[發明專利]一種臥式BOG壓縮機用低溫大直徑高鎳球墨鑄鐵氣缸

在審

• 申請號: 202110045243.7
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112682295A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 曹君;馮學強;王李勇
• 申請（專利權）人: 浙江強盛壓縮機制造有限公司
• 主分類號: F04B39/12
• 分類號: F04B39/12;F04B39/06;C22C33/12;C21D5/00
• 代理公司: 溫州聯贏知識產權代理事務所(普通合伙) 33361
• 代理人: 慈程麟

本發明公開了一種臥式BOG壓縮機用低溫大直徑高鎳球墨鑄鐵氣缸，包括氣缸本體，缸體本體包括進氣法蘭接口、排氣法蘭接口、蓋側工作腔、軸側工作腔、進氣閥安裝孔、排氣閥安裝孔、進氣腔、排氣腔、軸側隔冷腔、示功器安裝孔；所述氣缸為雙作用氣缸，設置有隔冷腔，采用雙層圓筒整體鑄造結構，缸體的軸側和蓋側分別與接筒和氣缸蓋相連接，在連接氣缸蓋一側設有安裝氣缸支承的凸臺結構；本發明氣缸采用高鎳球墨鑄鐵材料整體鑄造，并進行低溫深冷處理，其結構通過三維軟件按照薄壁圓筒理論進行強度校核計算并應用有限元方法建立氣缸傳熱模型，分析BOG壓縮機在各階段的內部應力變化分析，對流道和強度進行優化設計，以滿足BOG壓縮機長周期平穩運行。

技術領域

本發明涉及到臥式BOG壓縮機領域，特別涉及一種臥式BOG壓縮機用低溫大直徑高鎳球墨鑄鐵氣缸。

背景技術

LNG新能源，高效、清潔、安全，發展勢頭強勁，地位越來越重要。大型LNG接收站的主要功能是接收、儲存和氣化LNG，并通過天然氣管道向燃氣電廠和城市供氣。LNG船在運輸和卸載時，儲罐內LNG體積的變化以及外界能量的輸入，使儲罐內汽化產生大量的低溫閃蒸氣(Boil-offGas，BOG)，BOG壓縮機是LNG運輸和接受系統中的關鍵設備，由于BOG溫度極低，極限溫度為-162℃，進氣腔和排氣腔的溫差可達100℃以上。在低溫工況下材料塑性韌性降低，脆性增大，在如此大的溫差下會產生很大的熱應力，一般的材料在這種工況下會產生變形甚至脆性裂紋，使用壽命短，降低氣缸運行的可靠性。

由于機身與中體部分的曲軸、連桿、十字頭等運動機構需要壓力系統提供潤滑油進行強制潤滑，如果不做隔熱措施，在溫度極低的情況下，潤滑油溫度過低，會使潤滑油的黏度增加甚至凝固，會產生油膜潤滑摩擦增大以及運動副摩擦熱量難以及時通過潤滑油進行冷器降溫，將導致軸承耗功率增加、軸瓦溫度超標以及軸瓦壽命降低。此外還會因為過大的摩擦阻力，引起機械振動異常，有時還會發出“機械尖叫”聲，給設備造成安全危害。以往的技術中需設置獨立的隔冷腔，采用不間斷通乙二醇，形成隔冷層將氣缸與接筒進行隔冷，防止冷量傳到機身，使潤滑油凝固，但這樣做會大大增加運行成本。

所以，設計一種耐低溫、耐大溫差、結構強度高，穩定性好、隔冷性能好、鑄造質量好且運行成本低的氣缸，可以應用于臥式BOG壓縮機的低溫大直徑鑄鐵氣缸，成為當前要解決的技術難點。

發明內容

本發明的目的是提供一種臥式BOG壓縮機用低溫大直徑高鎳球墨鑄鐵氣缸，其通過采用高鎳球墨鑄鐵材料整體鑄造以及結構優化設計，以滿足BOG壓縮機長周期平穩運行。

針對上述，本發明公開了一種用于上述目的技術方案：一種臥式BOG壓縮機用低溫大直徑高鎳球墨鑄鐵氣缸，其特征在于：包括有缸體，缸體內的軸側工作腔以及蓋側工作腔，所述缸體上設有進氣腔和排氣腔，所述的進氣腔和排氣腔分別位于缸體的一側設置，且所述進氣腔和排氣腔與軸側工作腔以及蓋側工作腔聯通，還包括有兩個示功器安裝孔，所述的示功器安裝孔分別連通軸側工作腔和蓋側工作腔設置，所述缸體在連接氣缸蓋端還設置有用于連接支承結構的支承凸臺，氣連接筒體端設置有一個特殊結構的隔冷腔和填料安裝孔。

作為上述方案的進一步設置，所述進氣腔還連接設置進氣法蘭接口，其用于BOG氣體從進氣法蘭接口進入通過進氣腔再分別進入到軸側工作腔和蓋側工作腔內。

作為上述方案的進一步設置，所述排氣腔還連接設置排氣法蘭接口，其用于BOG氣體分別從軸側工作腔和蓋側工作腔通過排氣腔排出至排氣法蘭接口外。

作為上述方案的進一步設置，所述缸體其材料選用高鎳球墨鑄鐵，采用高鎳球墨鑄鐵材料整體鑄造，并進行低溫深冷處理制得，其缸體兩端采用螺柱連接方式相連接設置有氣缸蓋和接筒，其最高使用溫度可達-196℃，其最大直徑可設置為850mm。

作為上述方案的進一步設置，所述缸體采用高鎳球墨鑄鐵的熔煉工藝制得，其原材料為碳化硅+優質碳素鋼+增碳劑+鎳板+錳鐵+硅鐵，按一定配比組成。