用于促动阀的设备及方法技术

提供了克服促动油气产业中使用的往复式压缩机的阀的技术挑战的设备及方法。一种阀组件(400)包括(1)构造成提供位移的促动器(410)，(2)构造成将位移从促动器传递至往复式压缩机的阀的阀闭合部件的轴(430)，以及(3)连接到轴上且构造成放大由促动器提供的位移和/或与位移关联的力以促动阀的阀闭合部件的位移传递机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题的实施例大体上涉及用于促动油气产业中的往复式压缩机中使用的阀的设备及方法，并且更具体地涉及用于放大促动器与促动阀之间的位移和/或与位移相关联的力的装置及方法。
技术介绍
压缩机为增大气体压力的机械装置，且可在发动机、涡轮、发电、低温应用、油气处理等中找到。由于其广泛使用，与压缩机相关的各种机构和技术通常进行着研究以改善压缩机效率和解决与特定操作环境相关的问题。油气产业中使用的压缩机必须考虑的一个特质在于压缩流体通常是腐蚀性和可燃的。美国石油组织(API)—制定油气产业中使用的设备的认可的产业标准的组织，已经发出了 API618文件(2011年6月的其版本通过引用包括在本文中)，其列出了往复式压缩机的整套最低要求。压缩机可分类为正位移压缩机(例如，往复、螺旋或导叶压缩机)或动力压缩机(例如，离心或轴向压缩机)。在正位移压缩机中，通过将气体捕集在室中且然后减小室的容积来压缩气体。在动力压缩机中，通常通过将动能从旋转元件(如，叶轮)传递至待由压缩机压缩的气体来压缩气体。图1为油气产业中使用的常规双室往复式压缩机10( S卩，正位移压缩机)的图示。压缩发生在缸20中。待压缩(例如，天然气)的流体经由入口 30和直通阀32，34输入到缸20中，且在压缩之后，其经由阀42和44和然后的出口 40输出。压缩机以循环过程操作，在此期间，流体由于缸20中的活塞50在头端26与曲柄端28之间的移动而被压缩。活塞50将缸20分成在循环过程的不同阶段操作的两个室22和24，当室24的容积处于其最高值时室22的容积处于其最低值，且反之亦然。吸入阀32和34在不同时间开启以允许待压缩的流体(即，具有第一 /吸入压力P1)从入口 30分别进入室22和24。泄放阀42和44开启以允许已经压缩的流体(B卩，具有第二 /泄放压力P2)经由出口 40分别从室22和24输出。活塞50由于从曲轴60经由十字头70和活塞杆80传输来的能量而移动。通常，在往复式压缩机中使用的吸入阀和泄放阀(例如，32，34，42和44)为自动阀，其由于穿过阀的压差而在闭合状态与开启状态之间切换。典型的压缩循环包括四个阶段:扩张、吸入、压缩和泄放。当压缩流体在压缩循环结束时从室排空时，处于输送压力P2下的少量流体仍捕集在空隙容积(即，室的最小容积)中。在压缩循环的扩张阶段和吸入阶段期间，活塞移动来增大室的容积。在扩张阶段开始时，输送阀闭合(吸入阀仍闭合)，且然后，捕集流体压力下降，因为可用于流体的容积增大。压缩循环的吸入阶段在室内的压力变为等于吸入压力P1时开始，触发吸入阀开启。在吸入阶段期间，室容积和待压缩的流体量(处于压力P1)增大，直到达到室的最大容积。在压缩循环的压缩和泄放阶段期间，活塞沿与扩张和压缩阶段期间的运动方向相反的方向移动，以减小室的容积。在压缩阶段期间，吸入阀和输送阀两者都闭合(即，流体不会进入或离开缸)，室中的流体压力由于室的容积减小而增大(从吸入压力P1至输送压力P2)。当室内的压力变为等于输送压力P2时，压缩循环的输送阶段开始，触发输送阀开启。在输送阶段期间，输送压力P2下的流体从室排空，直到达到室的最小(间隙)容积。图2分别在压力对容积的坐标系中图解示出了在室22中发生的压缩循环(实线)和在室24中发生的压缩循环(虚线)。在图中，室22的容积Vel从左到右增大，而室24的容积Vcl从右到左增大。扩张阶段分别对应于1-2和I’ -2’，吸入阶段对应于2-3和2’ -3’，压缩阶段对应于3-4和3’ -4’，以及泄放阶段对应于4-1和4’ -1’。如果促动阀将代替自动阀而使用，则预计到针对油气产业中使用的往复式压缩机提高效率和减小间隙容积的潜在优点。然而，由于操作油气产业中的往复式压缩机的特殊技术要求，故还未开发出促动阀的使用。没有目前可用的促动阀可同时提供所需的较大的力、较大的位移和较短的响应时间。此外，在油气产业中，进一步约束促动阀在往复式压缩机中的使用的方面在于流体易燃和爆炸将破坏压缩机。相比之下，促动汽车产业(最常使用电促动器完成)中的阀可需要大的力和短的响应时间，但没有大的位移。此外，在汽车产业的设备中，没有关于爆炸的问题，爆炸实际上是期望的现象，且爆炸引起的高压容易在环境中消散。此外，与油气产业中的设备相比，促动海洋设备中的阀(最常利用气动或液压促动器完成)需要大的力且可需要大的位移，但促动时间不是关键的。因此，将期望提供使得有可能在用于油气产业中的往复式压缩机中使用促动阀的阀组件及方法。
技术实现思路
本专利技术构想的各种实施例阐明了克服促动油气产业中使用的往复式压缩机的阀的技术挑战的设备及方法。根据一个示例性实施例，一种可在用于油气产业的往复式压缩机中使用的阀组件包括构造成提供位移的促动器、连接到促动器上且构造成将位移从促动器传递至往复式压缩机的阀的阀闭合部件的轴、以及连接到轴上且构造成放大由促动器提供的位移和/或与位移相关联的力的位移传递机构。根据另一个示例性实施例，一种用于油气产业中的往复式压缩机具有:(1)流体在其内压缩以增大其压力的压缩机本体，(2)连接到压缩机本体上且构造成在不允许流体流过阀的闭合状态与允许流体流过阀的开启状态之间切换的至少一个阀，以及(3)连接到至少一个阀上的阀组件。阀组件包括:(A)构造成提供位移的促动器，(B)构造成将位移从促动器传递至往复式压缩机的阀的阀闭合部件的轴，以及(C)连接到轴上且构造成放大位移和/或与位移关联的力以促动阀的阀闭合部件的位移传递机构。根据另一个示例性实施例，提供了一种改造油气产业中使用的且最初具有自动阀的往复式压缩机的方法。该方法包括:(I)将构造成提供位移的促动器安装在往复式压缩机中的流体通路外，(2)安装连接到促动器上且构造成接收位移的轴以穿透往复式压缩机中的流体通路内且连接到阀的阀闭合部件上，以及(3)将位移传递机构连接在促动器与自动阀的阀闭合部件之间，位移传递机构构造成在位移经由轴传递来促动阀的阀闭合部件时放大位移和/或与位移相关联的力。【附图说明】并入说明书且构成说明书的一部分附图示出了一个或多个实施例，且结合描述阐释了这些实施例。在附图中: 图1为常规双室往复式压缩机的示意图； 图2为示出典型压缩循环的图； 图3为根据示例性实施例的往复式压缩机； 图4为根据示例性实施例的阀组件的示意图； 图5为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图； 图6为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图； 图7为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图； 图8为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图； 图9为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图； 图10为根据另一个示例性实施例的阀组件的示意图；以及 图11为根据示例性实施例的用于改造油气产业中使用的往复式压缩机的方法的流程图。【具体实施方式】示例性实施例的以下描述提到了附图。不同图中的相同参考标号表示相同或相似的元件。以下详细描述并未限制本专利技术。作为替代，本专利技术的范围由所附权利要求限定。为了简单起见，参照了用于油气产业的往复式压缩机的用语和结构论述了以下实施例。然而，接下来将论述的实施例不限于这些系统，而是可应用于其它系统。整个说明书中提到的〃 一个实施例〃或〃实施例〃意指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够在用于油气产业的往复式压缩机中使用的阀组件，所述阀组件包括：构造成提供位移的促动器；连接到所述促动器上且构造成将所述位移从所述促动器传递至所述往复式压缩机的阀的阀闭合部件的轴；以及连接到所述轴上且构造成放大由所述促动器提供的所述位移和/或与所述位移相关联的力的位移传递机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 IT MI2011A0023921.一种能够在用于油气产业的往复式压缩机中使用的阀组件，所述阀组件包括: 构造成提供位移的促动器； 连接到所述促动器上且构造成将所述位移从所述促动器传递至所述往复式压缩机的阀的阀闭合部件的轴；以及 连接到所述轴上且构造成放大由所述促动器提供的所述位移和/或与所述位移相关联的力的位移传递机构。2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述促动器提供角位移，所述促动器位于压缩机本体外侧，且所述位移传递机构位于所述轴与所述阀的所述阀闭合部件之间，在所述压缩机本体内侧，以及 所述位移传递机构构造成将所述角位移转换成线性位移以促动所述阀的所述阀闭合部件。3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀组件，其特征在于， 所述轴(I)构造成围绕旋转轴线旋转，(2)对于轴的大部分长度具有围绕所述旋转轴线的窄圆柱形，以及(3)具有带实质平行于所述旋转轴线且与所述旋转轴线成预定距离的节段的U形部分，以及 所述位移传递机构包括:(A)具有连接到实质平行于所述旋转轴线且与所述旋转轴线成所述预定距离的所述轴的所述节段上的第一端部的连接杆，以及(B)连接到所述连接杆的第二端部上和所述阀的所述阀闭合部件上的促动器轴。4.根据任一前述权利要求所述的阀组件，其特征在于，所述位移传递机构包括: 具有螺纹通道的螺旋起重，所述轴的螺纹端部插入该螺纹通道内侧；以及 在第一端部处接触所述螺旋起重且使所述阀的所述阀闭合部件附接在与所述第一端部相对的第二端部处的促动器轴。5.根据任一前述权利要求所述的阀组件，其特征在于，所述位移传递机构包括: 倍增齿轮，其包括至少附接到所述压缩机本体内的所述轴的端部上的第一齿轮和与所述第一齿轮缠结且比所述第一齿轮具有更小直径的第二齿轮；以及 促动器轴，其使所述第二齿轮附接到所述促动器轴的第一端部上且使所述阀的所述阀闭合部件附接到所述促动器轴的第二端部上，所述第二端部与所述第一端部相对。6.根据任一前述权利要求所述的阀组件，其特征在于，所述促动器提供线性位移， 所述轴构造成围绕旋转轴线旋转，(2)对于轴的大部分长度具有围绕所述旋转轴线的窄圆柱形，以及(3)具有带实质平行于所述旋转轴线且与所述旋转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：L托格纳雷利，R巴加利，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT