技术领域
[0001] 本
发明涉及往复
活塞式压缩机，特别涉及往复活塞式高转速压缩机组。
背景技术
[0002] 在现代工业中，随着
天然气、油田伴生气、
页岩气等的开发利用，往复活塞式高转速压缩机得到越来越广泛的应用。往复活塞式高转速压缩机组正常运行需要两大辅助系统：
冷却水系统和
润滑油系统，其中冷却水系统的作用是为压缩机各级介质气冷却器、各级
气缸、各级填料、油冷却器及主
电机冷却器等提供冷却水，置换掉压缩机正常工作所产生的热量。现有方案中配置的独立水站为一个内循环的小型冷却水系统，独立水站包括水
泵、水泵电机、水站冷却器、高位水箱、若干管道和
阀门，其中水站冷却器采用空气冷却器。其工作原理为：水泵电机驱动水泵将水箱中的冷却水抽出，经过水站冷却器冷却后，供给到各级气缸、各级填料、油冷却器，经过换热后的高温水回到水箱，再次由水泵抽出，经过水站冷却器冷却后，供给到各级气缸、各级填料、油冷却器。如此循环形成冷却系统。根据压缩机的大小不同所需冷却水量可能为十吨每小时，几十吨每小时，甚至是上百吨每小时。在海上平台、FPSO、野外油气开采现场等无法提供大量的冷却水。这种采用冷却水系统的压缩机组，占地空间大，机组采购成本和运行成本都较高，其经济效益受限，且故障率较高。
发明内容
[0003] 针对
现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种往复活塞式高转速压缩机组。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种往复活塞式高转速压缩机组，包括
机体、设置在机体内的气缸、活塞、
连杆、
曲柄、
飞轮、油池和
联轴器、主电机、注油器及润滑油系统，其中，主电机的
输出轴通过联轴器与设置在曲柄上的飞轮连接，曲柄与连杆连接，连杆通过十字头与
活塞杆连接，活塞设置在气缸内，气缸的进气端与进气
缓冲器连接，油池通过管道连接油泵后再通过管路与总供油管连接，其技术要点是，所述的气缸为无水冷却气缸，在无水冷却气缸的外壁与活塞杆的连接处设有用于密封的无水冷填料，所述的排气缓冲器与空气冷却器连接用于对排气缓冲器排出的气体进行冷却，空气冷却器与分离器连接，分离器的出气端与下一级气缸的进气缓冲器连接，在油泵与总供油管的连接管路上还设有依次连接的第二空气冷却器和
过滤器，过滤器通过管路与总供油管连接。
[0005] 上述方案中，所述的无水冷却气缸包括带有进气口和排气口的缸体，缸体内壁一体成型有环绕气缸壁设置的进气腔和排气腔，进气腔环绕气缸壁的面积大于排气腔环绕气腔壁的面积，进气腔与进气口连通，排气腔与排气口连通，进气腔、压缩腔和排气腔彼此连通，在进气腔与压缩腔的连接壁上设有进气阀，在出气腔与压缩腔的连接壁上设有出气阀。
[0006] 本发明的有益效果是：该压缩机采用空冷代替水冷却系统，采用无水冷却气缸和无水冷填料，扩大了气腔容积使气腔壁包围整个气缸，使低温进气气流更大面积的包裹气缸壁，增加特有的加强筋保证了缸体的强度，结构简单，便于
铸造，降低成本。取消了冷却水系统，机组占地空间更小，布管更简洁，维护更方便，机组经济性更高，市场竞争
力更高，且在野外无冷却水提供的现场条件下，压缩机也能正常运行，扩大了压缩机的使用范围。
附图说明
[0007] 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，还可根据这些附图获得其他的附图。
[0008] 图1为本发明实施例中往复活塞式高转速压缩机组的结构示意图；图2为本发明实施例中无水冷却气缸的结构示意图；
图3为图2的A-A方向剖视图；
图4为图2的B-B方向剖视图；
图中序号说明如下： 1主电机、2飞轮、3曲柄、4连杆、5十字头、6无水冷填料、7活塞杆、8活塞、9无水冷却气缸、91进气口、92进气腔、93加强筋、94排气腔、95气缸壁、96缸体内壁、97排气口、98排气阀孔、10机体、11进气缓冲器、12排气缓冲器、13空气冷却器、14分离器、15油泵、16油池、17空气冷却器 、18过滤器、19总供油管、20注油器、21过滤器。
具体实施方式
[0009] 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1～图4和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0010] 本实施例中采用的往复活塞式高转速压缩机组，包括机体10、设置在机体10内的无水冷却气缸9、活塞6、连杆4、曲柄3、飞轮2、油池16和联轴器、主电机1、注油器20及润滑油系统，其中，主电机1的输出轴通过联轴器与设置在曲柄3上的飞轮2连接，曲柄3与连杆4连接，连杆4通过十字头5与活塞杆7连接，活塞8设置在无水冷却气缸9内，无水冷却气缸9的进气端与进气缓冲器11连接，油池16通过管道连接油泵15后再通过管路与总供油管18连接，在无水冷却气缸9的外壁与活塞杆7的连接处设有用于密封的无水冷填料6，排气缓冲器12与空气冷却器13连接用于对排气缓冲器12排出的气体进行冷却，空气冷却器13与分离器14连接，分离器14的出气端与下一级气缸的进气缓冲器连接，在油泵15与总供油管19的连接管路上还设有依次连接的空气冷却器17和过滤器18，过滤器18通过管路与总供油管19连接。
[0011] 本实施例中的无水冷却气缸包括带有进气口91和排气口97的缸体，缸体内壁96一体成型设有环绕气缸壁95设置的进气腔92和排气腔94，进气腔92环绕气缸壁95的面积大于排气腔94环绕气腔缸壁95的面积，进气腔92与进气口91连通，排气腔94与排气口97连通，进气腔92、压缩腔（位于气腔壁95内）和排气腔94彼此连通，在进气腔92与压缩腔的连接壁上设有进气阀，在排气腔94与压缩腔的连接壁上设有出气阀。本实施例在无水冷却气缸9上还设有排气阀孔98，进气阀和出气阀设置在排气阀孔98内，在两个排气阀孔98的连接部分设有加强筋93。此外，在进气口91两侧的进气腔92壁上、排气口97两侧的排气腔94壁上分别设有加强筋93。本实施例中采用的无水冷却气缸9，改变了模具结构，将气腔壁95由原来的少部分结构增加至整个气腔壁94的外圆，增大进气腔的容积，并在两进气口中间与缸内壁之间增加加强筋93，保证整个缸体的强度，最终形成以气腔包裹气腔壁的结构。当压缩机工作时，低温的进气气流首先从气缸进气口91进入到进气腔92，并充满进气腔92，低温的进气气流包裹气缸壁95，进行换热，将气缸壁95的摩擦热传导给低温的进气气流，即低温的进气气流取代了冷却水。在气缸工作状态下，既不用水冷却，也能达到有水冷却气缸的工作条件。
[0012] 本实施例中往复活塞式高转速压缩机组的工作原理为：高转速主电机驱动压缩机
曲轴转动，通过连杆、十字头，将曲轴的旋转运动转换成十字头的往复运动，十字头带动活塞在气缸内进行往复运动，活塞压缩气缸内的介质气体，使压力升高，达到气体
增压的目的。
[0013] 介质气体通过连接到进气缓冲器的管道进入到进气缓冲器里，再进入到气缸进气腔，通过位于进气腔与压缩腔之间的进气阀进入到气缸内部。气体经活塞压缩后，压力升高
温度也随之升高，关闭进气阀，打开位于出气腔与压缩腔之间的排气阀，高压高温气体经过排气阀进入到气缸排气腔，再到排气缓冲器里，通过管道进入到空气冷却器。高压高温气体经冷却后进入到分离器里，分离出冷凝的液体后，介质气排出分离器，进入到下游。当压缩机为多级压缩时，气体从分离器排出后，进入到下一级的进气缓冲器，重复上述过程。
[0014] 油泵（如
轴头泵）将机体油池中的高温润滑油吸出，加压排出后进入到油冷却器(空冷形式)，经
过冷却后进入到油过滤器，过滤掉杂质后通过管道，进入到压缩机各润滑点。其中一路润滑油从总供油管分支进入到各个
主轴瓦，润滑油流经主轴瓦，为主轴瓦润滑，冲走摩擦产生的细屑并带走主轴瓦摩擦产生的热量，油从主轴瓦与曲轴之间的间隙流出。另一路润滑油从供油总管分支进入到各个十字头滑履供油口，一部分油为滑履润滑后从间隙排出，另一部分油从滑履上内置的油路进入到十字头体和十字头销配合部位，为十字头销润滑。其中一部分油为十字头销润滑后从间隙排出，另一部分从十字头销上内置的油路进入到
连杆小头瓦，为小头瓦润滑后再从连杆体上内置的油路进入到大头瓦，最终为大头瓦润滑完后从间隙排出。最终从各个润滑部位间隙排出的热油，汇集到机体油池底部。
[0015] 润滑油从注油器排出，经过过滤器，通过不锈
钢供油管进入到各个气缸、填料的注油口。
[0016] 本实施例高转速压缩机组为完全无水
冷压缩机组，取消了常规压缩机组的冷却水系统，从气缸排出的高压高温的介质气体采用空气冷却器进行冷却；采用无水冷结构气缸，即用进气腔包裹气缸壁的结构，低温的进气(一般介质气进气温度40度)填满进气腔，与气缸壁进行换热，将活塞密封环与气缸壁产生的摩擦热带走。填料采用
专利号为ZL201520071820.X、名称为“一种用于高转速往复压缩机的无水冷却式
填料函”；运动机构润滑油系统中的润滑油采用空气冷却器冷却；主电机采用空冷冷却方式进行冷却。
[0017] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述
权利要求的保护范围为准。
