CN1187872A - 节流装置及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

节流装置包括一个弹性节流环(2),该环由一个构成一个接头缝(2d)的一个整件构成。此外,该节流装置还包括一个在轴向内紧贴节流环(2)设置的支承环(1),其中支承环(1)覆盖节流环(2)的接头(2d)。这种具有一个弹性节流环的节流装置的优点在于,节流环根据动态的压力变化发生反应并改变它的密封性能。压力峰值在节流装置上引起一个增加的压差,从而将弹性节流环压到活塞杆的滑动面上并增加密封性,所以压力峰值不会传递到节流装置下游的密封圈上。因此,这种节流装置与电工技术中人所共知的分频器类似,使高频的压力部分密封,但不密封静态的或慢慢变化的压力部分。

Description

节流装置及其运行方法
本发明涉及权利要求1前序部分所述的一种节流装置。此外，本发明还涉及权利要求14前序部分所述的节流装置的一种运行方法。
密封圈一般都是成对前后串联布置的，并构成一个所谓的密封组件。在单个密封圈上作用的压差将它的密封面压到被密封体例如一根活塞杆的滑动面上。在密封组件的一侧上附加设置一个包括至少一个节流环的节流装置。这种具有节流环和密封圈的密封组件例如在专利CH439897中提出过。这种公知密封装置的节流环具有这样的缺点，即脉动的压力部分没有足够的抑制，这样就会导致后面布置的密封圈迅速磨损。
本发明的任务是，克服节流环的这些公知的缺点。
这个任务是按权利要求1所述的特征来实现的。从属权利要求2至11涉及其他的有利结构型式。
本发明的节流装置包括一个节流环，在一个优选的结构形式中，该节流环由一个具有一个构成一个缝隙的接头的唯一的件组成。该节流环还具有弹性的性质。此外，该节流装置包括一个在轴向内直接布置在节流环旁的支承环，该支承环此外用来覆盖节流环的接头缝，所以在接头范围内的节流装置具有密封性。节流环不需要另外的元件例如夹紧节流环的软管状弹簧。节流环直接贴在被密封体例如活塞杆的滑动面上。带有弹性的和具有一个接头的节流环的节流装置之优点在于，节流环随动态的压力变化反应，并改变它的密封性能。本发明节流装置特别适用于抑制压力峰值，例如在无润滑运行的活塞式压缩机上产生的压力峰值。压力峰值在节流装置上引起一个增加的压差，从而把弹性节流环压到活塞杆的滑动面上，并提高密封性。所以压力峰值不可能传递到节流装置下面的一个密封圈上。本发明的节流环构成一个高度的不密封的环，该环在恒定压力部分作用下几乎不密封。但本发明的节流圈由于它的弹性性质在动态的压力部分作用下对活塞杆具有很高的形状配合能力，因此，节流环用于动态压力增加而紧贴在活塞杆上并增加密封性。此外，高的形状配合能力可使节流环在圆周方向内具有一个构成缝隙的接头。该接头的结构即使在节流环被动态压力压到活塞杆上时亦不闭合，从而达到一个尽可能有利的形状配合能力。本发明的节流装置具有这样的优点，即它只密封动态变化的压力部分，而且节流装置的反应能力可通过节流环的几何形状、弹性性能和其他的参数如材料选择而可在很大的范围内变化。所以这种节流装置类似于电工技术中熟知的分频器那样，高频的压力变化被密封，但不密封静态的或缓慢变化的压力部分。
下面结合几个实施例来详细说明本发明。
实施例的附图表示：
图1a表示一个支承环的俯视图；
图1b表示一个节流圈的俯视图；
图1c表示一个支承环的另一个实施例；
图1d表示沿图1b剖面线A-A剖开的节流环的横截面；
图1e表示节流环的一种偏心结构；
图1f表示节流装置的一个横截面和一个透视图；
图2表示装好状态下本发明节流装置的径向截面图；
图2a表示沿图2剖面线B  B剖开的视图；
图2b表示本发明节流装置的装好状态下的另一个径向截面图；
图3表示压力和时间的关系曲线。
本发明节流装置包括一个节流环2以及一个在轴向内紧贴着的支承环1。在图1a和图1f中示出的支承环1具有一个环形面1a、一个作为定位销2c导向用的槽1c和在面向活塞杆4的一面上设置的许多槽1b。槽1b分布在支承环1的整个宽度上。支承环1还具有一个在圆周方向内延伸的覆盖区1d，这个覆盖区位于节流环2的整个接头2d上方，以便密封活塞杆4轴向内或延伸方向内的接头2d。支承环1作成所谓连续的环，亦叫做不切断的环。这就是说，支承环没有接头，而是在圆周方向内没有中断。
图1b表示具有一个环形体2a的节流环2以及在径向内延伸的槽2b、一个圆柱形突起的定位销2c以及一个位于定位销2c对面的接头2d。节流环2具有弹性的、有弹力的性质。接头2d的宽度设计成能使节流环2完全包住活塞杆4，而又在接头2d内不发生环形体2a的相互接触。从而保证节流环2相对于活塞杆4具有有利的形状配合能力。假如在接头2d内两个相互对准的接头面2h相互接触，则会造成节流环2的一部分范围内不紧贴在活塞杆4上。
支承环1和节流环2可这样叠置在一起，即节流环2的凸出的定位销2c插入槽1c中，这样，支承环便位于相对于节流环2的一个确定的位置，而且保证了覆盖区1d位于接头2d上。
图1c表示带有环形面1a、槽1c和槽1b的支承环1的另一个实施例。图1d表示沿图1b剖面线A-A剖开的节流环2横截面的一个实施例。环形体2a可作成矩形，或象本实施例那样环形体2a面向活塞杆4的一面2i具有一个密封面2e，以及具有一个随着离活塞杆4的表面不断增加的距离而不断扩大的部分2g。环形体2a在轴向内具有一个高度H。
图1e表示一个节流环2，其宽度在定位销2c范围内的径向内最大，而且此宽度朝间隙2d不断减小。这种形状的节流环2具有这样的优点，即它可很均匀地包住活塞杆。被节流环2包围的活塞杆4相对于节流环2的外圆周线偏心延伸。接头2d或接头面2h在径向内和垂直于活塞杆4的表面延伸。这样一种所谓的直线接头特别适用于本发明的节流环2，因为两个接头面2h可相互无阻碍地移动，而且节流环2可不受接头2d任何阻碍便可紧贴到活塞杆4上。
图2表示一个设置在活塞式压缩机中的节流装置的径向截面。该节流装置设置了一个槽形圆环5，该圆环为通入气缸容积15的密封组件6的一部分。带有节流环2和支承环1的节流装置设置在空腔14中。
图2a表示沿剖面线B-B剖开的截面图，从图中可看出空腔14内的具有节流环2和支承环1的节流装置的布置，还可看到节流环2径向延伸的槽2b的走向。
图2b表示图2a节流装置的放大图。压力峰值引起的压力差作为一个径向内作用的力G1作用在节流环2上，这样该节流环用它的密封面2e压到活塞杆4上，从而使整个密封面2e增加压差。空腔14在轴向内通过支承环1密封，该支承环贴在槽形圆环5上并密封节流环2，所以压力峰值不传递到下面的密封件范围内。
图3表示从气缸容积15在节流装置上产生的压力曲线。该压力曲线具有一个大致为静态的压力PS，这个静态压力由具有一个压力增加ΔP和一个压力峰值Pe的动态压力峰值叠加而成，节流装置可密封具有压力增加ΔP的动态压力部分，所以在密封组件6下面的密封装置上几乎保持恒定的压力。
节流环2或支承环1适用的材料为塑料，例如聚四氟乙烯、改良的高温聚合物，如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)、聚苯撑硫(PPS)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰胺(PAI)或改良的环氧树脂。

Claims (14)

1.节流装置，包括一个具有一个接头(2d)以及一个紧贴在节流环(2)上用来覆盖接头(2d)的支承环(1)。
2.按权利要求1的节流装置，其特征是，支承环(1)具有一个扇形部分(1d)，该部分设计成和布置成能使接头(2d)在径向内完全被覆盖。
3.按权利要求1或2的节流装置，其特征是，节流环由一种具有弹性性质的塑料制成。
4.按权利要求1至3任一项的节流装置，其特征是，节流环(2)在径向内具有一个恒定的宽度。
5.按权利要求1至3任一项的节流装置，其特征是，节流环(2)径向宽度在接头缝(2d)对面为最大，并朝接头缝(2d)逐渐减小。
6.按权利要求1至5任一项的节流装置，其特征是，节流环(2)具有径向延伸的槽(2b)。
7.按权利要求1至6任一项的节流装置，其特征是，节流环(2)以及支承环(1)具有一个共同的连接件(1c，2c)，使这两个环(1，2)保持在一个相对固定的位置上。
8.按权利要求1至7任一项的节流装置，其特征是，支承环(1)作成一个连续的环。
9.按权利要求1至8任一项的节流装置，其特征是，支承环(1)包围一个内圆，且面向内圆的一侧上具有穿通槽(1b).
10.按权利要求1至7任一项的节流装置，其特征是，支承环(1)具有一个轴向高度(H)，而且面向支承环中心的面(2i)在高度(H)的(2e)部分呈圆柱形延伸，而其余部分(2g)则作成扩展形.
11.按权利要求1至10任一项的节流装置，其特征是，节流环(2)和/或支承环(1)用塑料制成，如聚四氟乙烯、改良的高温聚合物如聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑硫、聚酰胺，或改良的环氧树脂.
12.密封组件，具有权利要求1至11任一项的节流装置。
13.活塞式压缩机，具有权利要求1至11任一项的节流装置。
14.抑制或密封动态压力部分的方法，具有一个紧贴在被密封体(4)滑动面上的、按权利要求1至11任一项所述的节流装置，其特征是，通过一个压力峰值在弹性节流环(2)上产生一个径向延伸的、朝滑动面作用的力，所以节流环(2)的密封面(2e)朝滑动面施压，从压达到在轴向内提高节流装置的密封作用。
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