CN103573611B - 往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种往复式压缩机。该往复式压缩机能够减小施加于唇形环的应力并提高唇形环的寿命。本发明的往复式压缩机的特征在于，包括：活塞，其在气缸内通过一边摆动一边往复运动来压缩空气；和密封部件，其安装在形成于上述活塞的槽，并且将上述气缸与上述活塞之间密封，其中上述密封部件具有嵌入在上述活塞的槽中的底面部和设置于上述活塞的径向外侧的侧面部，在上述侧面部设置弯曲部，使前端侧的与上述活塞的间隙减小。

Description

往复式压缩机
技术领域
本发明涉及往复式压缩机。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，存在专利文献1。专利文献1记载了一种多级压缩机，该多级压缩机具有锁紧活塞，其设置有使上部密封部比下部密封部更容易发生弹性形变的唇形环（lipring）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-12603号公报
发明内容
发明需要解决的技术问题
专利文献1的唇形环中，由于上部密封部容易发生弹性形变，因此，上部密封部过度形变而使弯曲部的应力增加。进而，上部密封部与活塞之间的间隙变大，因此，当活塞相对于气缸倾斜时，唇形环被向气缸的壁面施压，导致弯曲部的应力进一步增加。因此，无法提高唇形环的寿命。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够减小施加于唇形环的应力并且提高唇形环的寿命的往复式压缩机。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种往复式压缩机，其特征在于，包括：活塞，其在气缸内通过一边摆动一边往复运动来压缩空气；和密封部件，其安装在形成于上述活塞的槽，并且将上述气缸与上述活塞之间密封，其中上述密封部件具有嵌入在上述活塞的槽中的底面部和设置于上述活塞的径向外侧的侧面部，在上述侧面部设置弯曲部，使前端侧的与上述活塞的间隙变小。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能减小施加于唇形环的应力并且提高唇形环的寿命的往复式压缩机。
附图说明
图1是本发明的实施例1的往复式压缩机主体的截面图。
图2是本发明的实施例1的活塞和气缸的截面图。
图3是本发明的实施例1的唇形环的截面图。
图4是本发明的比较例1的唇形环的截面图。
图5是本发明的比较例1的摆动时的唇形环的截面图。
图6是本发明的比较例2的摆动时的唇形环的截面图。
图7是本发明的比较例2的摆动时的唇形环的截面图。
图8是本发明的实施例2的唇形环的截面图。
图9是本发明的实施例3的唇形环的截面图。
图10是本发明的实施例3的唇形环的截面图。
附图标记
1曲轴箱
2曲轴室
3电动机
7气缸
16活塞
22唇形环
22A底面部
22B侧面部
22B1前端部
22B2底端部
22B3弯曲部
R1曲面部
R2曲面部
具体实施方式
实施例1
以下，利用图1至图3说明本发明的实施例1的往复式压缩机。
图1是本实施例的往复式压缩机的主体的截面图。
往复式压缩机的曲轴箱1在内部划分形成曲轴室2，大致由轴线为水平方向的圆筒盒部1A和设置于该圆筒盒部1A的上侧的气缸安装座1B等构成。另外，在曲轴箱1，曲轴5以能够旋转的方式被支承于曲轴室2内，在曲轴5，一体地设置有平衡配重6。曲轴5与电动机3的输出轴4连接，由电动机驱动，进行偏心旋转运动。
圆筒状的气缸7安装在曲轴箱1的气缸安装座1B上。气缸7的内周面7A构成后述的唇形环22的滑动面。另外，在气缸7的前端侧，搭载有汽缸盖8，在该汽缸盖8内，划分形成有排出压缩空气的排出室10。
活塞杆14的底端侧经由轴承15以能够旋转的方式与曲轴5连结。当通过电动机3的驱动，曲轴5进行偏心旋转运动时，设置于活塞杆14的前端部的活塞16，如图2所示，在气缸7内摆动并往复运动。另外，活塞16在气缸7内与阀座板11之间划分形成压缩室17。而且，活塞16由活塞主体18、保持器（retainer）19、环安装槽21等构成。
活塞主体18在下表面中央一体地安装有活塞杆14的前端部。设置于活塞主体18的上侧的保持器19以将唇形环22夹持于活塞主体18的方式可装卸地安装。
设置于活塞主体18的外周测的唇形环22是对活塞16与气缸7之间进行密封的密封部件，并且能够防止压缩室17内的空气（压力）泄漏。另外，唇形环22例如由具有耐磨损性、自润滑性的树脂材料形成，并且形成为截面呈L字形的密封部件。
利用图3对本实施例的唇形环22进行说明。其中，图3（a）是表示未施加压力的状况下的唇形环22的截面的图，图3（b）是表示施加有压力并且活塞16倾斜的状态下的唇形环22的截面的图。唇形环22形成为平坦的圆环状板，并且由嵌入活塞16的槽中的底面部22A和设置于活塞16的径向外侧的侧面部22B构成。侧面部22B通过向作为压缩室17侧的上侧扩大（扩展），与气缸7的内周面7A滑动接触，对气缸7与活塞16之间进行密封。
在本实施例中，唇形环22的侧面部22B由位于前端侧（上端侧）的前端部22B1、位于底端侧（下端侧）并且从底面部22A向活塞16的径向外侧延伸与前端部22B1连接的底端部22B2、设置于前端部22B1与底端部22B2之间的弯曲部22B3形成。唇形环的侧面部22B多阶段地弯曲（平面的情况下角度改变，曲面的情况下切线的角度非连续变化）。
前端部22B1与活塞16的轴线所成的角度θ1小于底端部22B2与活塞16的轴线所成的角度θ2。也就是说，侧面部22B中，通过设置弯曲部22B3，前端侧的与活塞16的间隙（与未设置弯曲部22B的情况相比）变小。由此，能够减小活塞16发生倾斜而对气缸7的内周面7A施压时的唇形环22的形变，并且能够减小施加于唇形环22的应力。图3（b）中以颜色的深浅程度表示施加于唇形环22的应力，但与后述的图5相比较可知，在被认为应力发生集中的应力集中部，几乎没有颜色较深的部分，应力减小。
另一方面，底端部22B2，通过增大与活塞16的轴线所成的角度θ2，使角度靠近活塞16的径向，能够使前端部22B1的与气缸的内周面7A接触的部分的位置远离活塞16。由此，如图3（b）所示，能够使唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置和活塞16的间隙S扩大，能够防止气缸7的内周面7A与活塞16接触。
底端部22B2与活塞16的轴线形成的角度θ2大于摆动角θ（活塞16相对于气缸7最为倾斜时活塞16的轴线与气缸的内周面7A所成的角度）。由此，当活塞16相对于气缸7最为倾斜时，也能够使底端部22B2朝向活塞16的径向外侧延伸，能够使唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置处于外侧。由此能够充分确保唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置和活塞16的间隙S，在活塞16相对于气缸7最为倾斜时，也能够防止气缸7的内周面7A与活塞16接触。
如图3（a）所示，未对唇形环22施加压力的状态下，使唇形环22的下端（底面）不从活塞16伸出。由此，在对唇形环22施加压力的状态下，唇形环22的下端（底面）向活塞16的外侧伸出的量减少。由此，能够抑制活塞16伸进唇形环22的下端（底面）所致的应力。
图4、5是对本实施例的比较例1的唇形环22的截面图。在本比较例中，在唇形环22的侧面部22B未设置弯曲的部分，而是使侧面部22B形成为曲率相同的曲面状。由于侧面部22B形成为曲率相同的曲面状，如图5所示，活塞16摆动时的形变增大，施加于底面部22A和侧面部22B的应力增大。图5中，以颜色的深浅程度表示施加于唇形环22的应力，但与图3（b）相比可知，在应力集中部中颜色较深的的部分扩大，应力集中在底面部22A与侧面部22B之间。
图6、7表示对本实施例的比较例2的唇形环22的截面图。在本比较例中，唇形环22形成为L字型。由于侧面部22A（22B）形成为平面状，因此与比较例1相比，活塞16摆动时的形变减小，施加于底面部22A和侧面部22B的应力减小。
图6中，为了防止气缸7的内周面7A与活塞16接触，充分确保唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置与活塞16的间隙S。此时，未对唇形环22施加压力的状态下，唇形环22的下端（底面）从活塞16伸出。因此，在对唇形环22施加压力的状态下，唇形环22的下端（底面）向活塞16的外侧伸出的量增多。由此，无法减小活塞16伸进唇形环22的下端（底面）而施加于底面部22A的应力。
图7中，为了抑制活塞16伸进唇形环22的下端（底面）所致的应力，在未对唇形环22施加压力的状态下，使唇形环22的下端（底面）不从活塞16伸出。此时，无法充分确保唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置与活塞16的间隙S。
此处，通过加粗唇形环22的侧面部22B的前端侧，能够减小施加于唇形环22的应力，防止气缸7的内周面7A与活塞16接触。然而，当加粗唇形环的侧面部22B的前端侧时，唇形环22的侧面部22B的前端侧的刚性过于升高，因此难以扩大（扩展），无法提高密封性。
综上，根据本实施例，由前端部22B1、底端部22B2、弯曲部22B3形成唇形环22的侧面部22B，在侧面部22B的前端侧，使得与活塞16的间隙变小，由此，能够减小施加于唇形环22的应力。另外，能够扩大唇形环22与气缸7的内周面7A接触的位置与活塞16的间隙S，能够防止气缸7的内周面7A与活塞16接触。另外，唇形环22的侧面部22B的前端侧的刚性不会过高，因此能够保持充分的密封性。由此，能够提高唇形环22的寿命，能够提供长期可靠性高的往复式压缩机。
实施例2
利用图8说明本发明的实施例2的往复式压缩机。对与实施例1相同的结构标注相同的附图标记，省略其说明。
在本实施例中，特征在于唇形环22的侧面部22B中，前端部22B多阶段地弯曲。前端部22B与活塞16的轴线所成的角度，如图8所示，θ1＜θ2，前端部22B中，前端侧小于底端侧。另外，与实施例1同样，前端部22B1与活塞16的轴线所成的角度θ1、θ2小于底端部22B2与活塞16的轴线所成的角度θ3。
如本实施例这样，通过使前端部22B多阶段地弯曲，能够使前端部22B的前端侧，角度更加靠近活塞16的轴线的方向，在侧面部22B的前端侧，能够使唇形环22与活塞16的间隙不会过于增大。由此，与实施例1比较，能够进一步减小施加于唇形环22的应力。另外，与实施例1相比较，能够将侧面部22B的与气缸7的内周面7A接触的位置设置于更外侧，因此能够更加可靠地防止气缸7的内周面7A与活塞16接触。
图8中，前端部22B两阶段地弯曲，但不限于此，也可以三阶段地、四阶段地弯曲。但是，如果弯曲部过多，前端部22B的刚性就会降低，无法提高唇形环22的寿命，因此优选为二至四阶段。
实施例3
利用图9、图10说明本发明的实施例3的往复式压缩机。对与实施例1、2相同的结构标注相同的附图标记，省略其说明。
在本实施例中，特征在于唇形环22的底面部22A与侧面部22B之间的内周面形成为曲面状。如图9所示，在唇形环22的底面部22A与侧面部22B之间的内周面设置曲面部R1，由此能够使容易发生应力集中的唇形环22的底面部22A与侧面部22B之间的内周面的应力与实施例1相比进一步减小。
另外，如图10所示，在唇形环22的侧面部22B的弯曲部22B3的内周面设置曲面部R2，形成为曲面状，由此能够使容易发生应力集中的弯曲部22B3的内周面的应力与实施例1相比也进一步减小。
至此说明的实施例都仅仅是表示实施本发明的一个具体化的例子，不能据此对本发明的技术范围进行限定性的解释。换言之，本发明能够不脱离其技术思想或其主要特征地以各种方式实施。另外，也可以通过组合实施例1～3来实施本发明。

Claims (11)

1.一种往复式压缩机，其特征在于，包括：
活塞，其在气缸内通过一边摆动一边往复运动来压缩空气；和
密封部件，其安装在形成于所述活塞的槽，并且将所述气缸与所述活塞之间密封，其中
所述密封部件具有嵌入在所述活塞的槽中的底面部和设置于所述活塞的径向外侧的侧面部，
在所述侧面部设置弯曲部，使所述侧面部的前端侧与所述活塞的间隙变小。
2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部的底端侧与所述活塞的轴线所成的角度大于所述活塞的摆动角。
3.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述密封部件的底面部不从所述活塞的槽向外侧伸出。
4.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部多阶段地弯曲。
5.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述密封部件的弯曲部的内侧侧面形成为曲面状。
6.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部与所述底面部之间的内侧侧面形成为曲面状。
7.一种往复式压缩机，其特征在于，包括：
活塞，其在气缸内通过一边摆动一边往复运动来压缩空气；和
密封部件，其安装在形成于所述活塞的槽，并且将所述气缸与所述活塞之间密封，其中
所述密封部件具有嵌入在所述活塞的槽中的底面部和设置于所述活塞的径向外侧的侧面部，
所述侧面部多阶段地弯曲，所述侧面部的前端侧与所述活塞的轴线所成的角度小于所述侧面部的底端侧与所述活塞的轴线所成的角度。
8.如权利要求7所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部的底端侧与所述活塞的轴线所成的角度大于所述活塞的摆动角。
9.如权利要求7所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述密封部件的底面部不从所述活塞的槽向外侧伸出。
10.如权利要求7所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部的弯曲的部分的内侧侧面形成为曲面状。
11.如权利要求7所述的往复式压缩机，其特征在于：
所述侧面部与所述底面部之间的内侧侧面形成为曲面状。
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