[发明专利]一种往复压缩机气量调节系统卸荷器

权利要求书

1.一种往复压缩机气量调节系统卸荷器，

1)该卸荷器由进气阀、卸荷器主体、防转部件三部分组成，进气阀结构包括阀座(1)、升程限制器(2)、进气阀弹簧(3)、阀片(4)、圆柱销A(5)、螺柱(6)、圆柱销B(7)、圆柱销C(8)；卸荷器主体结构包括压叉(9)、滑套(10)、缓冲函(11)、缓冲圈(12)、缓冲函盖(13)、顶板(14)、弹性挡圈(15)、卸荷器外壳体(16)、压盖(17)、弹性垫圈(18)、螺纹柱(19)、复位弹簧(20)、隔套(21)、降噪垫圈(23)；防转部件主体结构包括螺栓(22)、防转体(24)、防转隔套(25)；

2)卸荷器主体结构依靠锁紧螺母固定于进气阀结构的阀座(1)上表面，进气阀的螺柱(6)上套有卸荷器隔套(21)，滑套(10)安装在隔套(21)环槽内，缓冲函(11)处于缓冲函盖(13)与隔套(21)之间，复位弹簧(20)安装在缓冲函盖(13)与顶板(14)之间，弹性挡圈(15)限制压盖(17)的轴向移动，压叉(9)与卸荷器外壳体(16)过盈连接，顶杆(26)置于卸荷器顶板(14)上，防转体结构由螺栓(22)固定于进气阀结构的阀座(1)上；

3)在压缩机吸气工作过程中，依靠液压驱动机构提供的液压力作用于顶杆(26)，卸荷器克服弹簧力、摩擦力、气体力完成向下顶开阀片(4)动作，并在下限位保持静止；液压驱动机构提供的液压力首先作用于顶杆(26)上，液压力通过顶杆(26)传递给卸荷器顶板(14)，克服弹簧力及摩擦力，与卸荷器外壳体(16)及压叉(9)同时沿着导向组件向下运动，卸荷器外壳体(16)与缓冲函(11)分离，运动至阀座(1)上的降噪垫圈(23)保持静止；

4)在压缩机压缩工作过程中，卸荷器运动状态分为两种，一种是卸荷器在液压力P的作用下保持静止，压叉(9)顶开进气阀阀片(4)，保证吸气阀在压缩机压缩过程处于开启状态，使部分气体通过进气阀回流到进气管道中，从而实现气量调节功能；另一种是液压力降低，卸荷器在复位弹簧(20)及气体力作用下，克服液压力、摩擦力，顶板(14)，驱动顶板(14)带着卸荷器外壳体(16)及压叉(9)一起沿着导向组件向上运动，撤回到上限位；

其特征在于，卸荷器复位弹簧(20)刚度计算模型：

其中：

k：代表复位弹簧(20)刚度；

F_s1：代表卸荷器位移为零时复位弹簧(20)的弹簧力；

F_s2：代表卸荷器位移为L时复位弹簧(20)的弹簧力，L表示卸荷器最大行程；

F_p1：代表卸荷器顶出过程中液压驱动机构作用于顶杆(26)上的液压力；

F_g2：代表吸气阀阀室气体作用于顶杆(26)上的气体力；

m：代表卸荷器外壳体(16)、顶板(14)、压叉(9)、弹性挡圈(15)、压盖(17)和顶杆(26)的总质量；

α：代表卸荷器安装角度，角度大小为卸荷器中心线与地面垂直线夹角；

g：代表重力加速度；

f：代表卸荷器及驱动机构摩擦力；

T：代表卸荷器顶出过程中由静止运动到位移L所需的动作时间，考虑到气量调节系统调节效果，应在0.008s～0.02s范围内取值；

上述公式计算的边界条件与约束条件是：

1)边界条件如下：

(A)代表卸荷器顶出过程中，初始时刻的速度为0；

(B)x(t)_|t＝0＝0；代表卸荷器顶出过程中，初始时刻的位移为0；

(C)x(t)_|t＝T＝L；代表卸荷器顶出过程中，当时间为T时，卸荷器的位移为L；

(D)F＝F_g1+F_s2+F_g2；代表卸荷器撤回初始时刻，复位弹簧(20)弹簧力与作用于压叉(9)和阀片(4)的气体力的合力需要满足的边界条件；

其中：

x：代表卸荷器位移；

F：代表卸荷器撤回初始时刻，复位弹簧(20)的弹簧力与作用于压叉(9)和阀片(4)的气体力的合力；

F_g1：代表气体作用于吸气阀阀片(4)上、下表面的合力；

2)约束条件如下：

(E)F_s1F_p2-F_g2+mg cosα+f

(F)F_s2F_p1-F_g2-f+mg cosα

(E)式表示卸荷器位移为零时，复位弹簧(20)的弹簧力需要大于撤回过程中作用于顶杆(26)的油压力、气体力、重力、摩擦力的合力，保证卸荷器能撤回到位移零点并保持静止；

(F)式表示卸荷器位移为L时的复位弹簧(20)弹簧力需要小于顶出过程中作用于顶杆(26)的油压力、气体力、重力、摩擦力的合力，保证卸荷器能运动至位移L并保持静止；

当(F_p2-F_g2+mg cosα+f)为负时，(F_p2-F_g2+mg cosα+f)设为0；

F_p2：代表卸荷器撤回过程时，液压驱动机构作用于顶杆(26)上的液压力。

2.应用如权利要求1中一种往复压缩机气量调节系统卸荷器的方法，其特征在于公式中弹簧力、气体力、液压力的计算方法，如下：

1)弹簧力

2)气体力

3)液压力

其中：

x₁：代表卸荷器位移为零时复位弹簧(20)的预压缩量；

p_cy：代表压缩机气缸内压力；

p_s：代表吸气阀阀室内气体压力；

A_sv：代表吸气阀阀片(4)上或者下表面面积；

A_l：代表顶杆(26)截面积；

p₁：代表卸荷器顶出时液压驱动机构提供的油压；

p₂：代表卸荷器撤回时液压驱动机构提供的油压。