CN1417470A - 用于往复式压缩机活塞杆的刮除装置 - Google Patents
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Abstract
一种往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其包括至少一个刮环(12，12′)和容纳所述刮环(12)并中心定位于所述活塞杆(11)上的盒子(13)，至少一个刮环(12，12′)上设有至少一个面对所述活塞杆(11)表面的唇部(27，28)，其中所述刮环(12)通过对可变形的塑料材料进行机械加工进行制造，且所述容纳盒(13)具有径向间隙(34)地容纳在支承元件(14)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于往复式压缩机活塞杆的刮除装置。
背景技术
常规的往复式压缩机包括一个或多个气缸，在这些气缸中装有往复滑动的活塞。
只要涉及到活塞的往复运动的运动学控制机构，就要以举例方式提到运动学机构，该机构包括连杆和曲柄或者连杆、曲柄以及十字头。
所提出的第二种传递往复运动的形式用于一些机器中，这些机器不是直接将活塞杆的足部和活塞相连，而是需要插入杆件或活塞杆。
不过，该杆不是设计用来承受横向力，而是通过所谓的十字头而沿其径直运动被引导，该十字头迫使该活塞杆和连接杆的足部之间的连接部的中心沿着气缸的轴线运动。
该十字头包括一个带有连接销的本体，该销与活塞杆铰接，并与承辊铰接，其中该销的轴线垂直于该活塞杆和承辊的轴线，即该销相对于杆和承辊成交叉状态。
在这种压缩机中，装配在十字头和活塞之间的活塞杆因此而位于将旋转运动转变成直线运动的曲柄机构的单元(即，主轴，连杆，轴承等)和压缩腔之间中间位置，该压缩腔由气缸和活塞形成。
往复式压缩机的外部结构或壳体具有曲柄腔和压缩腔分隔开的罩，该活塞杆穿过该罩，并且该壳体上设有多个自身安装在活塞杆上的刮环。
通常的组装结构包括采用第一粗刮环和多个精刮环，这些精刮环相对于润滑区位于粗刮环的下游。
容纳在往复式压缩机的分隔罩中的刮环的功能是防止曲柄机构(主轴，连杆，轴承等)中的润滑油从壳体逸到气缸中，因为，润滑油会受到活塞杆的抽动。
效率不高的刮环会导致润滑油连续损失，并因此造成曲柄机构中的润滑油逐步抽空，潜在的结果是对压缩机造成非常严重的损害。
目前通常采用一连串的铜或塑料刮环来解决这种问题，该刮环上设有刮油唇部，以便保持活塞杆表面上有油膜。
这些刮环做成三片式或四片式，其倾斜于接触表面，并通过外径上的弹簧固定在一起。这种设计方案能够替代如API618标准所要求的那样装配的带有活塞杆的刮环，该刮环有助于往复运动的压缩机。
例如，通常的组装结构包括采用金属粗刮环，该金属粗刮环起初始刮油作用，并容纳在间隔元件的内径表面内设置的相应的座内，该元件构成将往复式压缩机的曲柄机构和压缩腔分隔开的罩。
精刮环插入在该间隔元件中设置的第二座内，即紧接着容纳有粗刮环的座的下游。
不过，传统的金属刮环已经证明在活塞杆的尺寸为中等或较大的情况下其效率较低，例如直径大于75mm。
实际上，当直径增加时，由于机械加工存在不可避免的不精确性而导致的刮环存在形状缺陷的可能性也随之增加。
采用做成多件式的刮环在活塞杆具有较大直径的情况下比较常用，这又导致显著地增加存在形状缺陷的危险，由此产生漏油。
所述的常规刮环还有一个缺陷在于，刮环其自身要承担刮油功能和活塞杆中心定位功能。活塞杆的运动会导致沿径向方向的机械应力，刮环暴露在该应力下，这会有助于刮环的快速磨损，结果使得刮油功能变差并因此导致有害的漏油危险。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种往复式压缩机活塞杆的刮除装置，该装置能消除上述缺陷。
本发明的另一个目的是为了提供一种往复式压缩机活塞杆的刮除装置，该装置采用不同的结构元件来实施刮油功能和在活塞杆上的中心定位功能。
本发明还有一个目的是为了提供一种往复式压缩机活塞杆的刮除装置，该装置能够节省维修成本，并且降低机器故障时间，因为其特征在于刮环易于替换。
本发明的另一个目的是为了提供一种往复式压缩机活塞杆的刮除装置，该装置相对于现有类型的装置而言磨损较低，因此也能够明显地降低备件成本和维修介入次数。
本发明的另一个目的是为了提供一种往复式压缩机活塞杆的刮除装置，该装置尤其简单实用，且成本低廉。
本发明的这些目的通过采用权利要求1中所述的用于往复式压缩机活塞杆的刮油装置而实现。
而且还在从属权利要求中对特征进行了进一步描述。
附图说明
本发明的往复式压缩机的活塞杆的刮除装置的特征和优点根据下面通过结合示意性附图的非限制性实施例所给出的说明将会变得更为清楚。这些附图为：
图1所示的是往复式压缩机活塞杆的刮除装置的刮环的第一实施例的主视图，该刮除装置是是本发明的主题；
图2是图1的线II-II所作的剖视图；
图3所示的是根据第二实施例的往复式压缩机活塞杆的刮除装置的两件式刮环的一半的侧视图；
图4所示的是形成往复式压缩机活塞杆的刮除装置的部分的沿着通过活塞杆的中心轴线的平面所作的断面侧视图，该刮除装置是是本发明的主题；以及
图5所示的是本发明的位于往复压缩机活塞杆上的刮除装置的组装结构的一个实例的示意性剖视图。
具体实施方式
这些附图所示的刮除装置整体采用10表示，该刮除装置装配在往复压缩机活塞杆11上。作为本发明的主题的刮除装置10包括刮环12和盒子13，该盒子内装有刮环12并将刮环中心定位于活塞杆11上。
刮除装置10示于图5中，装配在位于支承元件14的内径上的相应的座和通过拉杆15夹紧在一起的横向容纳元件16中。这些支承元件14和容纳元件16构成将曲柄机构和压缩腔分开的罩，两者都没有示于该图中，该图示意性地表示出一种可能的组装结构。
面对压缩腔的一侧是刮除装置的下游，在该处不再有任何润滑油，并且还设有密封装置17。该密封装置17包括相应的密封件，该密封件将不再进行详细的描述，因为本领域普通技术人员都知道。
通过图5中的实例，在紧接于刮除装置10的下游处，有一套三个常规类型的金属精刮环18，这些精刮环已经在现有技术中采用，因此不再进一步进行描述。
在本发明主题的另一种刮除装置10的组装结构中，其没有在图中示出，可以去掉这种一套三个的精刮环18，采用这种方式使得将曲柄机构和压缩腔分开的罩的轴向尺寸有利地降低。
作为发明主题的刮除装置10的刮环12可以通过对塑料材料进行机械加工获得，该塑料材料具有与可变形的橡胶类似的特性并具有较好的耐磨性。
仅仅通过举例的方式提出Viton(氟橡胶，由Du Pont Dow注册的商标)，但是也可以利用另一种弹性体材料，该材料具有相似的优良的耐热性和对侵蚀性化学试剂的耐受性。
在刮环12中可以确定环形表面19以及环形表面21，该表面19基本上垂直于活塞杆20的中心轴线，且主动地排空润滑油，环形表面21平行于前一环形表面，其功能是支承罩的支承元件14。
在主动表面19中，设有环形槽22，该环形槽在当刮环容纳在容纳盒13中时与盒子自身一起构成收集润滑油的容器23。
在具有基本上圆柱形母线的刮环12的外表面24上具有外唇部25，该外唇部25稍微凸出于自身的表面24，这能够使得刮环12在使用状态下较好地与容纳盒13配合。
在与活塞杆11接触的在刮环12的内表面26上具有第一唇部27和第二唇部28，该第一唇部通过在面对主动表面19的边缘上进行机械加工而形成，该第二唇部也是通过机械加工而形成。
两个唇部27和28在活塞杆11上连续地相互作用，两者都具有刮掉位于活塞杆自身表面上的油膜的功能。
刮环12都是采用其非限制性的实施例进行描述，但是还可以想象到刮环的没有示出的其他实施例。例如在与活塞杆接触的表面上所具有的唇部的数目可以不同。实际上，在压缩机工作过程中，较多的或较少的唇部可根据使用的状态将活塞杆的表面上的润滑油较为有效地清除掉。
形成本发明的刮除装置10的一部分的容纳盒13制成单独部件，并具有环形表面，其横断面为“L”形，如图4和5中所示的那样，该图显示出刮除装置10处于装配在活塞杆上的结构。
容纳盒13装配在位于支承元件14和横向容纳元件16中的座中，并具有径向间隙34，支承元件14和横向容纳元件16通过拉杆15的作用连接在一起。
盒子13包括环形侧壁29和具有圆柱形母线的周壁30该环形侧壁在活塞杆上进行中心定位。该周壁30在内侧上具有止动表面31，该刮环12容纳置靠在该止动表面上，从而相对于面向盒子13的槽22定位，以便形成累积过量润滑油的容器23。
在带有圆柱形母线的周壁30中，还设置有一些用于使润滑油从容器23中排向漏槽33中的孔32，该漏槽33按照现有方式设置在支承元件14或横向容纳元件16中。
如图1和2所示的是第一实施例的刮环1，其上设有单个径向切口，以便装配到活塞杆上，并因此由单独部件构成。
另一方面，图3所示的是刮环12′的半侧视图，其按照另一实施例制成两个不同的对称部件。
所提出的两个实施例不需要将活塞杆从十字头上拆下就能够进行装配和/或替换，如压缩机的API618标准配装过程所要求的那样。
所述的刮环12和12′在容纳盒13内略微地压接装配，从而确保在活塞杆11的表面上具有最佳的压力。
这种装配方法可以根据刮环12自身的弹性或由于存在外唇部25而得以实施，该外唇部凸出于该刮环12的外表面24。实际上，唇部25使得该刮环自身更具有弹性，以便在使用状态下更好地装配在容纳盒13中。
容纳盒13装配在活塞杆11上，这种装配在位于支承元件14和横向容纳元件16中的相应的座内进行，并且如前所述，进行这种装配后具有径向间隙34。
这种因素使得刮除装置10在往复式压缩机的工作过程中跟随活塞杆11的径向运动而自由浮动，并因此降低承受的机械应力。
插入容纳盒13中并因此不随着活塞杆11的运动而运动的刮环12受到的应力明显地小于传统装配方案中的应力。
在使用状态下，刮环12将会遭受不可避免的磨损现象，不过这种磨损不会由于这种应力造成的局部损坏现象而加速，并不会因此使得刮环变形。
在往复式压缩机的活塞杆进行轴向往复运动的的过程中，位于容纳盒13内并因此随着活塞杆11的任何径向运动的刮环12通过将润滑油刮离活塞杆11的表面而保持曲柄结构的润滑油。在这种类型的结构中，润滑油通过位于支承元件14或横向容纳元件16中的漏槽33而重复循环传送。
本发明主题的往复式压缩机活塞杆的刮除装置10的优点在于采用具有橡胶特性的并非常适于生产刮环的塑料材料。
该刮环12和12′可以变形，并且实际上很少发生可能的形状缺陷，并因此特别的，但不是排他性的，适于装配到直径较大的活塞杆上，例如直径为75mm。
除了提供独立元件以实施中心定位功能和刮油功能外，该装置能够显著地降低各个元件的恶化速度。实际上，实施中心定位并因此由于活塞杆的径向运动而受到机械应力的容纳盒不会成为受到磨损的部件，而是优选为直接位于润滑区域。
而且，类似橡胶的具有刮油功能的刮环不会受到机械应力，因为其不会随着活塞杆的径向运动而运动。
本发明的往复式压缩机的活塞杆的刮除装置在刮油效率方面能够增加，是三件式或四件式传统金属刮环的效率的5-10倍，该效率以曲柄结构中损失的润滑油来进行评估。
此外，采用本发明主题的往复式压缩机活塞杆的刮除装置，此在使用时能够获得非常小的缺陷分布方差，并因此使得在使用中的刮油化的特性的分布方差非常小。
采用本发明的往复式压缩机活塞杆的刮除装置的另一个重要的优点在于，通过仅仅采用刮除装置和消除一套的精刮环就能够显著地减小密封装置的轴向尺寸。
此外，采用本发明的往复式压缩机活塞杆的刮除装置尤其能在不将活塞杆从十字头上拆下来的情况下对该装置进行替换。这就导致其在节省维修成本方面的显著优点并缩短机器故障时间。
此外，还降低涉及备件方面的成本，这是因为本发明的往复式压缩机活塞杆的刮除装置的磨损相对于普通金属刮环中所受到的磨损显著降低。
这种结构的往复式压缩机活塞杆的刮除装置可以进行多种改变和变化，所有这些改变和变化都落在本发明的范围之内，此外，所有细节结构都可以采用技术上等同的元件来替代。实践中，可以根据技术需要来采用任何材料和尺寸。
Claims (11)
1.一种用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，其包括至少一个刮环(12，12′)和容纳所述刮环(12)并用于在所述活塞杆(11)上中心定位的盒子(13)，所述至少一个刮环(12，12′)设有至少一个面对所述活塞杆(11)的表面的唇部(27，28)，其中所述刮环(12)通过可变形的塑料材料的机械加工过程制成，并且所述容纳盒(13)带有径向间隙(34)地容纳于支承元件(14)中。
2.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述刮环(12，12′)包括与活塞杆的中心轴线成直角的环形表面(19)，该表面主动地排空润滑油，其中在所述表面中设有环形槽(22)，该槽与所述容纳盒(13)结合以形成集油容器(23)。
3.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述至少一个刮环(12，12′)包括面对一边缘的第一唇部(27)和设置在所述刮环(12)的内表面(26)上的第二唇部(28)。
4.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述刮环(12，12′)具有相对于所述刮环(12，12′)的带有大致圆柱形母线的外表面凸出的外唇部(25)。
5.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述容纳且中心定位盒(13)包括活塞杆(11)上的环形中心定位壁(29)和带有圆柱形母线的周壁(30)。
6.根据权利要求5所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述周壁(30)上设有多个排出润滑油的孔(32)。
7.根据权利要求5所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述周壁(30)在其内侧具有用于定位所述刮环(12，12′)的止动表面(31)。
8.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述可变形的塑料材料是一种耐热的且耐化学侵蚀剂的弹性体材料。
9.根据权利要求8所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述耐热的且耐化学侵蚀剂的弹性体材料为Viton。
10.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述刮环(12，12′)制成单个部件，其设有单个径向切口。
11.根据权利要求1所述的用于往复式压缩机活塞杆(11)的刮除装置(10)，其特征在于，所述刮环(12，12′)制成两个部件。
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