【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体压缩机。更具体地说，本专利技术涉及一种大型高压压缩机用高压气缸体及其设计方法。
技术介绍
1、目前，国内油气应用领域高压压缩机多为小型、v型或高压隔膜压缩机，仅有部分国外小型高压往复式压缩机应用，压力一般70mpa以内，排量50000nm3/d以内。而目前的压缩机气缸结构设计，能够满足52mpa储气库注气要求，排量200000nm3/d以上的大排量高压压缩机在国内还是空白，在疲劳可靠性、密封可靠性、气阀使用寿命和效率以及轻量化上，均有很大的改进空间。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、本专利技术还有一个目的是提供一种大型高压压缩机用高压气缸体及其设计方法，以解决现有技术的气缸结构设计不能满足高压大排量的压缩机应用需求的技术问题。
3、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，一方面，本专利技术提供了一种大型高压压缩机用高压气缸体，包括缸体、缸套，缸体内开设有t形的贯通腔，贯通腔相对的两侧分别设置为排气腔和进气腔，缸套过盈配合连接在贯通腔的中端，排气腔所在的一端密封连接有排气阀，进气腔所在的一端密封连接有进气阀，排气阀的外端、进气阀的外端分别通过连接螺栓与缸体固定连接，缸体上对应进气腔连通设置有进气通道、对应排气腔连通设置有排气通道，进气通道与排气通道在缸体上相背设置，进气通道与进气腔的通断通过进气阀控制，排气通道与排气腔的通断通过排气阀控制。
4、优选的是，所述连接螺栓
5、优选的是，所述缸体采用40crnimoa材质制成。
6、优选的是，所述排气阀、所述进气阀上套设有金属o型密封圈，通过金属o型密封圈与所述缸体密封连接。
7、优选的是，所述缸套采用球墨铸铁制成。
8、优选的是，所述缸体在进气端设置用于安装固定的进气法兰、在出气端设置用于安装固定的出气法兰，进气法兰、出气法兰采用api 6a标准法兰。
9、优选的是，所述缸体与缸套的过盈量为0.09-0.14mm。
10、另一方面，本专利技术还提供一种大型高压压缩机用高压气缸体的设计方法，包括如下步骤：
11、s1、取所述大型高压压缩机用高压气缸体的1/4结构，用ansys有限元分析软件生成有限元模型，有限元模型包括了压缩缸缸套、缸体、气阀、气阀垫片、压圈、阀盖，阀盖的螺栓和螺母，其中气阀模型根据三维固体模型中气阀的外形尺寸建立；
12、s2、选定材料特性，缸套为qt600-3，缸体为40crnimoa，气阀、压圈、阀盖、法兰、螺栓螺母为35crmo、垫片为10号钢、阀盖垫片为t3-m，法兰垫圈为0cr18ni9，在有限元温度场和应力场分析模型中，采用相同的单元分布；
13、s3、根据气缸的结构对称性，在两个对称面上施加对称约束边界条件，在压缩缸安装螺栓部位，施加位移约束边界条件，在缸套外壁和缸体内壁间加入配合的过盈量；
14、s4、求解有限元模型，先求解压缩缸部件的温度场分布，再求解压缩缸部件在缸套与缸体过盈配合、螺栓预紧力、气体压力及温度载荷作用下的应力分布；
15、s5、根据求解计算结果，选择缸体和缸套过盈配合量以满足在缸套内表面引起的最大应力低于缸套材料的最小屈服强度，优化结构以降低局部集中应力。
16、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的大型高压压缩机用高压气缸体包括缸体、缸套，通过在缸体内设置t形的贯通腔结构，采用非贯穿缸头形式，能够减小高压密封件及连接螺栓的设置数量，降低泄漏风险和螺柱疲劳断裂风险，t形的贯通腔相对的两端，其中一端设置为进气端，一端设置为排气端，在进气端设置进气阀，在排气端设置排气阀，对进气阀与排气阀分开处理，避免组合气阀使用时，排气腔气体对进气产生加热效应，能有效降低排气温度，同时提高进气阀与排气阀的使用寿命，另外，缸套采用球墨铸铁具有良好的减磨性能，因为在干摩擦的情况下球状石墨本身就起着润滑剂的作用，而加润滑油的情况下在石墨被磨掉的地方形成大的显微口袋，可以储存润滑油以保证使用过程中油膜的连续性，本专利技术的大型高压压缩机用高压气缸体从结构形态、结构材质上进行改进设置，提高了高压气缸的疲劳可靠性、密封可靠性、气阀使用寿命和效率。
17、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，包括缸体、缸套，缸体内开设有T形的贯通腔，贯通腔相对的两侧分别设置为排气腔和进气腔，缸套过盈配合连接在贯通腔的中端，排气腔所在的一端密封连接有排气阀，进气腔所在的一端密封连接有进气阀，排气阀的外端、进气阀的外端分别通过连接螺栓与缸体固定连接，缸体上对应进气腔连通设置有进气通道、对应排气腔连通设置有排气通道，进气通道与排气通道在缸体上相背设置，进气通道与进气腔的通断通过进气阀控制，排气通道与排气腔的通断通过排气阀控制。
2.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述连接螺栓采用弹性螺柱进行螺纹连接。
3.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述缸体采用40CrNiMoA材质制成。
4.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述排气阀、所述进气阀上套设有金属O型密封圈，分别通过金属O型密封圈与所述缸体密封连接。
5.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述缸套采用球墨铸铁制成。
6.如权利要求1
7.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述缸体与缸套的过盈量为0.09-0.14mm。
8.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，包括缸体、缸套，缸体内开设有t形的贯通腔，贯通腔相对的两侧分别设置为排气腔和进气腔，缸套过盈配合连接在贯通腔的中端，排气腔所在的一端密封连接有排气阀，进气腔所在的一端密封连接有进气阀，排气阀的外端、进气阀的外端分别通过连接螺栓与缸体固定连接，缸体上对应进气腔连通设置有进气通道、对应排气腔连通设置有排气通道，进气通道与排气通道在缸体上相背设置，进气通道与进气腔的通断通过进气阀控制，排气通道与排气腔的通断通过排气阀控制。
2.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述连接螺栓采用弹性螺柱进行螺纹连接。
3.如权利要求1所述的大型高压压缩机用高压气缸体，其特征在于，所述缸体采用40crnimoa材质制...
【专利技术属性】
技术研发人员：闻海波，侯小兵，黎周麟，王宏亚，王有朋，马继雷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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