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活塞压缩机气阀阀片断裂后,排气温度会明显升高

作者:云获客 来源: 技术分享 6 次浏览

活塞压缩机排气阀片断裂后,高温气体倒灌回气缸并被再次压缩,排气温度会明显升高,阀腔同时出现敲击。

活塞压缩机气阀阀片断裂后,排气温度会明显升高

排气阀片平时贴在阀座密封面上,只允许气缸里的气体在压力超过排气管时向外排出。阀片从根部裂开或掉下一角之后,密封线不再闭合,排气管里已经离开气缸的高温气体,会在活塞回程时顺着缺口倒灌回来。倒灌气体的温度接近正常排气温度,重新进入气缸后还要随活塞再被压缩一遍,新的压缩热叠在原有热量上,排气口测到的温度就会比阀片完好时明显抬高。

这股回流不是整台机器均匀发热。热量先集中在阀腔、阀盖和排气短管上,气缸套里的冷却水只能带走缸壁附近的一部分热量,带不走已经混进排气腔的回流热。所以运行中会看到排气温度先跳,缸套进出水温差却没有同步拉大。若只加大冷却水量,温度会略降一点,但降不到阀片完好时的水平,因为热源是反复压缩同一股气体,不是缸壁冷却不够。

回流还改变了气缸的进气。倒灌回来的气体占去一部分气缸容积,新鲜气体吸不进那么多,排气量随之下滑。电动机仍要完成压缩,而且压缩的是更热、压力回升更快的气体,轴功率往往不降反升。操作上会表现为排气温度高、打气量不足、电流偏大这三件事同时出现。

阀片断开后热量从哪里来

活塞向外排气时,阀片本来应被气流顶开;活塞一回头,阀片应立刻落回阀座。断裂后落座不再严密,排气腔高压气体在压差作用下冲回气缸,并在下一转排气行程中再次被推出。同一批气体在气缸和排气腔之间来回折腾,每次压缩都留下热量,气体温度就一轮比一轮高,直到漏回的热量、缸壁散热和排出气体带走的热量重新平衡,排气温度停在一个明显偏高的新水平上。

阀片碎片和弹簧断片还会在阀腔里随气流撞击。撞击本身消耗的机械能最终也变成热,但更要紧的是碎片会划伤阀座密封面,使本来只是一道裂纹的泄漏变成整圈密封失效。泄漏面积一大,倒灌量增加,排气温度会从偏高变成迅速爬升。有的机器还会把碎片吸进气缸,拉伤镜面,那时温度高就不再是单一的阀片问题。

阀片很少无故断裂。升程限制得过大,阀片撞击阀座的速度高;阀弹簧折断或弹力不均,阀片关闭滞后,冲击更重;气缸进油过多把阀片粘住,开启瞬时受力集中;少量液体进入气缸时,液体几乎不可压缩,阀片会在液击下脆断。温度升高是断裂之后的结果,断裂之前往往已有异响、阀室过热或排气量慢慢变少的过程。

怎样和冷却不良、吸气阀损坏分开

缸套冷却不良也会把排气温度抬高,但路径不同。冷却水量不足、水套结垢或水路气阻时,热量是从缸壁散不出去,缸套出水温度明显升高,机身外侧也能摸到大面积发烫。气阀阀片若还完好,阀腔没有突发金属敲击,排气压力脉动仍接近原来的节奏。加大冷却水或清理水套后,排气温度会跟着回落。阀片断裂时,冷却水侧温差变化不大,温度高和敲击几乎同时出现。

吸气阀片断裂同样会让排气温度上升,因为吸进来的气体被排气腔漏过来的热气加热,压缩起点温度已经偏高。两者的差别在位置和吸气侧表现。吸气阀损坏时,吸气管温度升高更明显,吸气阀盖敲击,打气量下降往往更厉害,因为吸气行程也无法建立足够的缸内负压。排气阀损坏时,吸气管温度上升较慢,热主要堆在排气阀腔和排气管根部,沿管壁去摸,热区从排气口向外延伸。

排气压力过高、吸气压力过低造成的压缩比增大,也会提高排气温度,但这是随压力变化慢慢走的。压力回到正常范围,温度就应跟着下来。阀片突然断裂则是在排气压力、冷却水温都没有明显变化的情况下,排气温度在短时间里跳上一截,并带上阀腔敲击。压力波动若变得不再干脆,就更支持阀片密封已经破坏。

确认方向应是停机卸压后拆开排气阀组,看阀片是否缺角、裂纹、弹簧是否断股,阀座密封线有没有被碎片砸出凹坑。只调节冷却水或降低排气压力,不能恢复已经断开的密封。碎片必须从阀腔和气缸里清出,同时要回查是不是液体冲缸、润滑油过量或升程不合适,否则换上的新阀片还会在同样的冲击下再断。