舌簧阀在压缩装置中的作用

　　装有此种气阀的压缩机通过了100 kPa及70 kPa大气压条件试验考核，效果令人满意。安装有该舌簧阀的压缩机主要技术参数如下：排气压力： 0 7 M Pa流量： 0 07 m 3 /m in行程：17 mm转速：1600 r/m in*高工作海拔： 3000 m 2结构简介舌簧阀结构，主要由阀板、进气阀片等构成，阀板与进气阀片有相同的外部轮廓，连同缸盖通过4个螺钉直接安装在气缸上，阀片上前端呈半圆形的簧片D为执行部分，与之对应的阀板上开有两圆形孔E.在静止状态下，簧片与阀板完全贴合；工作时，随着气缸向轴侧的运动，气缸内的气压逐渐降低，当外界大气压与气缸内压差足以克服簧片的弹力时，气阀打开，进气开始。

　　3舌簧阀设计3 1动力学模型间隙马赫数M a、全开时弹簧力与气体推力比值、以及气阀升程h是描述气阀工作的主要特征参数，三者是互相关联的。舌簧阀的运动可以看成是在气体力作用下的受迫振动，由于没有升程限制器，开启高度主要由作用其上的气体力分布、大小及簧片的弹力决定。为使问题简化，将簧片D真实的分布质量折算至一点，这里选取阀片迎面面积形心位置为折算点。若忽略阀片运动过程中的阻尼及惯性力的影响，则可按照悬臂梁弹性曲线方程直接写出弹力为F s = s 3 4x 3 EBh（1）式中s阀片厚度E弹性模量B阀片宽度h阀片升程x形心位置距阀片固定点距离关于吸气舌簧阀在动力损失*小时气流推力的工程近似计算公式F g = 1 52m v 2 h A cy r ZaA 0 1 02 A V c m v h 0 51（2）式中m v气阀运动质量压缩机角速度A cy气缸横截面积r曲柄半径Z气缸上同名气阀数流量系数A 0气阀*大流通面积A v阀片迎面面积c通过气阀的气体密度h阀片升程认为，空压机进气阀力比控制在0 4 1 0范围内比较合适。考虑到压缩机需在海拔0 3000 m，大气压变化范围为100 70 kPa条件下正常工作，因此设计时可按照在100 kPa大气压条件下的下限值进行计算，本例中取0 5，将（1）、（2）式联立得到式（3）。

　　h = 3 04m v 2 x 3 EB s 3 1 1 53 A cy r Z A 0 2 3 A v c m v 1 3（3）按式（3）即可求出在没有升程限制器的情况下阀片理论开启高度h.

　　通过调整阀片厚度s、宽度B及阀板流道直径d等参数反复阀片升程，再由此校核间隙马赫数，使之控制在理想范围内。需要说明的是，阀片升程不能过大，开启角过大会导致产生永久变形而不能恢复，一般开启高度应小于阀片宽度B的2倍。

　　3 2阀片校核按推导出的计算公式（3）分别计算外界大气压分别为100 kPa及70 kPa时舌簧阀开启高度，并计算阀隙马赫数，校核结果。

　　从计算结果可以看出，气阀升程较一般有升程限制器的大，这是因为在有升程限制器舌簧阀中限制器吸收的阀片撞击的那部分能量通过阀片自身继续开启一定角度来抵消。另外在气阀基本结构参数确定的情况下，若要降低升程，必然要增大阀片厚度以增加簧片弹力，但弹簧力过大将会出现气阀延迟打开的现象，影响压缩机进气，因此升程必须控制在合理范围内。

　　4试验验证装有该进气舌簧阀的无油压缩机已生产近400台，应用情况稳定，该压缩机通过了高海拔试验考核，试验结果符合设计要求。

　　由上表可以看出，在海拔3000 m （大气压70 kPa）条件下，排气量有所下降，主要原因是在相同排气压力下，压缩机压比增大，外泄漏增加，另外在吸气过程中余隙容积内的气体需要由较高的压力膨胀到更低的压力时气阀才开始打开，对气量也会造成一定的影响。由还可以看出压缩机实测比功率明显优于JB /T8933- 1999全无油润滑往复活塞空气压缩机指标要求，说明气阀在两种大气压状态下工作状态稳定。

　　5结论（1）无升程限制器舌簧阀阀片升程是可变的，随运行工况的改变自行调节，结构简单，余隙小；（2）在阀力比一定的条件下，通过调整阀片的宽度、厚度及阀板通流截面积，可以改变工作时的升程，通过马赫数的校核，使升程在理想范围内；（3）阀片升程必须控制在一定范围内，开启高度不可过大，防止发生永久变形而导致关闭不严。