Vàlvula del compressor: la vàlvula del cor d'un compressor

Un compressor, que serveix com el "cor" que proporciona energia i aire en el sector industrial, té la seva eficiència i fiabilitat principals que depenen en gran mesura d'un component petit però crític: elvàlvula del compressorConeguda com la "vàlvula del cor" del compressor, controla amb precisió el procés d'entrada, compressió i descàrrega de gas. El seu rendiment determina directament l'eficiència, el consum d'energia i la vida útil del compressor.

1. Què és una vàlvula compressora?

Una vàlvula de compressor és una vàlvula automàtica, un tipus de vàlvula de retenció, instal·lada al cilindre del compressor. No requereix cap accionament mecànic; en canvi, s'obre i es tanca automàticament en funció de la diferència de pressió entre el cilindre i la canonada externa (o cambres d'admissió/escapament). El seu cicle de funcionament bàsic és el següent:

1. Procés d'admissió:Quan el pistó es mou, fent que la pressió del cilindre caigui per sota de la pressió del tub d'admissió, la placa de la vàlvula d'admissió s'obre sota la diferència de pressió, superant la força de la molla i la inèrcia. El gas és aspirat al cilindre. La vàlvula d'escapament roman tancada.
2. Procés de compressió i escapament:Quan el pistó es mou en la direcció oposada, comprimint el gas i elevant la pressió del cilindre per sobre de la pressió del tub d'escapament, la placa de la vàlvula d'escapament s'obre sota la diferència de pressió. El gas comprimit es descarrega. La vàlvula d'admissió roman tancada.

Mitjançant aquesta obertura i tancament ràpid i repetit, la vàlvula garanteix que el gas flueixi en una sola direcció, completant el cicle de treball del compressor.

2. Funcions bàsiques i requisits operatius: una dansa precisa en condicions difícils

Les condicions de funcionament d'una vàlvula són extremadament severes. Ha d'obrir-se i tancar-se de manera fiable centenars o milers de vegades per minut a altes temperatures, diferencials de pressió i alta freqüència. Els seus requisits bàsics es poden resumir com:

• Bon segellat:Ha de tancar ràpidament i hermèticament. Qualsevol fuita redueix directament l'eficiència volumètrica del compressor i augmenta el consum d'energia.
• Obertura/tancament puntuals, baixa resistència:La placa de la vàlvula ha d'obrir-se ràpidament quan es formi la diferència de pressió i assentar-se ràpidament quan calgui tancar-la. La resistència al flux a mesura que el gas passa a través de la vàlvula ha de ser baixa per minimitzar la pèrdua d'energia.
• Llarga vida útil i durabilitat:Les plaques de vàlvula i les molles suporten impactes repetits i tensions alternes milers de vegades per minut, cosa que requereix una alta resistència a la fatiga i al desgast.
• Volum de liquidació petit:L'espai al conducte de la vàlvula i darrere de la placa de la vàlvula crea un "volum lliure". El gas a alta pressió roman en aquest espai al final de la carrera d'escapament, que s'expandeix durant la carrera d'admissió, reduint la quantitat real de gas aspirat. Un excel·lent disseny de la vàlvula minimitza aquest volum lliure.

3. Estructura típica i components clau

Una vàlvula compressora completa normalment consta dels components següents:

1. Seient de vàlvula:La part base de la vàlvula, que presenta canals de flux de gas. La placa de la vàlvula hi segella. La planitud de la seva superfície de segellat és fonamental.
2. Placa de vàlvula:La part mòbil principal responsable d'obrir i tancar el canal de flux. Les plaques tradicionals tenen forma d'anell o de tira; les plaques modernes d'alt rendiment també poden ser de tipus malla (vàlvules de canal). Els materials habituals inclouen acer d'aliatge, acer inoxidable, PEEK (polieteretercetona) i altres plàstics o compostos d'enginyeria.
3. Primavera:Proporciona la força per tancar la placa de la vàlvula i esmorteeix l'impacte quan s'obre. La seva rigidesa i pretensió afecten directament les característiques d'obertura/tancament de la vàlvula.
4. Limitador d'elevació:Restringeix l'alçada màxima d'obertura (elevació) de la placa de la vàlvula i actua com a suport per a la molla. La seva estructura també influeix en la suavitat del flux de gas.

Aquests components s'acoblen en una unitat de vàlvula completa mitjançant cargols o connectors per facilitar la instal·lació i el manteniment.

4. Principals tipus i evolució

Segons el moviment i l'estructura de la placa de vàlvules, les vàlvules del compressor es divideixen principalment en:

• Vàlvula de placa circular:El tipus més antic i més utilitzat. Les plaques de vàlvula tenen forma d'anell; es poden disposar múltiples anells coaxialment. Són rígides i adequades per a aplicacions d'alta pressió. Tanmateix, són relativament pesades, tenen una inèrcia elevada i limiten la velocitat de rotació.
• Vàlvula de placa de malla:La placa de la vàlvula té forma de malla i connecta diversos segments d'anell. Es mou amb una força uniforme, és menys propensa a bloquejar-se i s'obre i es tanca amb més suavitat, cosa que la fa adequada per a compressors d'alta velocitat. Tanmateix, la seva estructura és complexa i la fabricació és difícil.
• Vàlvula de làmines (o vàlvula de clapeta):La placa de la vàlvula té forma de disc i utilitza la seva deformació elàstica per obrir-se i tancar-se. Té una estructura simple i un volum de buit reduït, sovint s'utilitza en microcompressors petits (per exemple, compressors de refrigerador). Però la seva capacitat de flux i tolerància a la pressió són limitades.
• Vàlvula de vàlvula de vàlvula de vàlvula de canal (o vàlvula de ...Una opció convencional per als compressors moderns d'alta eficiència. La placa de la vàlvula sovint és una tira o una peça prima en forma de llengua feta de plàstic (com el PEEK). És lleugera, s'obre i es tanca ràpidament, té baixa resistència al flux i és altament eficient. S'utilitza àmpliament en les vàlvules d'admissió (vàlvules de descàrrega) dels compressors de cargol i de voluta.

La tecnologia de les vàlvules està evolucionant cap alleuger, baixa resistència al flux i llarga vida útilL'aplicació de nous materials (per exemple, compostos) i processos (per exemple, estampació de precisió, tecnologia de recobriment) és clau per a aquest progrés.

5. Importància: un plat petit, un impacte important

La vàlvula és un dels components més vulnerables d'un compressor. El seu estat determina directament l'economia de funcionament i la fiabilitat de tota la màquina.

• Màster en Eficiència Energètica:La pèrdua de resistència i les fuites de les vàlvules són les principals fonts de pèrdua d'energia en els compressors. Un conjunt de vàlvules eficients i ben segellades pot reduir significativament el consum d'electricitat per unitat de sortida d'aire.
• El "punt feble" de la fiabilitat:La fractura per fatiga de les plaques o molles de vàlvules és una fallada comuna del compressor, que pot provocar accidents greus com ara "impactes de pistó" si es produeix, causant una aturada completa o danys.
• Factor clau de cost:El manteniment regular i la substitució de vàlvules són despeses importants en el manteniment del compressor. Les vàlvules de llarga durada redueixen eficaçment els costos de manteniment i el temps d'inactivitat.

Conclusió

La vàlvula del compressor, un component de precisió que balla milers de vegades per minut dins d'un espai confinat, encarna la sofisticació tècnica del compressor. Des de les vàlvules tradicionals d'anell metàl·lic fins a les modernes vàlvules de canal de plàstic, cada evolució aporta millores en l'eficiència, la fiabilitat i els nivells de soroll del compressor. Per als dissenyadors de compressors, els usuaris i el personal de manteniment, una comprensió profunda i una selecció/manteniment correctes d'aquesta "vàlvula de cor" és la base per garantir el funcionament eficient, durador i estable d'aquest nucli de potència.