BR102023006834A2 - Compressor de pistão - Google Patents

Abstract

compressor de pistão. um compressor de pistão inclui um cárter (11), um virabrequim (12), hastes de conexão (13), uma cruzeta (14) com uma haste de pistão disposta (15) e um pistão (16), guiados com funcionamento a seco em um cilindro (17). são fornecidas válvulas (18). um dispositivo de vedação de haste de pistão (19), em torno da haste de pistão entre o cilindro (17) e o cárter, inclui um dispositivo de gaxeta (22), disposto em um alojamento de gaxeta (21), inserido em um alojamento de compressor de pistão (20). o dispositivo de gaxeta inclui uma camisa de gaxeta (24) empurrada para dentro de uma gaxeta (23) limitando, com a haste de pistão, uma abertura de vedação (25), que é aberta sobre uma seção longitudinal comum, tem uma largura na faixa de µm e permite um fluxo de vazamento (26) do meio comprimido através dela. a gaxeta e a camisa de gaxeta são formadas de materiais diferentes com um coeficiente de expansão térmica resultante essencialmente igual ao material da haste de pistão.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade de acordo com 3 U.S.C. §119 do Pedido alemão 10 2022 001 448.3, depositado em 14 de abril de 2022, cujo teor integral é aqui incorporado por referência.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente invenção se refere a um compressor de pistão compreendendo um cárter, um virabrequim disposto no mesmo, hastes de conexão, uma cruzeta com uma haste de pistão disposta sobre ela, em cuja haste de pistão pelo menos um pistão é fixado, cujo pistão é guiado em um cilindro em um modo de funcionamento a seco, bem como válvulas e pelo menos um dispositivo de vedação de haste de pistão, que é disposto em torno da haste de pistão entre o cilindro e o cárter.

ANTECEDENTES

[0003] Compressores de pistão de alta pressão e funcionamento a seco ou sem óleo são utilizados para comprimir gases. Os compressores de pistão são configurados, normalmente, como compressores de múltiplos estágios e atuação dupla, de modo que tanto o lado inferior como o lado superior dos pistões sejam utilizados para a compressão.

[0004] Um compressor linear é conhecido a partir de DE 10 2004 052 168 A1. Compressores de pistão são especialmente utilizados para compressão de gases. Os componentes principais do compressor em compressores de atuação dupla são um cárter, um virabrequim disposto no mesmo, pelo menos um cilindro, hastes de conexão, uma cruzeta com haste de pistão, à qual pelo menos um pistão é fixado, mancais principais e mancais de haste de conexão bem como elementos de vedação e válvulas. Especialmente anéis de pistão e anéis de guia bem como uma vedação de haste de pistão estão sujeitos a uma temperatura indesejavelmente alta devido à fricção em tais compressores de funcionamento a seco devido à alta velocidade do pistão, o que reduz, consideravelmente, a vida útil dos anéis de vedação.

[0005] Um compressor de pistão, que tem uma vedação de haste de pistão para vedar uma haste de pistão oscilante, é conhecido a partir de DE 10 2004 011 410 B4, em que uma pluralidade de elementos de vedação, que são montados sobre a circunferência externa da haste de pistão e são dispostos em um modo de vedação na superfície de running no alojamento de vedação ou na superfície de running de uma bucha disposta no alojamento de vedação, são dispostos entre a haste de pistão e uma superfície de running no alojamento de vedação, em que a superfície de running pode ser tratada superficialmente para aumentar a resistência a desgaste.

[0006] Adicionalmente, um dispositivo para comprimir um fluido gasoso ou um fluido que consiste em componentes gasosos e líquidos, no qual o fluido é sugado por um compressor e é comprimido nesse lugar em um espaço de compressão, é conhecido a partir de EP 2 594 795 A1, em que líquido é introduzido no espaço de compressão durante a compressão.

[0007] Adicionalmente, um compressor de pistão resfriado a líquido, de parede dupla, um estágio ou múltiplos estágios com pelo menos um pistão para comprimir um meio, que é conectado a um acionamento linearmente oscilante através de uma haste de pistão, é conhecido a partir de DE 10 2013 002 864 A1. O pistão é disposto axialmente móvel em um cilindro, que é dotado de covers de cilindro no lado de pistão e no lado de manivela. O meio para o resfriamento de líquido compreende um cilindro tendo um formato de parede dupla, no lado do qual, cujo lado está voltado para o pistão, uma ou mais aberturas de resfriamento são fornecidas, através das quais o refrigerante que flui através do cilindro de parede dupla entra em contato com a área do cilindro.

[0008] Um cárter é normalmente à prova de pressão até um ponto limitado apenas. Cilindros de atuação dupla serão, portanto, vedados extensamente contra o cárter por gaxetas de haste de pistão ou gaxetas (caixas de empanque).

[0009] As gaxetas convencionais em compressores sem óleo são feitas de anéis de vedação, que são fabricados a partir de polímeros. Os anéis de vedação estão em contato com a haste de pistão e são prensados contra a haste de pistão por pressão, que é gerada durante compressão. Tais forças de pressão contra a haste de pistão que se move reciprocamente geram energia friccional alta e extenso desgaste sobre os elementos de vedação e sobre a haste de pistão.

[0010] No caso de um modo de operação exigido de um compressor para as altas pressões a serem geradas, procura-se manter o desgaste nos elementos de gaxeta tão baixo quanto possível por meio de sistemas de gaxeta altamente complicados com resfriamento especial.

[0011] WO 9831936 A1 revela um compressor, que compreende pelo menos um cilindro e um pistão guiado no cilindro em um modo de funcionamento a seco, cujo pistão limita com uma inserção de cilindro uma abertura anular respectiva, que é aberta sobre a seção longitudinal comum, e que permite um fluxo de vazamento do meio comprimido. O pistão é acoplado através de uma haste de pistão com uma parte de suporte, que é guiada de modo deslocável na direção do eixo longitudinal e que é conectada a um dispositivo de acionamento. A haste de pistão coopera com o pistão e com a parte de suporte através de superfícies de suporte que são convexas na face extrema e que permitem movimentos relativos das partes de suporte se estendendo em ângulos retos para o eixo longitudinal em relação ao pistão.

[0012] Provou ser especialmente desvantajoso em compressores de funcionamento a seco quando especialmente anéis de pistão e anéis de guia bem como uma gaxeta de haste de pistão são submetidos à fricção devido a uma temperatura indesejavelmente alta. A vida útil de anéis de vedação é consideravelmente reduzida com base na tensão devido à fricção com altas temperaturas se desenvolvendo em um modo indesejável.

SUMÁRIO

[0013] Um objetivo da presente invenção é fornecer um compressor de pistão aperfeiçoado, adicional, para altas pressões, que é adequado para modalidades com dimensões selecionáveis em uma faixa relativamente ampla e pode ser fabricado em um modo simples e eficaz em termos de custo, o que torna possível em um modo estruturalmente simples no caso de modalidades de curso relativamente longo formar uma vedação de abertura anular de funcionamento a seco para uma gaxeta de haste de pistão, o que assegura um fluxo de vazamento constante.

[0014] O objetivo básico é realizado de acordo com a presente invenção por características de acordo com a invenção.

[0015] Foi descoberto ser especialmente vantajoso que o dispositivo de vedação de haste de pistão para a gaxeta de haste de pistão seja configurado como um dispositivo de gaxeta, que é disposto em um alojamento de gaxeta, que é acomodado em um alojamento de compressor de pistão. O dispositivo de gaxeta compreende uma gaxeta e uma camisa de gaxeta, para dentro do qual a gaxeta é empurrada.

[0016] A gaxeta forma, vantajosamente, com a haste de pistão uma abertura de vedação respectiva, que é aberta sobre a seção longitudinal comum e tem uma largura de alguns μm, e que permite um fluxo de vazamento do meio comprimido através da abertura.

[0017] A gaxeta e a camisa de gaxeta consistem, cada, em materiais diferentes, cujo coeficiente resultante comum de expansão térmica tem vantajosamente essencialmente o coeficiente de expansão térmica do material da haste de pistão. Em particular, o coeficiente resultante de expansão térmica baseado no coeficiente de expansão térmica da gaxeta e no coeficiente de expansão térmica da camisa de gaxeta é selecionado de modo que o coeficiente resultante de expansão térmica seja combinado com o coeficiente de expansão térmica de um material da haste de pistão para eliminar ou minimizar qualquer diferença entre o coeficiente resultante de expansão térmica e o coeficiente de expansão térmica de um material da haste de pistão.

[0018] O dispositivo de gaxeta é conectado vantajosamente nivelado e em um modo de vedação hermética com um anel intermediário móvel. O anel intermediário é vantajosamente disposto em um recesso do alojamento de gaxeta entre o dispositivo de gaxeta e um alojamento de pino de inclinação disposto no recesso do alojamento de gaxeta.

[0019] O dispositivo de gaxeta está vantajosamente em conexão através do anel intermediário e do alojamento de pino de inclinação com um anel, que é disposto em um recesso de um flange de gaxeta, que é conectado rigidamente ao alojamento de gaxeta e ao alojamento de compressor de pistão.

[0020] O dispositivo de gaxeta é vantajosamente sustentado com a gaxeta no flange de gaxeta através do anel intermediário sem forças laterais com uma pluralidade de elementos esféricos, que são dispostos em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo.

[0021] Adicionalmente, um anel de inclinação, que torna possível vantajosamente para o dispositivo de gaxeta ajustar uma posição oblíqua da haste de pistão sem uma ação de força apreciável da haste de pistão sobre o dispositivo de gaxeta, é disposto em um recesso do anel intermediário.

[0022] O dispositivo de gaxeta é sustentado sem forças laterais sobre o flange de gaxeta em um modo vantajoso com uma pluralidade de pinos de inclinação, que são dispostos em um modo planetário (em uma configuração planetária) em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo.

[0023] Os pinos de inclinação têm, vantajosamente, um comprimento de um diâmetro de esfera predefinido e são configurados com extremidades estampadas com um raio igualando metade do comprimento de um pino de inclinação.

[0024] Os pinos de inclinação são, adicionalmente, encamisados elasticamente com um elastômero adequado, como um pedaço curto de uma mangueira flexível, e são posicionados elasticamente na área voltada no sentido oposto à pressão aplicada.

[0025] O dispositivo de gaxeta é vantajosamente conectado nivelado e em um modo de vedação hermética com o anel intermediário através de um anel de vedação disposto em um entalhe em uma face extrema do alojamento de pino de inclinação.

[0026] O anel intermediário é endurecido vantajosamente e polido e pode ser movido lateralmente com o dispositivo de gaxeta sem forças alterais.

[0027] O anel intermediário pode, adicionalmente, transmitir vantajosamente uma força axial aplicada ao dispositivo de gaxeta para os pinos de inclinação, que são dispostos como elementos esféricos de modo móvel entre o anel intermediário e o anel endurecido.

[0028] O anel de inclinação tem, de preferência, em suas faces extremas um raio de curvatura muito grande, e o raio de curvatura tem uma abóbada no formato de berço, e os eixos das abóbadas no formato de berço são deslocados em 90° em relação entre si em ambas as faces extremas do anel de inclinação.

[0029] Adicionalmente, provou ser vantajoso que o anel de inclinação permita que o dispositivo de gaxeta ajuste uma posição oblíqua da haste de pistão, causada por um movimento lateral da haste de pistão, sem ação de força apreciável entre o dispositivo de gaxeta e a haste de pistão.

[0030] Adicionalmente, provou ser especialmente vantajoso que o anel de inclinação permita leves movimentos de arremessos do dispositivo de gaxeta em todas as direções.

[0031] Vantagens e detalhes adicionais da presente invenção são explicados em mais detalhe na descrição com base em modalidades exemplificadoras mostradas esquematicamente nos desenhos. As várias características de novidade que caracterizam a invenção são indicadas com particularidade nas reivindicações anexadas e que fazem parte dessa revelação. Para uma melhor compreensão da invenção, suas vantagens operacionais e objetivos específicos obtidos por seus usos, é feita referência aos desenhos em anexo e matéria descritiva na qual modalidades preferidas da invenção são ilustradas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0032] Nos desenhos: a figura 1 é uma vista esquemática de um compressor de pistão em uma vista em seção em uma escala reduzida de acordo com a presente invenção e um detalhe Z em uma escala ampliada; a figura 2 é uma vista em seção mostrando uma modalidade exemplificadora de acordo com o detalhe Z de um dispositivo de vedação de haste de pistão com vedação de anel dividido de um compressor de pistão de acordo com a figura 1 de acordo com a presente invenção e uma vista de topo da seção I-I; a figura 3 é uma vista em seção de acordo com a figura 2 mostrando uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de vedação de haste de pistão com vedação de anel dividido e com um anel de inclinação de acordo com a presente invenção; a figura 4 é uma vista em seção e vistas de topo e inferior de um anel de inclinação e em vistas em seção lateral A-A e BB cada girada em 90° de acordo com uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de vedação de haste de pistão de acordo com a figura 3 de acordo com a presente invenção; a figura 5 é uma vista esquemática de um suporte de um anel intermediário com esferas em uma vista em seção de acordo com uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de vedação de haste de pistão de acordo com a figura 2 de acordo com a presente invenção; a figura 6 é uma vista esquemática de um suporte de um anel intermediário com pinos em uma vista em seção de acordo com uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de vedação de haste de pistão de acordo com a figura 2 de acordo com a  presente invenção; e a figura 7 é uma vista em seção de um suporte de um anel intermediário com pinos em um suporte elástico de acordo com uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de vedação de haste de pistão de acordo com a figura 2 de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES PREFERIDAS

[0033] Com referência aos desenhos, a figura 1 mostra esquematicamente um compressor de pistão 10, que compreende um cárter 11 com um virabrequim 12 bem como hastes de conexão 13 e pelo menos uma cruzeta 14 com uma haste de pistão respectiva 15, que é disposta na cruzeta 14, e na qual pistões respectivos 16.0, 16.1 e 16.2 são fixados. Os pistões 16.0, 16.1 são dispostos em cilindros de atuação dupla 17.0, 17.1 e o pistão 16.2 é disposto em um cilindro de atuação única 17.2 em um modo axialmente móvel. Adicionalmente, válvulas 18 são dispostas para aspirar ou descarregar gases e um dispositivo de vedação de haste de pistão respectivo 19 cada é disposto nos cilindros de atuação dupla 17.0 e 17.1 para vedar a haste de pistão 15 contra o cárter 11.

[0034] O detalhe Z mostra em uma escala ampliada por linhas interrompidas o cárter 11, a haste de pistão organizada 15 e o pistão 16.0 fixado na haste de pistão. O pistão 16.0 é guiado de modo móvel no cilindro 17.0. Adicionalmente, as válvulas 18 e o dispositivo de vedação de haste de pistão 19, que são dispostos em um alojamento de compressor de pistão 20 em torno da haste de pistão 15, são mostradas.

[0035] A figura 2 mostra uma modalidade exemplificadora do dispositivo de vedação de haste de pistão 19 com vedação de anel dividido em uma vista em seção de um compressor de pistão 10 de acordo com o detalhe Z de acordo com a figura 1. A haste de pistão 15 é disposta no alojamento de compressor de pistão sugerido 20, no qual um alojamento de gaxeta 21 para o dispositivo de vedação de haste de pistão 19 é disposto. O dispositivo de vedação de haste de pistão 19 compreende um dispositivo de gaxeta 22, que é composto de uma camisa de gaxeta 24 e de uma gaxeta 23 inserida no mesmo. A gaxeta 23 do dispositivo de gaxeta 22 toca a superfície da haste de pistão 15 com uma abertura de alguns μm sobre uma folga de vedação sugerida 25, que é formada entre a superfície da haste de pistão 15 e a gaxeta 23.

[0036] Uma vedação de anel dividido é uma vedação de fluxo. Um fluxo de vazamento leve 26 através de uma abertura é sugerido por uma seta. Cerca de 3% da taxa de fluxo de um compressor é igual ao valor do fluxo de vazamento através de uma abertura, que é formada na abertura de vedação 25, que é formada entre a haste de pistão que se move reciprocamente 15 e a gaxeta 23. O fluxo de vazamento 26 através de uma abertura veda uma vedação de anel dividido contra diferenças de pressão alta, que prevalecem entre uma pressão de cilindro 27 e uma pressão 41 no cárter 11, e a pressão do fluxo de vazamento 26 através de uma abertura diminui continuamente sobre todo o comprimento da abertura de vedação 25.

[0037] A gaxeta 23 do dispositivo de gaxeta 22 tem normalmente uma folga de fabricação de cerca de 15 μm contra a haste de pistão 15. A gaxeta 23 consiste preferivelmente em um material CF-PEEK (fibra de carbono - poliéter éter cetona) e se estende com uma folga sobre a superfície da haste de pistão 15. A gaxeta 23 é prensada na camisa de gaxeta 24, que é fabricada a partir de um aço. A gaxeta 23 em como a camisa de gaxeta 24 são fabricadas a partir de materiais que permitem que a gaxeta sobre a superfície posicionada oposta à haste de pistão 15 tenha aproximadamente a mesma expansão térmica que a superfície da haste de pistão 15. A pressão entre a gaxeta 23 consistindo em material de fibra de carbono - PEEK e a camisa de gaxeta 24 é dependente de temperatura e pode ser mantida em um valor essencialmente constante em faixas de temperatura predefinidas de estados operacionais permissíveis.

[0038] Uma vedação de anel dividido opera praticamente em um modo sem fricção e é consequentemente especialmente adequado para compressores de pistão de funcionamento a seco ou sem óleo para vedar diferenças de pressão alta normalmente 150 bar e superiores.

[0039] Como é sugerido por uma seta, o dispositivo de gaxeta 22 é influenciado com uma força axial 29, que se origina de uma diferença de pressão que é formada de uma pressão de cilindro prevalecente 27 no cilindro 17 e a partir de uma pressão existente 41 presente no cárter 11. Com base na redução de pressão na abertura de vedação, as pressões que prevalecem no espaço interior da abertura de vedação 25 não são tão altas. O dispositivo de gaxeta 22 é comprimido pela diferença de pressão e a abertura de vedação 25 diminui com pressão de cilindro crescente 27. A abertura de vedação 25 e a gaxeta 23 se comunicam ou interagem entre si, e a abertura de vedação tem sempre uma largura de cerca de um (1) μm entre a superfície da haste de pistão 15 e a superfície oposta da gaxeta.

[0040] A haste de pistão que se move reciprocamente 15 se move também com facilidade em ângulos retos em relação ao eixo de cilindro imaginário. O dispositivo de gaxeta 22, que se estende com a gaxeta 23 na haste de pistão 15 com uma folga de cerca de dois (2) μm, deve ser capaz de reproduzir tais movimentos laterais leves, fazendo isso em uma ação de força maior ou apreciável da haste de pistão 15 sobre a gaxeta 23.

[0041] O dispositivo de gaxeta 22 é ligado a um anel intermediário 28. O anel intermediário 28 é disposto de modo móvel em um recesso do alojamento de gaxeta 21. Um alojamento de pino de inclinação 36 é inserido, de modo similar, atrás do anel intermediário 28 no recesso do alojamento de gaxeta 21. O anel intermediário 28 é disposto nivelado e em um modo de vedação hermética com o dispositivo de gaxeta 22. O dispositivo de gaxeta 22 é influenciado com a força axial 29 e permite que uma pressão seja aplicada em um anel 30, que é disposto em um recesso de um flange de gaxeta 31, através do anel intermediário 28 e do alojamento de pino de inclinação 36. O flange de gaxeta 31 é conectado rigidamente ao alojamento de gaxeta 21 e ao alojamento de compressor de pistão 20.

[0042] Se o anel intermediário 28 e o anel 30 estiverem estendidos diretamente um sobre o outro, uma fricção estática teria de ser superada para um deslocamento lateral do dispositivo de gaxeta 22.

[0043] Uma fricção estática para um deslocamento lateral do dispositivo de gaxeta 22 é evitada por organizar uma pluralidade dos chamados elementos esféricos 32 ou pinos de inclinação 33 no alojamento de pino de inclinação 36. Os elementos esféricos 32 ou pinos de inclinação 33 são dispostos, como mostrado na figura 2 e figura 5 e mostrados em uma vista em seção I-I ou meia seção em uma vista de topo, em torno de um eixo vertical da haste de pistão 15 entre o anel intermediário móvel 28 e o anel fixo 30 em um modo planetário. Os pinos de inclinação 33 são encamisados com um elastômero flexível 35 na parte inferior no lado localizado oposto ao anel 30.

[0044] Como mostrado na figura 3, um anel de inclinação 38 é disposto em um recesso do anel intermediário entre o dispositivo de gaxeta 22 e o anel intermediário 28. O anel de inclinação 38 permite que o dispositivo de gaxeta 22 ajuste uma posição oblíqua da haste de pistão 15 por um movimento lateral da haste de pistão sem ação de força apreciável entre o dispositivo de gaxeta e a haste de pistão.

[0045] O anel de inclinação 38 é comparável a uma junta universal. O anel de inclinação 38 pode transmitir apenas forças de pressão na direção axial. O anel de inclinação 38 permite movimentos de arremessos leves do dispositivo de gaxeta 22 em todas as direções.

[0046] A figura 4 mostra uma imagem esquemática de um anel de inclinação 38 em uma vista de topo e em uma vista lateral em vista em seção A-A e B-B cada girada em 90°. As faces extremas 39 do anel de inclinação 38 são abobadadas com um raio de curvatura muito grande em um modo no formato de berço. Os eixos das abóbadas de berço nas duas faces extremas do anel de inclinação 38 são deslocados em 90° uma em relação à outra.

[0047] Os elementos esféricos (elementos de inclinação de atuação esférica) 32 são esferas no aso mais simples, como mostrado na figura 5. As esferas são dispostas entre o anel intermediário 28 e o anel 30 disposto no flange de gaxeta 31 e são posicionados em torno da haste de pistão 15, como visto na meia seção.

[0048] A força axial 29 aplicada via o anel intermediário 28 nos elementos esféricos 32 é distribuída no caso ótimo uniformemente entre o número de elementos esféricos. A pressão Hertziana sobre os elementos esféricos 32 e superfícies de contato predefinidas pode ser muito alta no caso de diferenças de pressão alta.

[0049] A tensão de contato Hertziana p0 é uma função geométrica do raio da esfera de acordo com a seguinte relação: Exemplo: Se o raio de esfera r for aumentado pelo fator 10, a tensão de contato Hertziana p0 diminui pelo fator de 4,6.

[0050] Elementos esféricos 32 são mostrados analogamente por meio de sugestão na figura 6 durante o uso com um diâmetro de esfera grande. Uma esfera grande é reduzida quase a um chamado pino de inclinação 33 como os elementos de inclinação de atuação esférica. Os pinos de inclinação (elementos de inclinação de atuação esférica) 33 têm, cada, um comprimento de um diâmetro de esfera predefinido e têm extremidades estampadas 34 com um raio correspondendo à metade do comprimento de um pino de inclinação. Os pinos de inclinação 33 são dispostos entre o anel intermediário 28 e o anel 30 fixados no flange de gaxeta 31 e são posicionados em torno da haste de pistão 15 em um modo planetário, como é visto na meia seção. A força axial 29 aplicada aos pinos de inclinação 33 através do anel intermediário 28 é distribuída no caso ótimo uniformemente entre o número de pinos de inclinação.

[0051] Os pinos de inclinação 33 são posicionados elasticamente por um elastômero adequado 35, por exemplo, por um pedaço curto de uma mangueira flexível de acordo com a figura 2 e a figura 7 na área voltada para longe da pressão.

[0052] O anel intermediário 28 pode ser endurecido e polido e pode se mover lateralmente com o dispositivo de gaxeta 22 sem forças laterais. A força axial 29 aplicada através do anel intermediário 28 é distribuída uniformemente sobre os pinos de inclinação 33 dispostos no alojamento de pino de inclinação 36, cujos pinos de inclinação 33 são dispostos de modo móvel como esferas entre o anel intermediário 28 e o anel endurecido 30. Os pinos de inclinação 33 são dispostos entre o anel intermediário 28 e o anel 30 fixados no flange de gaxeta 31 e são posicionados em torno da haste de pistão 15 em um modo planetário, como é visto na meia seção.

[0053] Os pinos de inclinação 33 têm um comprimento que é mais longo por alguns μm do que o alojamento de pino de inclinação 36 no estado carregado dos pinos de inclinação. Um anel de vedação 37 consistindo em um material PTFE é disposto entre o anel intermediário 28 e o alojamento de pino de inclinação 36. O anel de vedação 37 se une sobre uma abertura axial, não mostrada, entre o anel intermediário 28 e o pino de inclinação 36 e veda essa abertura e desse modo evita um fluxo de vazamento adicional através da abertura.

[0054] Uma posição oblíqua leve da haste de pistão 15 pode ocorrer com relação a um movimento lateral da haste de pistão. O dispositivo de gaxeta 22 permite que a posição oblique seja reproduzida sem uma ação de força maior ou apreciável entre o dispositivo de gaxeta e a haste de pistão 15.

[0055] Um compressor com um dispositivo de gaxeta com base em uma vedação de anel dividido tem especialmente as seguintes vantagens. Em compressores de funcionamento a seco, anéis de guia e pistão especialmente bem como uma vedação de anel de pistão estão sujeitos, devido à fricção, a uma temperatura indesejavelmente alta. Como resultado, a vida em serviço dos anéis de vedação é consideravelmente reduzida. Em compressores de pistão de atuação dupla, estágio único ou múltiplos estágios, a vedação de uma haste de pistão é ocasionada por pressões altas causadas em cilindros em velocidades de pistão altas pelo fato de que uma vedação de fluxo quase sem contato é formada com uma vedação de anel dividido como um dispositivo de vedação de haste de pistão 19.

[0056] O dispositivo de vedação de anel de pistão 19 compreende um dispositivo de gaxeta 22, que é formado especialmente em um alojamento de gaxeta 21 e compreende uma gaxeta 23 e uma camisa de gaxeta 24 bem como um anel intermediário 28, um anel de inclinação 38 e pinos de inclinação 33. A configuração esférica do dispositivo de vedação de haste de pistão 19 com uma conexão de encolhimento do dispositivo de gaxeta 22 consistindo em um material CF-PEEK para a gaxeta 23 e de um aço para a camisa de gaxeta 24 torna possível reproduzir um coeficiente de expansão térmica da haste de pistão 15. O dispositivo de gaxeta 22 pode ser sustentado sem forças laterais por meio de pinos de inclinação 33 dispostos em torno do eixo da haste de pistão 35 em um modo planetário. O anel de inclinação disposto 38 torna possível para o dispositivo de gaxeta 22 ajustar uma posição oblíqua leve da haste de pistão 15 sem ação de força apreciável (com uma ação de força reduzida).

[0057] Um resfriamento especial para a vedação de haste de pistão e cilindro é eliminado com base na configuração especial do dispositivo de vedação de haste de pistão 19 em compressores de pistão de atuação dupla, estágio único ou múltiplos estágios.

[0058] Embora modalidades específicas da invenção tenham sido mostradas e descritas em detalhe para ilustrar a aplicação dos princípios da invenção, será entendido que a invenção pode ser incorporada de outro modo sem se afastar de tais princípios. Lista de números de referência: 10 dispositivo compressor de pistão 11 cárter 12 virabrequim 13 haste de conexão 14 cruzeta 15 haste de pistão 16 dispositivo de pistão 17 cilindro 18 válvula 19 dispositivo de vedação de haste de pistão 20 alojamento de compressor de pistão 21 alojamento de gaxeta 22 dispositivo de gaxeta 23 gaxeta 24 camisa de gaxeta 25 abertura de vedação 26 fluxo de vazamento através de uma abertura 27 pressão de cilindro 28 anel intermediário 29 força axial 30 anel 31 flange de gaxeta 32 elemento esférico (elementos de inclinação de atuação esférica)  33 pino de inclinação (elementos de inclinação de atuação esférica) 34 extremidades estampadas do pino de inclinação 35 elastômero 36 alojamento de pino de inclinação 37 anel de vedação 38 anel de inclinação 39 face extrema do anel de inclinação 40 raio de curvatura 41 pressão no cárter

Claims (20)

1. Compressor de pistão caracterizado pelo fato de que compreende: um cárter; um virabrequim disposto no cárter; hastes de conexão; uma cruzeta com haste de pistão disposta; um alojamento de compressor de pistão; um cilindro; um pistão fixado na haste de pistão, o pistão sendo de funcionamento a seco guiado no cilindro; válvulas; um dispositivo de vedação de haste de pistão disposto em torno da haste de pistão entre o cilindro e o cárter, o dispositivo de vedação de haste de pistão compreendendo: um alojamento de gaxeta, que é inserido no alojamento de compressor de pistão; e um dispositivo de gaxeta disposto no alojamento de gaxeta, o dispositivo de gaxeta compreendendo: uma gaxeta; e uma camisa de gaxeta para dentro da qual a gaxeta é empurrada; um anel intermediário móvel; um alojamento de elementos de inclinação disposto em um recesso do alojamento de gaxeta; um flange de gaxeta conectado rigidamente ao alojamento de gaxeta e ao alojamento de compressor de pistão; um anel fixo disposto em um recesso do flange de gaxeta; uma pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica, que são dispostos em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo; e um anel de inclinação disposto em um recesso do anel intermediário, em que a gaxeta define com a haste de pistão uma abertura de vedação, que é aberta sobre uma seção longitudinal comum e tem uma largura em uma faixa de μm, e que é configurada para permitir um fluxo de vazamento de meio comprimido através da abertura de vedação, em que a gaxeta e a camisa de gaxeta são cada uma compreendida de materiais diferentes que fornecem um coeficiente de expansão térmica resultante que é essencialmente o coeficiente de expansão térmica de um material da haste de pistão, em que o dispositivo de gaxeta é conectado nivelado e vedado apertadamente com o anel intermediário móvel, cujo anel intermediário móvel é disposto em um recesso do alojamento de gaxeta entre o dispositivo de gaxeta e o alojamento de pino de inclinação que é disposto no recesso do alojamento de gaxeta, em que o dispositivo de gaxeta está em conexão através do anel intermediário e do alojamento de pino de inclinação com o anel fixo que é disposto em um recesso do flange de gaxeta, em que o dispositivo de gaxeta é sustentado sem forças laterais sobre o flange de gaxeta com a pluralidade de elementos esféricos, em que o dispositivo de gaxeta permite um ajuste de uma posição oblíqua da haste de pistão essencialmente sem ação de força da haste de pistão sobre o dispositivo de gaxeta através do anel de inclinação.

2. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica compreende uma pluralidade de pinos de inclinação dispostos em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo em uma configuração planetária, em que o dispositivo de gaxeta é sustentado sem forças laterais sobre o flange de gaxeta com a pluralidade de pinos de inclinação.

3. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os pinos de inclinação têm um comprimento de um diâmetro de esfera predefinido e têm extremidades estampadas com um raio correspondendo à metade do comprimento de um pino de inclinação.

4. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os pinos de inclinação são encamisados com um elastômero e elasticamente posicionados em uma área voltada na direção oposta a uma força aplicada.

5. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um anel de vedação, em que o dispositivo de gaxeta é conectado ao anel intermediário nivelado e vedado apertadamente através do anel de vedação, cujo anel de vedação é disposto em um entalhe em uma face extrema do alojamento de pino de inclinação.

6. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o anel intermediário é endurecido e polido e é configurado para ser movido lateralmente com o dispositivo de gaxeta sem uma força lateral.

7. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o anel intermediário é configurado para permitir que uma força axial, aplicada ao dispositivo de gaxeta, seja transmitida para os pinos de inclinação, cujos pinos de inclinação são dispostos de modo móvel com uma ação de movimento esférico da pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica entre o anel intermediário e o anel fixo.

8. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação tem faces extremas de anel de inclinação com um raio de curvatura, que tem abóbadas de berço que são individualmente abobadadas em um formato de berço, em que os eixos das abóbadas de berço são deslocados um em relação ao outro nas duas faces extremas do anel de inclinação em 90°.

9. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação é configurado para permitir que o dispositivo de gaxeta ajuste uma posição oblíqua da haste de pistão por um movimento lateral da haste de pistão sem uma ação de força apreciável entre o dispositivo de gaxeta e a haste de pistão.

10. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação permite uma quantidade de movimentos de arremessos do dispositivo de gaxeta em todas as direções.

11. Compressor de pistão caracterizado pelo fato de que compreende: um cárter; um virabrequim disposto no cárter; hastes de conexão; uma cruzeta com haste de pistão disposta; um alojamento de compressor de pistão; um cilindro; um pistão fixado na haste de pistão, o pistão sendo de funcionamento a seco guiado no cilindro; válvulas; um dispositivo de vedação de haste de pistão disposto em torno da haste de pistão entre o cilindro e o cárter, o dispositivo de vedação de haste de pistão compreendendo: um alojamento de gaxeta, que é inserido no alojamento de compressor de pistão; e um dispositivo de gaxeta disposto no alojamento de gaxeta, o dispositivo de gaxeta compreendendo: uma gaxeta; e uma camisa de gaxeta para dentro da qual a gaxeta é empurrada; um anel intermediário móvel; um alojamento de elementos de inclinação disposto em um recesso do alojamento de gaxeta; um flange de gaxeta conectado rigidamente ao alojamento de gaxeta e ao alojamento de compressor de pistão; um anel fixo disposto em um recesso do flange de gaxeta; uma pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica, que são dispostos em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo; e um anel de inclinação disposto em um recesso do anel intermediário, em que a gaxeta define com a haste de pistão uma abertura de vedação, que é aberta sobre uma seção longitudinal comum e tem uma largura em uma faixa de μm, e que é configurada para permitir um fluxo de vazamento de meio comprimido através da abertura de vedação, em que a gaxeta e a camisa de gaxeta são, cada uma, compreendidas de materiais diferentes que fornecem um coeficiente de expansão térmica resultante com base no coeficiente de expansão térmica da gaxeta e no coeficiente de expansão térmica da camisa de gaxeta e o coeficiente de expansão térmica resultante é combinado com o coeficiente de expansão térmica de um material da haste de pistão, em que o dispositivo de gaxeta é conectado nivelado e vedado apertadamente com o anel intermediário móvel, cujo anel intermediário móvel é disposto em um recesso do alojamento de gaxeta entre o dispositivo de gaxeta e o alojamento de pino de inclinação que é disposto no recesso do alojamento de gaxeta, em que o dispositivo de gaxeta está em conexão através do anel intermediário e do alojamento de pino de inclinação com o anel fixo que é disposto em um recesso do flange de gaxeta, em que o dispositivo de gaxeta é sustentado sem forças laterais sobre o flange de gaxeta com a pluralidade de elementos esféricos, em que o dispositivo de gaxeta permite um ajuste de uma posição oblíqua da haste de pistão com uma ação de força reduzida da haste de pistão sobre o dispositivo de gaxeta através do anel de inclinação.

12. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica compreende uma pluralidade de pinos de inclinação dispostos em torno de um eixo vertical da haste de pistão entre o anel intermediário móvel e o anel fixo em uma configuração planetária, em que o dispositivo de gaxeta é sustentado sem forças laterais sobre o flange de gaxeta com a pluralidade de pinos de inclinação.

13. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os pinos de inclinação têm um comprimento de um diâmetro de esfera predefinido e têm extremidades estampadas com um raio correspondendo à metade do comprimento de um pino de inclinação.

14. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os pinos de inclinação são encamisados com um elastômero e elasticamente posicionados em uma área voltada na direção oposta a uma força aplicada.

15. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um anel de vedação, em que o dispositivo de gaxeta é conectado ao anel intermediário nivelado e vedado apertadamente através do anel de vedação, cujo anel de vedação é disposto em um entalhe em uma face extrema do alojamento de pino de inclinação.

16. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o anel intermediário é endurecido e polido e é configurado para ser movido lateralmente com o dispositivo de gaxeta sem uma força lateral.

17. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o anel intermediário é configurado para permitir que uma força axial, aplicada ao dispositivo de gaxeta, seja transmitida para os pinos de inclinação, cujos pinos de inclinação são dispostos de modo móvel com uma ação de movimento esférico da pluralidade de elementos de inclinação de atuação esférica entre o anel intermediário e o anel fixo.

18. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação tem faces extremas de anel de inclinação com um raio de curvatura, que tem abóbadas de berço que são individualmente abobadadas em um formato de berço, em que os eixos das abóbadas de berço são deslocados um em relação ao outro nas duas faces extremas do anel de inclinação em 90°.

19. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação é configurado para permitir que o dispositivo de gaxeta ajuste uma posição oblíqua da haste de pistão por um movimento lateral da haste de pistão sem uma ação de força apreciável entre o dispositivo de gaxeta e a haste de pistão.

20. Compressor de pistão, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o anel de inclinação permite uma quantidade de movimentos de arremessos do dispositivo de gaxeta em todas as direções.