[发明专利]带有可更换座板的自动阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动阀门，诸如环阀或环形阀。在本文中公开的主题的一些实施例尤其涉及用于往复式压缩机的自动环阀或环形阀。

背景技术

自动阀通常用在例如往复式压缩机中。自动阀布置在压缩机的吸入侧以及排出侧双方，以在压缩机气缸内压力的控制下自动地打开和关闭压缩机的吸入口和排出口。

现有技术的自动环阀的示范实施例示于图1中。自动环阀1包括阀座2和阀挡3。阀座具有周向地布置的气流通道4，气流通道4穿过阀座2延伸。阀挡3又具有气流通道5。中央螺杆6将阀座2和阀挡3彼此连接，从而在它们之间留有间隔7。在阀座2与安全阀3之间设有多个同心地布置的密封环8。各密封环8沿阀座2的一组对应的环形地布置的气流通道4布置。为各个密封环8设置多个压缩弹簧9，以将密封环偏置在关闭位置中，其中，密封环8通过密封地接触气流通道4的对应密封表面4A来关闭对应的一组气流通道4。压缩弹簧9容纳在设于阀挡3中的相应的弹簧腔10内。

跨过阀1的压差引起阀的自动打开和关闭。图2示出往复式压缩机的头部11，其使用布置在压缩机吸入口和排出口上且以1A、1B、1C、1D指代的四个自动环阀1。

更详细而言，压缩机头部11限定了压缩机气缸13，其中活塞14能够往复地运动。活塞14的杆15连接到曲柄(未示出)，该曲柄按照双箭头f14来往复地移动活塞14。活塞14将气缸13分成两个单独的压缩室13A、13B。

压缩机头部11具有第一吸入口17，第一吸入口17通过第一自动环阀1A与第一压缩室13A流体连通。第二吸入口19通过第二自动环阀1B与第二压缩室13B流体连通。第一排出口21通过第三自动环阀1C与第一压缩室13A流体连通，并且，第二排出口23通过第四自动环阀1D与第二压缩室13B流体连通。

活塞14的往复运动选择性地引起第一压缩室13A内的气体吸入和压缩气体从第二压缩室13B的排出，且反之亦然。当第一气流通道4中的压力超过弹簧9的弹力时，自动环阀1A、1B、1C和1D选择性地打开。

往复式压缩机的曲柄轴可以以例如100-1200rpm且典型地在200与1000rpm之间的范围内的转动速度转动。因此，密封环8经历高速的反复打开和关闭行程。它们通常由复合材料(诸如纤维增强的合成树脂)制成，以降低其质量，且从而降低惯性。阀座2和阀挡3通常由金属制成。

由于疲劳应力，密封环8和阀座2二者经历磨损。因此，自动环阀经历维护。密封环8被替换，而阀座需要通过环形密封表面4A的加工来重新定形。此操作需要从压缩机移除自动环阀，并且是费时的。因此，压缩机因此经历长期停机，或者代替阀门必须可用来代替需要阀座的加工和重新定形的阀门。类似的缺点存在于如下自动阀中，该自动阀包括与同心地布置的密封环不同的可移动密封元件，例如可移动密封板。

由于通过摩擦和气体压缩产生的热量，自动阀经受热应力。因此，阀的各种构件经历热膨胀。由于所使用材料的不同热膨胀系数，用于制造阀座和密封环的不同材料的使用引起不同的热膨胀。这可导致气流通道的无效密封和随之发生的气体泄漏，从而导致压缩机效率降低，除非使用平面密封表面。另一方面，从有效密封作用的观点来看，后者是不完全令人满意的。如果使用可移动密封板(例如具有与阀座上的环形座共同作用的环形突起)，则存在类似缺点。

由于关闭期间密封环8对阀座2的冲击，密封环8或类似地可移动密封板的打开和关闭在阀的结构上产生重复的动态应力。

因此，希望开发一种改进的差压阀，且尤其是自动环阀，以用于往复式压缩机或类似机器，其将至少缓和现有技术环阀的上述问题和缺点中的至少一个。

发明内容

根据在本文中公开的主题的一些实施例，提供一种自动阀，其中，提供一个或更多个可移动密封元件(例如，多个同心地布置的密封环)和可移除座板，它们二者由非金属材料制成，优选地具有相似或基本相同的热膨胀系数。因此，使用可移动非金属密封环或其它可移动密封元件的优点得以保持，但同时，由不同热膨胀造成的缺点(诸如气体泄漏和由此产生的压缩机效率降低)至少部分地缓和或完全消除。使用可移除因而可更换的座板使阀的维护更容易，不再需要重新加工磨损的阀座。磨损、断裂或变形的座板可以简单地移除并在短时间内更换，而不需要长时间停机以用于维护介入。