一种适用于天然气压缩机组的先导阀

1.本发明涉及增压泵技术领域，特别是涉及一种适用于天然气压缩机组的先导阀。


背景技术：

2.为克服天然气输送过程中的沿程压力损失，实现长距离输送，一般在管道上增设压缩机组对天然气进行加压。在压缩机组启停时，需要对干气密封系统进行加压，增压泵是干气密封系统中的核心设备，主要由先导阀、驱动端和增压端三部分组成。先导阀是整个增压泵的关键部件，由净化空气作为动力，推动驱动端活塞动作，进而驱动增压端实现对干气系统增压。而现有的先导阀存在卡阻、增压效果不理想等不良现象，无法为干气密封系统提供足够的压力，不能够满足天然气压缩机组的工作要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种适用于天然气压缩机组的先导阀，以解决上述现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于天然气压缩机组的先导阀，包括阀座和可拆卸安装在所述阀座内的阀套，所述阀套两端均可拆卸安装有端盖，所述端盖可拆卸安装在所述阀座上；所述端盖上安装有限位环，所述限位环设置于所述阀套两端外侧；所述阀套内侧滑动套设有阀芯，所述阀套与所述阀芯相适配；
5.所述阀芯由三段圆柱和两段环形沟槽组成，两所述环形沟槽对称设置在所述阀芯的两端，所述环形沟槽位于相邻两所述圆柱之间；
6.所述阀套内表面为光面，所述阀套的外侧壁上开设有五个宽沟槽，五个所述宽沟槽内均开设有若干个通孔，若干所述通孔沿所述阀套周向等间距设置；相邻两所述宽沟槽之间的间距相同，一所述环形沟槽与相邻的两所述宽沟槽内的所述通孔对应设置。
7.优选的，所述阀套两端的外侧壁上及相邻两所述宽沟槽之间的外壁上均开设有窄沟槽，所述窄沟槽用于放置密封圈。
8.优选的，所述阀芯一端固定连接有细轴，所述细轴与所述阀芯一体化成型，所述细轴上设置有凸台，所述阀芯另一端开设有盲孔。
9.优选的，所述限位环靠近所述阀芯一侧固定安装有缓冲垫圈，所述阀芯与所述缓冲垫圈限位配合。
10.优选的，所述阀芯中间的所述圆柱长度小于所述阀芯两端的所述圆柱长度，所述阀芯两端的所述圆柱侧壁上均开设有环形凹槽，所述环形凹槽内填充有润滑脂。
11.优选的，所述阀芯与所述阀套之间需进行配对精密研磨，配合间隙不大于3um。
12.优选的，所述宽沟槽的外圆直径与所述阀套外径之间的差值为0.5～0.7mm。
13.本发明公开了以下技术效果：本发明提供的适用于天然气压缩机组的先导阀，通过对阀芯阀套的结构参数优化和加工精度控制，使得所研发的阀芯阀套能够为干气密封系统提供足够的压力，且经过长时间连续测试和间歇性测试，均未出现卡阻、增压效果不理想
等不良现象，能够满足天然气压缩机组的工作要求。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明适用于天然气压缩机组的先导阀的结构示意图；
16.图2为本发明阀芯的结构示意图；
17.图3为本发明阀套的结构示意图；
18.图4为本发明先导阀的阀芯位于右端时气体通道连通情况；
19.图5为本发明先导阀的阀芯位于左端时气体通道连通情况；
20.图6为增压泵使用本发明时的工作原理图；
21.其中，阀座-1、阀套-2、端盖-3、限位环-4、阀芯-5、密封圈-6、缓冲垫圈-7、连接螺钉-8。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
24.本发明提供一种适用于天然气压缩机组的先导阀，包括阀座1和可拆卸安装在阀座1内的阀套2，阀套2两端通过连接螺钉8均固定有端盖3，端盖3可拆卸安装在阀座1上；端盖3上安装有限位环4，限位环4设置于阀套2两端外侧；阀套2内侧滑动套设有阀芯5，阀套2与阀芯5相适配；
25.阀芯5由三段圆柱和两段环形沟槽组成，两环形沟槽对称设置在阀芯5的两端，环形沟槽位于相邻两圆柱之间；
26.阀套2内表面为光面，阀套2的外侧壁上开设有五个宽沟槽，阀座1上开设有五个透气孔，五个透气孔分别与五个宽沟槽对应设置；五个宽沟槽内均开设有11个通孔，11个通孔沿阀套2周向等间距设置，以增大气流通道面积、减小流通压力；相邻两宽沟槽之间的间距相同，一环形沟槽与相邻的两宽沟槽内的通孔对应设置。
27.进一步的，为保证先导阀的密封性，在阀套2两端的外侧壁上及相邻两宽沟槽之间的外壁上均开设有窄沟槽，窄沟槽用于放置密封圈6；两端盖3与阀座1之间均设置有密封圈6。
28.进一步的，为避免阀芯5与端盖3撞击损坏，在阀芯5一端固定连接有细轴，细轴与阀芯5一体化成型，细轴上设置有凸台，阀芯5另一端开设有盲孔；限位环4靠近阀芯5一侧固定安装有缓冲垫圈7，阀芯5与缓冲垫圈7限位配合。
29.进一步的，阀芯5中间的圆柱长度小于阀芯5两端的圆柱长度，阀芯5两端的圆柱侧壁上均开设有环形凹槽，环形凹槽内填充有润滑脂，以提高润滑和密封效果，同时在工作过程中产生的微小颗粒、碎屑等杂质也可以存储在环形凹槽内，以减少对圆柱密封面的磨损，提高先导阀寿命。
30.进一步的，阀芯5与阀套2之间采用光面密封，为达到良好的密封效果，阀芯5与阀套2之间需进行配对精密研磨，配合间隙不大于3um。
31.进一步的，宽沟槽的外圆直径与阀套2外径之间的差值为0.5～0.7mm。
32.本发明提供的适用于天然气压缩机组的先导阀，在使用时，首先在阀套2外侧的6个窄沟槽内放置6个密封圈6，然后将阀套2压入到阀座1内。压入时需注意保证用力合适，避免出现密封圈6破损及阀套2变形现象。将阀套2压入阀座1后，将阀芯5推入阀套2内，同时保证环境的卫生程度，避免有杂物粘在阀芯5与阀套2的配合面上。然后将限位环4和缓冲垫安装在两端盖3上，然后将两端盖3用连接螺钉8固定在阀座1上，阀套2在限位环4作用下固定在阀座1内。最后将阀座1固定在增压泵上，通气即可驱动先导阀阀芯5的换向、增压泵驱动端活塞和增压端活塞的循环往复运动，从而实现对干气密封系统的增压效果。
33.使用本发明提供的先导阀，增压泵的工作原理为：
34.如图4和图6所示，当阀芯5处于右端时，先导阀的进气口p与a口相通，先导阀的b口与放气口t相通。先导阀a口压力进入驱动端左腔，驱动活塞向右移动，在连杆作用下，增压端活塞也向右移动，此时单向阀v1打开，低压气体p1进入增压端左腔室；同时，原来储存于右腔室的低压气体在活塞作用下压力逐渐增高，然后经单向阀v4排出。
35.当驱动端活塞到达右侧位置、推动右限位阀的阀芯5移动，右限位阀的排气口t关闭，右限位阀的进气口p与d口相通，右限位阀d口处的压力驱动先导阀的阀芯5向左移动，如图5所示，当阀芯5处于左端时，先导阀的进气口p与b口相通，先导阀的a口与放气口t相通。
36.先导阀b口压力进入驱动端右腔，驱动活塞向左移动，在连杆作用下，增压端活塞也向左移动，此时单向阀v2打开，单向阀v4关闭，低压气体p1进入增压端右腔室；同时，单向阀v1关闭，原来储存于左腔室的低压气体在活塞作用下压力逐渐增高，然后经单向阀v3排出。其中，驱动端活塞向左移动一定位移后，右限位阀阀芯5在弹簧作用下向左伸出，p口关闭，d口与t口相通。
37.驱动端活塞到达左侧位置、推动左限位阀阀芯5移动后，左限位阀t口关闭，左限位阀的进气口p与c口相通，左限位阀c口处的压力驱动先导阀阀芯5向右移动，如图4所示，先导阀的进气口p与a口相通，先导阀的b口与放气口t相通。
38.先导阀a口压力进入驱动端左腔，驱动活塞向右移动，在连杆作用下，增压端活塞也向右移动，此时单向阀v1打开，单向阀v3关闭，低压气体p1进入增压端左腔室；同时，单向阀v2关闭，原来储存于右腔室的低压气体在活塞作用下压力逐渐增高，然后经单向阀v4排出。其中，驱动端活塞向右移动一定位移后，左限位阀阀芯5在弹簧作用下向右伸出，左限位阀进气口p关闭，左限位阀c口与排气口t相通。
39.当驱动端活塞到达右侧位置、推动右限位阀阀芯5移动后，右限位阀驱动先导阀换向，如此一直循环切换，实现对干气密封系统的增压效果。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。