摘要：文章阐述了高压气体压缩机的排污系统设计，主要是以气动阀结构的高压空气压缩机的排污系统为研究的对象。通过对气动阀的工作过程进行了分析和描述，还对气动阀芯的受力方面进行了探究。从而提出了高压气体压缩机的排污系统设计方法。同时，还对高压气体压缩机在排污过程中的负荷变化特性进行了分析，并提出排污系统的重要作用以及相关零部件的设计。证明了高压气体压缩机的排污系统的可靠性与可行性。

关键词：高压;气体压缩机;排污系统;设计分析;研究

前言：高压气体压缩机排污系统的设计，是保障压缩机稳定工作的前提。因此，高压气体压缩机的排污系统设计，必须要满足对压缩机的冷却系统及后处理系统等方面进行正常的排污。而如果高压气体压缩机的排污系统不能够及时的进行排污，可能会导致压缩机所压缩的气体蕴含积碳，甚至会出现液击的问题，导致压缩机故障。所以，高压气体压缩机的排污系统研究，不仅需要加强对压缩机排污过程中压缩机负荷变化特性进行探索，还需要加强对其排污系统以及关键的零部件设计进行设计。从而使得高压气体压塑机的排污系统在正常的工作状态下，不仅保障压缩机的稳定工作，还可以实现其可行性、可靠性。

一、现阶段高压压缩机的几种排污方式

高压压缩机的排污方式通常有4种：第一，通过手动的方式截止阀进行排污;第二，当处于低压级时，利用疏水阀进行排污，当处于高压级时，可以利用手动截止阀的方式排污;第三、利用电磁阀进行排污;第四，当低压级时可以利用电磁阀进行压缩机排污，当处于高压级时可以利用气动阀进行排污。同时，压缩机的排污方式中，电磁阀排污的方式自动化程度相对较高。而气动阀排污方式相对比较稳定、可靠。因此多被用于高压环境当中。此外，高压时，国产的电磁阀性能并不稳定，所以在进行高压气体压缩机的排污系统设计方案中，会采用电磁阀与气动阀两者联合的形式进行排污，构建一种相对比较先进又易于实现排污的方法^[1]。

二、高壓气体压缩机的排污系统描述

首先，高压气体压缩机的排污系统设计，一般常规的排污系统其控制单元主要手动与自动两种方式。而手动的排污结构，相对比较简单，性能方面也相对比较可靠。但通常手动方式压缩机排污系统会涉及到气体的多级压缩，以及各级气体的排污。特别是在高压之下的气体，进行手动排污时，必然会存在一定的风险问题。比如说劳动程度过强等。其次，通过自动的方式促使压缩机自动排污。而该排污方式的结构，是对排污系统中电磁阀或者气动阀等结构应用的基础上，从一定程度上提高压缩机排污系统的安全性与自动化水平。然而，现阶段高压气体压缩机的排污系统设计，大部分都是采用这两种控制单元方式，通过不同方式的组合实现压缩机的排污，从而保障高压气体压缩机在正常工作过程中的稳定性^[2]。

例如：以某型号高压压缩机的排污系统为例。当高压压缩机处于前三级程度时，通过手动阀与电磁阀进行压缩机排污。那么，第IV级、第V级的排污方式则是手动阀和气动阀方式。不过，为了更好的促进高压压缩机排污出现喷溅现象，降低高压级排污产生的噪声，保护环境。一般就会将各级的排污物通过各自的排污管，利用集污器进行收集之后。最后，通过统一的方式利用总管将排污排放到相对安全的地方。同时，各级的自动排污阀前，会有串联备用的排污系统截止阀。当压缩机的排污系统正常工作时，该截止阀则就处于全开状态。当压缩机排污系统的自动阀出现失灵的现象，就可以通过手动的方式，推动排污系统的截止阀进行人工排污。具体见图表1。

三、高压气体压缩机的排污系统设计分析

由上图表1中所展示的高压压缩机的排污系统为例，当Ⅰ级、Ⅱ级排污时，可以利用电磁阀进行直接排污。当排污系统在Ⅲ级、Ⅳ级以及Ⅴ级时，就可以利用排污系统的气动阀和电磁阀实施排污。同时，还可以结合PLC控制系统，实现对压缩机排系统各级的排污阀的开启与关闭。当压缩机排污的时间间隔与各级排污阀开启的时间，均是通过季节的变化进行调整的。同时，也是实现排污系统的自动控制。因此，在进行压缩机排污系统设计过程应当注重对气动阀的设计^[3]。

（一）排污系统中气动阀的设计及其工作原理

首先，高压气体压缩机排污系统设计过程中，其主要零部件气动阀的结构设计，主要包含了起到气动阀的阀体、阀芯以及气动阀阀座和升程限制器、密封圈等连接件相互组成。其次，气动阀在工作过程当中，通过气动阀的阀芯对于其阀体的运动，可以实现控制阀门口的通断以及开度大小。并实现对介质方式、压缩机压力以及流量等方面的控制。具体见图表2所示。当高压气体P2通过压缩机排污系统中气动阀的阀座作用于气动阀阀芯的底部时，低压气体P1则会从气动阀的上端开始作用于气动阀的阀芯上部。当压缩机在正常状态下工作时，P1和P2两点的共同作用，会促使整个气动阀的阀体处于密封状态。但当电磁阀进行控制的低压级排污时，P1的作用力会大大降低。而此时的气动阀的阀芯会在压力P2的作用下，逐渐脱离气动阀的阀座，从而最终实现压缩机的排污。然而，当高压气体压缩机排污时，压力P1和P2就会随着压力逐渐降至排污背压Pb1。和Pb2。当压缩机排污结束之后，低压级的排污电磁阀就会快速闭合。但当压力P1增加时，在P1的作用下，气动阀的阀芯就会逐渐向气动阀的阀座方向进行运动，一直到整个气动阀的阀体实现密封为止。同时，当压力P2快速上升时，短时间中，PI和P2就会上升到正常的工作压力，从而完成高压气体压缩机的排污循环，最后，压缩机恢复到正常输气的工作状态。

（二）排污系统中气动阀力学分析及计算

压缩机排污系统中的气动阀在工作状态下，不仅需要充分考虑4个压力对气动阀阀芯的作用，同时还需要正确认识到气动阀的计算。F1为低压气体P1从气动阀的顶部作用于气动阀的阀芯顶端的作用力。F2为高压气体P2从气动阀额阀座作用于阀芯底部的作用力，G为气动阀的阀芯重力。当气动阀的阀芯向下时，控制气体的作用力计算方式则为F1= D02P1，向上时，高压气体压缩机的排污气体作用力则为F2= d20P2，当气动阀的阀芯与阀体两者之间的静摩擦力为Fm时，其方向是变化的。并且，与气动阀的阀芯运动处于相反。