一种往复式压缩机的高压级润滑方法

摘要

本发明公开了一种往复式压缩机高压级的润滑方法，首先在往复式压缩机的低压级与高压级之间连接中间冷却器，在高压级气缸的缸盖上安装有吸气阀和排气阀，在吸气阀座到气缸的进气通道上设置有使气体旋转的导向槽。当气体与润滑油混合物经低压级压缩、中间冷却器冷却后，一部分润滑油引回到低压级，另一部分润滑油在气体的携带下进入高压级，当高压级吸气阀阀片在压差的作用下打开时，含有润滑油的气体通过吸气阀进入气缸的过程中，首先在导向槽内流动，由于导向槽有旋向，致使气体与润滑油混合物在进入气缸的过程中产生旋转。随气流旋转的润滑油在离心力作用下被甩向外侧，即与气体发生分离，最终飞溅到气缸壁上，达到气缸与活塞之间的润滑效果。

说明书

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种往复式压缩机的高压级润滑方法。

背景技术

往复式压缩机通过吸气阀和排气阀的开启和关闭，实现吸气、压缩和排气过程的依次和周而复始地进行。为了获得较高压力的气体，往复式压缩机需采用多级压缩。在多级压缩中，排气压力较低的级称为低压级，排气压力较高的级称为高压级。

高压气体在动力、船舶、制冷、储运等领域或行业中具有广泛的应用，获得高压气体的主要装置是高压压缩机，往复式结构是获取高压气体的主要结构型式，而气缸与活塞之间的摩擦副的润滑，特别是高压级的润滑状况对这种压缩机的性能和寿命有着重要影响。

压缩机气缸润滑方式主要分为飞溅润滑和压力润滑两种。飞溅润滑主要用于无十字头、无级差的压缩机，该润滑方式是借助于连杆上的溅油器将曲轴箱内的润滑油飞溅至气缸壁。压力润滑用于带十字头的压缩机。该润滑方式是利用专门的注油器将润滑油加压注入气缸和填函。注油器由多个柱塞油泵组成，每个油泵对应于一个润滑点，并可将供油量调节至适当的数值，从而可使气体中含油减小到最小程度。又因气缸润滑系统与传动机构润滑系统完全分开，气缸润滑油可与压缩气体相适应，故适合于各种气体压缩机。但这种润滑方式使系统机构复杂。

高压压缩机为了保证压缩机性能，高压级往往采用级差方式。这样，高压级的润滑就不能采用飞溅润滑的方式。现有往复式压缩机高压级润滑通常靠高压级进气中含有的少量润滑油来起到气缸和活塞之间的润滑作用，但由于大部分润滑油存在气体中，不能较好的分布于气缸壁，因此润滑效果较差。

基于以上原因，为了简化往复式压缩机高压级润滑结构，提高高压级工作过程中的可靠性，需要采用高可靠性的润滑方式。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种往复式压缩机的高压级润滑方法，该方法适用于所有往复式压缩机高压级气缸与活塞之间的润滑。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种往复式压缩机高压级润滑方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先在往复式压缩机的低压级与高压级之间连接中间冷却器，气体从低压级经中间冷却器的冷却进入高压级；

在高压级气缸的缸盖上安装有吸气阀和排气阀，在吸气阀座到气缸的进气通道设置有导向槽；该导向槽用于使往复式压缩机高压级进气产生旋转；

经低压级压缩并经中间冷却器冷却的含油气体通过高压级进气通道上的导向槽后产生旋转，含油气体中的润滑油在离心力作用下飞溅并附着在气缸壁面上，实现气缸壁面与活塞之间的润滑。

本发明的方法是在往复式压缩机高压级的进气通道上设置导向槽使气体产生旋转，达到润滑气缸和活塞的目的。本发明中涉及的往复式压缩机高压级润滑方法，同时可以用于其他结构形式的压缩机。

附图说明

图1是往复式压缩机润滑系统简图；

图2是中间冷器示意图

图3是高压级简图(a)和其进气通道示意图(b)；

图4是使进气旋转的导向槽；

图5是进气通道为环形时的导向槽。

为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

上述所有附图构成说明书的一部分，使得能够更深入的理解本发明的所有结构，并解释本发明的原理，以及阐述该方法如何达到往复式压缩机高压级润滑的目的。

本发明的往复式压缩机的高压级润滑方法，其特征在于，包括下列步骤：

首先在往复式压缩机的低压级与高压级之间连接中间冷却器，在高压级气缸的缸盖上安装有吸气阀和排气阀，在吸气阀座到气缸的进气通道上设置有用于使往复式压缩机高压级进气产生旋转的导向槽。

经低压级压缩并经中间冷却器冷却后的含油气体通过高压级进气通道上的导向槽后产生旋转，含油气体中的润滑油在离心力作用下飞溅并附着在气缸壁面上，实现气缸壁面与活塞之间的润滑。

本发明的原理是，当气体与润滑油混合物经低压级压缩提升压力后，进入中间冷却器冷却。在中间冷却器内，除了降低润滑油和气体的温度有利于提高高压级的压缩效率外，润滑油和气体可以实现部分分离，分离出的润滑油储存在中间冷却器的下端，一部分被引回到低压级循环使用，剩余部分则在气体的携带下进入高压级。为了保证润滑油能有效地被气体带走，从中间冷却器流出的气体应尽可能由下端流出。当高压级吸气阀阀片在压差(吸气阀片两端的气体压力与气阀弹簧作用力之差)作用下打开时，来自中间冷却器的油气混合物通过吸气阀进入气缸的过程中，首先通过吸气阀座上的有一定旋向的导向槽，使气体与润滑油混合物在进入气缸的过程中产生旋转。由于润滑油的密度大于气体密度，在离心力作用下润滑油会更多地分布于气流外侧，最终飞溅到气缸壁面并附着在气缸壁面上，当活塞在气缸壁上滑动时，即达到了气缸与活塞之间的润滑效果。完成气缸与活塞之间的润滑后，部分润滑油随排气排出，部分则与新的飞溅并附着在气缸壁面上的润滑油混合，完成下一次高压级压缩过程的润滑。

上述进气通道上的导向槽的作用是使进入高压级的含油气体产生旋转。

上述导向槽的形状、结构、数量可以根据复式压缩机型号的不同进行设计，其设计原则以保证进气产生旋转为准。导向槽的深度随着其与气缸壁之间距离的减小逐渐减小。

以下是发明人给出的实施例。

如图1所示，在往复式压缩机的低压级与高压级之间连接中间冷却器。中间冷却器是气体冷却器或者是翅片散热器。

图2是中间冷却器示意图。当气体与润滑油混合物经低压级压缩后进入中间冷却器。在中间冷却器中润滑油和气体可以实现部分分离，分离出的润滑油储存在中间冷却器的下端，分离出的润滑油一部分被引回到低压级循环使用，剩余部分则在气体的携带下进入高压级。中间冷却器气体出口的设计应使润滑油能够在气体流动的过程中被携带。

如图3a所示的高压级简图，在往复式压缩机的高压级有气缸、活塞以及气缸盖上的吸气阀和排气阀等。本发明主要对通过吸气阀的进气通道进行改造。图3b所示的高压级进气通道示意图，当压缩机吸气时，阀片在压差的作用下打开，气阀弹簧被压缩。此时往复式压缩机高压级进气通道联通，气体和润滑油通过阀座上的进气通道进入压缩腔。在进气通道上设置有如图4所示的导向槽(当进气通道为圆孔时)，该导向槽位于阀座进气孔的周围，导向槽越靠近气缸壁其深度越小，这样一方面可以减小压缩机的余隙容积，另一方面可以强化进气的旋转程度。

当压缩机高压级的进气通道为环形时，导向槽的开设示例如图4所示，其开设原则是使高压级的进气产生整体旋转，而非局部区域的旋转。

当往复式压缩机的高压级为不规则形或多个进气通道时，导向槽的开设应使进气气流产生整体旋转。

导向槽的形状和数量会对气体的旋转程度产生影响，本发明仅示例出两种导向槽(图4、图5)。因此导向槽的开设方法和原则是——使压缩机进气产生旋转的流动通道。任何通过进气通道使压缩机进气产生旋转从而达到润滑油与气体分离、润滑气缸的方法都应属于本发明的保护范围。