是提供往复式压缩机用气浮活塞，利用文丘里节流稳压降温原理，不需要外界冷却介质，通过机械方式实现气体降温和减压，减小密封件与气缸的摩损，延长密封件的使用寿命，延长压缩机的维修周期、减少停机次数和维修费用，提升压缩机的机械性能，节约成本。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了往复式压缩机用气浮活塞，包括：

活塞体，其内部形成沿轴向间隔的左气腔和右气腔，所述左气腔和右气腔之间通过多个绕活塞体的中心轴径向均匀对称分布的气腔通孔连通，且位于活塞体下半部分的气腔通孔均与径向连通至活塞体外部的输气孔连通，所述活塞体内还设有轴向的连接腔，所述连接腔的右侧连通至所述左气腔的左侧，所述活塞体的轴心设有贯通活塞体的活塞杆连接通孔；

活塞杆，其安装于所述活塞杆连接通孔内，且从左至右依次穿过连接腔、左气腔和右气腔，活塞杆的右端通过超级螺母连接固定于活塞体内部；

文丘里管，其沿轴向安装于所述活塞体内并间隔设于所述连接腔的上方，且所述文丘里管的左端面与活塞体的左端面平齐，所述文丘里管内部的轴向腔体连通至所述左气腔且包括从左至右依次连通的单向阀件安装孔、及具有渐缩腔体的高压进气段、具有均匀腔体的混合进气段和具有渐扩腔体的膨胀段，且所述单向阀件安装孔的右端与高压进气段的左端之间形成有收缩部，所述高压进气段、混合进气段和膨胀段均匀过渡，所述单向阀件安装孔的右端与所述连接腔之间通过贯通的孔道连通；

单向阀件，其包括单向阀体、挡环、钢球和弹簧，所述单向阀体沿轴向安装于所述单向阀件安装孔内且左端面与所述活塞体的左端面平齐、单向阀体的右端形成一凸出部，单向阀体内部包括沿轴向从左至右依次连通并形成内径依次减小的三段式阶梯状的单向阀进气孔、单向阀腔和射流孔，其中所述单向阀进气孔内安装有挡环，所述单向阀腔内设有直径大于挡环内径的钢球且钢球与单向阀腔的右端面之间抵接有弹簧，所述射流孔包括均匀的前半段腔体和渐缩的后半段腔体，且所述射流孔部分设于所述单向阀体的凸出部内，且所述凸出部的端部伸入所述文丘里管的高压进气段内且未将所述高压进气段的端部封闭。

优选的是，所述活塞体包括从左至右端面依次密封连接的活塞前端体、活塞中间体和活塞后端体，所述文丘里管和单向阀件均安装于所述活塞前端体内，且所述连接腔设于所述活塞前端体内，所述左气腔沿轴向分为分别位于活塞前端体和活塞中间体内的前气腔和气腔Ⅰ两部分，所述右气腔沿轴向分为分别位于活塞中间体和活塞后端体内的气腔Ⅱ和后气腔两部分，所述活塞杆连接通孔沿轴向依次分为位于活塞前端体内的活塞杆连接通孔Ⅰ、位于活塞中间体内的活塞杆连接通孔Ⅱ和位于活塞后端体内的活塞杆连接通孔Ⅲ。