CN1166860C - 刮油装置 - Google Patents

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Abstract

防止液体在往复运动构件(2)和壳体孔(3)之间的圆周间隙处流出的刮油装置中，除了至少一个刮油环(5)以外在刮油器套(4)内朝向待刮除液体入口的一侧还设有一个节流环(8)，它在其朝向液体入口的端面上做得具有一个光滑环形面(9)，并且在液体附着力(S1)的作用下附着在刮油器套(4)面对的、光滑内端面(10)上。由此封闭了待刮除液体进入刮油器套(4)的主要通路，使得刮油环(5)从往复运动构件(2)上只需刮下少得多的液体。

Description

刮油装置
技术领域
本发明涉及一种用来防止液体在往复运动构件和包围它的壳体孔之间的周边间隙处流出的刮油装置，特别是用于活塞式压缩机的活塞杆的刮油组件，具有一个在壳体孔区域内围绕构件的、用来安装至少一个刮油环的刮油器套，它具有一个用来排出刮下的液体的排出件。
背景技术
为了防止往复运动的、密封的构件，例如上面提到的活塞式压缩机的活塞杆上、蒸汽机上、液压泵或压力机等等上密封件处工件—冷却—或润滑液的流出，当今大多在其他密封件以外附加地还采用具有专用刮油环的组件，借助于它从运动构件上刮去液体并回输或单独排出。为了能够始终保持与运动构件表面的刮油接触，这个刮油环在构件运动方向在刮油器套内必须有一定间隙。以便能够跟随待刮油构件的表面，从而例如即使不同的热膨胀也不会导致刮油环与运动构件之间或者相对于刮油器套的相对运动由于卡死而受到阻碍，这种阻碍会导致较大的不密封性和待刮去的液体非预期的流出。因此在迄今已知的所述类型的结构中特别是在朝向带有待刮去液体的空腔的刮油器套的入口端上总是出现比较大量的在第一个刮油环和刮油器套内侧之间径向(间隙)处流出的液体，由于排出管大多做得小并因此容易堵塞的结果，这些液体尽快地从位于第一个刮油环后面的空腔中排出经常变得有困难，从而存在的大多数其他刮油环或类似元件不仅仅对于附着在往复运动构件上的而且是存在于整个组件空腔内的液体存在很大的问题。
发明内容
本发明的目的是，改进开头所述这一类装置，使得避免这类已知装置的所述缺点，特别是用结构简单的方式避免过多的液体进入刮油器套。
在开头所述这一类型的刮油装置中按照本发明这个目的这样来解决，在刮油器内朝向待刮去液体入口的一侧设置一个节流环，它在其朝向液体进入口的端面上做得带一个光滑的环形面，并在运行时在液体附着力的作用下附着在刮油套朝向这个节流环的光滑的内端面上。因此液体进入刮油器套的可能性便仅仅局限在运动构件和节流环之间留下的环形间隙处。这个环形间隙一方面通常可以得到比一如已经提到过的为了刮油环的可运动性所需要的一沿轴向至少在待刮油的构件“进入”运动时在这种类型的常见的结构中在入口侧始终存在的间隙小得多，从而在其对可能的液体进入的影响方面做得问题较少；另一方面也因此不是这么十分紧要，因为通过这个节流环渗入的液体反正基本上还是附着在往复运动的构件上，因此被设置在后面的刮油环刮去，然后如前所述排出。因此在留作从往复运动构件上待刮去液体通道的刮油器套的两端入口处方便而可靠地封闭了组件第一个刮油环的端面和刮油器套的内端面之间的允许有危险的、较大量的液体进入的通道，其中节流环在刮油器套所属内端面上的要求密封的贴合在往复运动构件“退出”运动(从刮油器套中出去)时反正由往复运动构件或安装在它上面的刮油环保证，而在另一个方向在刮油器套内端面和节流环所属端面之间的间隙内液体的附着力必须足够大，以便在这个运动的短暂持续时间内确保，待刮去液体的这个通道不打开。
按照本发明另一种优选的结构节流环剖开、最好是沿对角线分成两半，在安装状态由一个套在其外圆上的弹簧件固定在一起，其中其内径略大于往复运动构件的外径。这使得节流环装配方便，其中通过所述的直径关系确保，往复运动构件可以自由通过节流环，特别是它不从往复运动构件上刮去待去除液体，如上所述这些液体的刮除由装在后面的刮油环完成。
这里应该注意，往复运动构件也可以具有与在这种驱动杆等类似结构时使用的非常普通的圆柱形不同的结构—特别是所述的刮油器装置当然也可以做成具有椭圆形或其他横截面的推进杆，只要“刮油环”以及“节流环”具有相应地匹配的内轮廓即可。
按本发明另一种特别优选的结构节流环由塑料，尤其是纤维强化塑料，例如用玻璃纤维或碳素纤维加强的PTFE(聚四氟乙烯)组成。这种环制造方便并且化学方面非常稳定，因此它适合于大多数所考虑的应用场合。
在本发明另一种优选的结构中刮油器套和节流环端面之间的环形面大大大于刮油环的端面接触面，最好是约大十倍。通过这个方法一方面通过大的贴合面给待刮去液体进入刮油器套的可能的通道良好的密封，另一方面确保，在另一侧，也就是节流环和装在后面的刮油环之间所具有的液体附着力保持明显地小于节流环和刮油器套所属端面之间的对本发明十分重要的附着力，使得在待刮油构件进入行程时节流环相对于刮油器套保持不动，相反装在后面的刮油环在利用刮油器套内的轴向间隙的情况下可以跟着构件略微运动。
在本发明的另一种优选结构中装在刮油器套内节流环背向待刮去液体入口处的这个或每个刮油环剖开，尤其是沿对角线分成两半，在装配状态由一个套在其外圆上的弹簧件固定在一起，并由金属材料、特别是轴承青铜制成。因此可以改善装在待刮去液体进入方向节流环之后的刮油环的刮油效果，或者使它的安装方便—由轴承青铜制造使得可以在实际上无间隙地套在往复运动构件上而不出现太大的摩擦力以及与此相关的问题。
在最后所述的关系方面本发明的另一种结构特别有利，按照这种结构刮油环的径向厚度在考虑强度和制造要求的情况下尽可能地小、特别是约4mm。从而刮油环可以更好地与往复运动构件的表面相匹配，特别是在这个构件具有不同于例如圆柱形的理想形状或者已经磨损得相当严重时，这有好处。由于这种小的径向厚度套在外圆上的弹簧件的力也可以保持比较小，这又减小上面说起的摩擦损失或者与此相关的温升、热膨胀等等。
按照本发明另一种优选的结构刮油环在其背向待刮去液体入口的一侧具有一个在安装状态与往复运动构件相接触的刮油棱边，并有一个从这个棱边出发向另一侧张开的、在内圆周上的轻微的锥形区。由此一方面使刮油环尽可能无间隙的、紧密的贴合集中在比较轻微地摩擦的刮油棱边上。另一方面由此可以使，在刮油时由于往复运动构件的粗糙度仍然从刮油棱边下透过去的液体(流体薄膜)在往复运动构件返回运动时重新带回，而不致于刮到刮油环的另一侧并由此非预期地留下来输送到刮油装置的后面。
按照本发明另一种优选的结构节流环和刮油环分别在其背向待刮去液体入口的端面上具有基本上径向分布的排油槽，以此在这些元件之间可以进行刮下液体的完全无阻碍的排出，而不需设置单独的间隔元件等等。
在本发明另一种优选的结构中刮油环背向节流环的一侧上可以至少设置一套气体密封环和/或一个与刮油器套的背向待刮去液体入口的内端面共同作用的在刮油器套内的另一个节流环。由此达到在—相对于待刮去液体的入口—刮油器套的外侧处刮油效果的进一步改进。
附图说明
下面借助在图中示意表示的实施例对本发明作较详细的说明。
其中图1表示按本发明的刮油装置的一个示意横截面，图2表示按本发明的装置的原理性结构的另一个示意视图。
具体实施方式
在这两个图中所示的用来防止液体在往复运动构件2和包围它的壳体孔3之间的圆周间隙1处流出的刮油装置在壳体孔3的区域内具有一个围绕构件2形成的刮油器套4，以安装至少一个刮油环5，其中从往复运动构件上刮下来的液体通过一个输出管6(只能在图1中见到)排出，或者回输到相应的循环回路中。在刮油器套4内朝向待刮去液体入口的一侧上设有一个节流环8，它在其朝向液体入口的端面上做得带有一个光滑的环形面9，并在液体附着力的作用下附着在刮油器套4朝向它的、光滑的内端面10上。通过节流环8的这种结构大大减少从构件2上刮下的液体进入刮油器套4，像下面借助于图2中的原理图对此作更详细地说明的那样。
图2表示刮油装置的原理性的结构形式，其中这里在刮油器套4内仅仅画出一个唯一的节流环8连同刮油环5—为了清楚地表达液体可能的路径各个元件之间的距离或间隙大大地放大了。
从端面7过来到达圆周间隙1或者壳体孔3的液体量以Q表示。到达刮油器套4内的部分液流由输入端的第一个环(这里是节流环8)的环形面和刮油器套4的内端面10之间的部分流量Q1以及第一个环(这里是节流环8)的内圆周和待刮油构件2表面本身之间的部分流量Q3合并而成。用Q2表示在刮油环5处从往复运动构件2表面上刮下的液体量，它们大部分通过输出管(图1中的6)在重力作用下重新从刮油器套4中排出。Q4表示通过刮油环5的、仍然附着在待刮油构件2的表面上的液体量(主要是由于表面的粗糙度)，最后Q5表示尽管采取所有的刮油措施仍然输送到刮油器套4后面的部分液体量。
因为刮油环5(或者在例如按图1的多重结构中这些刮油环5)在侧向环形面处必须能在一定限度内自由运动，特别是不允许被卡死，以便能够跟随待刮油构件2或者也许是它表面上的不均匀性，对于刮油环5在轴向必须留有间隙，这在迄今为止已知的在入口侧没有节流环8的刮油装置时直接导致，在构件2的每次进入行程时(在按图1和2的视图中向右)在进入侧打开一个通向刮油器套4内端面10的比较大的间隙，由此比较大的部分流量Q1可以进入刮油器套4。为了防止在构件2进入行程时的这个部分流量Q1，现在设置一个节流环8，其环形面9在液体附着力的作用下(由S1表示)附着在刮油器套4的内端面10上，其中刮油器套4和节流环8的端面9和10之间的环形面最好大大大于刮油环5与节流环8的端面接触面，从而使也在那里出现的附着力S2小于S1。
因此在构件2的进入行程时(至少在附着力作用的有限时间内，在液体在间隙内出现的负压的作用下填满间隙以前)节流环8保持与内端面10的密封接触，相反刮油环5可以沿轴向跟随运动直至靠上刮油器套4的后内端面20。在构件2的退出行程时(在图1和2中向左运动)节流环8通过构件2本身或者现在重新在视图中向左跟着运动的刮油环5压在内端面10上。在这两种情况下部分流量Q1的通路实际上被封闭，因此待刮去的液体实际上只能通过节流环8内圆周处的部分流量Q3进入刮油器套4。
节流环8最好沿对角线分为两半，并且在安装状态时由一个套在其外圆上的弹簧件11固定在一起，其中其内径略微大于往复运动构件2的外径—在刮油装置工作时节流环8应该尽可能牢固地附着在内端面10上，从而不能以其内圆周自由地跟随往复运动构件2的表面，因此对于节流环8从一开始就不追求象在刮油器套内能比较自由地运动的刮油环5那样所具备的刮油功能。因此例如由纤维强化塑料制成的节流环8基本上只承担相对于否则可能出现的部分液体流量Q1而可靠地封闭入口端的功能-固有的从往复运动构件上刮除液体通过特意为此而设置的刮油环5进行。
刮油环5同样例如沿对角线分成两半，并在安装状态如图所示被套在它外周上的弹簧件12固定在一起，并由金属材料、例如轴承青铜制成。为了能够尽可能良好地跟随往复运动构件2的表面，在考虑强度和制造要求的情况下刮油环5的径向厚度做得尽可能小，使得固有的刮油棱边13可以尽可能良好地与构件2相匹配。从在刮油环5的安装状态与往复运动构件2相接触的刮油棱边13出发在刮油环5的内圆周上设有一个朝向另一侧张开的、轻微的锥形区14，它的锥顶角非常小，例如约为2°。因此至少大部分尽管有刮油棱边13仍然从它下面穿过到达刮油环5后面的、附着在构件2表面上的部分流量Q4在返回运动时(在图1和2中向左)与构件2一起重新回到刮油环5或它的刮油棱边13的前面。如果不设置这个锥形区并且刮油环5例如在图2中的右侧也做得带一个锐利的刮油棱边，那末积聚的液体量Q4真的会非预期地输送到刮油装置的后面。
节流环8和刮油环5分别在其背向待刮除液体入口的端面上具有基本上径向分布的排油槽15、16，它使得刮下的液体可以向朝输出管6的方向流出。
按图1刮油器套4一共分成三部分—在第一个入口区17内设有一个节流环8连同这里是3个单独的刮油环5—在中间区域18内设有另两个刮油环5—在视图中最右边的区域19内这里设有一个气体密封组件，它通常称作“SLP—环”(侧向承压环)。通常反向设置开头的两个环的环组通常用作气体密封件，这里用来加强整个组件的刮油效果。除此之外代替后者也可以在刮油环5背向节流环8的一侧设置一个与刮油器套4背向待刮除液体入口的内端面20共同作用的另一个节流环，它以同样的方法防止或者至少阻碍在图2中以Q5表示的部分液流，就像上面结合Q1所描述的那样。

Claims (16)

1.用来防止液体在往复运动构件(2)和包围它的壳体孔(3)之间的圆周间隙(1)处流出的刮油装置，具有一个在壳体孔(3)区域内围绕构件(2)的用来安装至少一个刮油环(5)的刮油器套(4)，它具有一个用来排出刮除的液体的输出管(6)，其特征在于：在刮油器套(4)内朝向待刮除液体(Q)入口的一侧(7)设有一个节流环(8)，所述节流环在其朝向液体入口的端面上做有一个光滑的环形面(9)，并且在液体附着力(S1)的作用下附着在刮油器套(4)的朝向这个环形面的光滑内端面(10)上。
2.按权利要求1的装置，其特征在于：节流环(8)是剖分的，并在安装状态由一个套在它外周上的弹簧件(11)固定在一起，其中其内径大于往复运动构件(2)的外径。
3.按权利要求2的装置，其特征在于：所述节流环(8)沿对角线剖分成两半。
4.按权利要求1的装置，其特征在于：节流环(8)由塑料制成。
5.按权利要求4的装置，其特征在于：所述节流环(8)由纤维强化塑料制成。
6.按权利要求1的装置，其特征在于：刮油器套(4)和节流环(8)的端面(9、10)之间的环形面大于刮油环(5)端面的接触面。
7.按权利要求6的装置，其特征在于：刮油器套(4)和节流环(8)的端面(9、10)之间的环形面比刮油环(5)端面的接触面约大十倍。
8.按权利要求1的装置，其特征在于：装在刮油器套(4)内节流环(8)背向待刮除液体入口一侧的刮油环(5)是剖分的，在安装状态由一个套在其外圆上的弹簧件(12)固定在一起，并且它由金属材料制成。
9.按权利要求8的装置，其特征在于：刮油环(5)沿对角线剖分成两半。
10.按权利要求8的装置，其特征在于：刮油环(5)由轴承青铜制成。
11.按权利要求8的装置，其特征在于：刮油环(5)的径向厚度在考虑强度和制造要求的情况下按尽可能小的原则选择为约4mm。
12.按权利要求8的装置，其特征在于：刮油环(5)在其朝向待刮除液体入口的一侧上具有一个在安装状态下与往复运动构件(2)相接触的刮油棱边(13)，并具有一个从这里出发朝另一侧张开的、内圆周上的锥形区(14)。
13.按权利要求12的装置，其特征在于：内圆周上锥形区的锥顶角非常小，约为2°。
14.按权利要求1至13之一项的装置，其特征在于：节流环(8)和刮油环(5)在其背向待刮除液体入口的端面上分别具有径向的排油槽(15、16)。
15.按权利要求1至13之一项的装置，其特征在于：在刮油器套(4)内，在刮油环(5)背向节流环(8)的一侧设有至少一个气体密封组件(21)和/或与刮油器套(4)背向待刮除液体入口的内端面(20)共同作用的另一个节流环。
16.按权利要求1的装置，其特征在于：所述装置是用于活塞式压缩机活塞杆的刮油组件。
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