DE2720582C2

DE2720582C2 - High pressure piston compressor

Info

Publication number: DE2720582C2
Application number: DE19772720582
Authority: DE
Inventors: Igor' Sergeevi&ccaron; Danilov; Mark Isaakovi&ccaron; Frenkel'; Lev Aleksandrovi&ccaron; Leningrad Maksimov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-07
Filing date: 1977-05-07
Publication date: 1982-07-29
Also published as: DE2720582A1

Description

2020th

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruckkolbenverdichter mit mindestens zwei Hochdruckzylindern, in denen je ein Arbeitskolben axial verschiebbar untergebracht ist, der über eine Kolbenstange mit einem koaxial angeordneten Antriebskolben verbunden ist, welcher das Abtriebsglied eines hydraulischen Gestänges darstellt, dessen Bewegung von einem hin- und herbewegbaren, doppeltwirkenden Verdrängerkolben erzeugt wird, der die freien Stirnflächen der Antriebskolben beaufschlagt, während die an die kolbenstangenseitigen Ringflächen der Antriebskolben angrenzenden Räume miteinander verbunden sind. Ein solcher Hochdruckkolbenverdichter ist aus der DE-PS 4 87 067 bekannt.The present invention relates to a high pressure reciprocating compressor having at least two High-pressure cylinders, in each of which a working piston is housed in an axially displaceable manner, via a piston rod is connected to a coaxially arranged drive piston, which is the output member of a hydraulic Rod represents the movement of a reciprocating, double-acting displacement piston is generated, which acts on the free end faces of the drive piston, while the to the Piston rod-side annular surfaces of the drive piston adjacent spaces are connected to one another. A Such a high-pressure piston compressor is known from DE-PS 4,87,067.

Hochdruckkolbenverdichter dieser Art sind geeignet zur Erzeugung von Drücken bis über 100 MPa und werden z. B. in der Produktion von Polymeren, insbesondere Polyäthylen eingesetztHigh-pressure piston compressors of this type are suitable for generating pressures up to over 100 MPa and are z. B. used in the production of polymers, especially polyethylene

Bei der bekannten Ausbildung sind die Hochdruckzylinder unmittelbar am Verdichtergehäuse angeflanscht und in diesem sind wiederum unmittelbar die Zylinder der Antriebskolben ausgebohrt. Bei einer solchen Ausbildung ist die Erzielung einer genauen Koaxialität zwischen Antriebskolben und zugehörigem Arbeitskolben schwierig; andererseits ist dies jedoch angesichts der wirkenden Drücke und Flächenpressungen ein kritischer Punkt, auf den es entscheidend ankommt.In the known design, the high-pressure cylinders are flanged directly to the compressor housing and in this in turn the cylinders of the drive pistons are directly drilled out. With such a Training is the achievement of precise coaxiality between the drive piston and the associated working piston difficult; on the other hand, however, this is a given in view of the pressures and surface pressures acting critical point that is crucial.

Als Nachteil der bekannten Ausbildung muß demnach angesehen werden, daß es erheblichen Aufwand erfordert, eventuelle Schiefstellungen von Hochdruckzylinder zu Antriebskolbenzylinder oder Achsversetzungen auszugleichen. Zu diesem Zweck ist in jeder der Kolbenstangen zwischen den Antriebskolben und den Arbeitskolben eine durch eine Kugelende-Pfanne-Paarung gelenkig ausgebildete Kupplung vorgesehen, deren aufwendige Konstruktion im einzelnen aus der DE-PS 4 87 066 ersichtlich ist.A disadvantage of the known training must therefore be seen that it involves considerable effort requires any misalignment of the high-pressure cylinder to the drive piston cylinder or axis offsets balance. For this purpose there is in each of the piston rods between the drive piston and the Working piston made by a ball end-socket pairing articulated coupling provided, the complex construction in detail from the DE-PS 4 87 066 can be seen.

Trotz dieses erhöhten Konstruktionsaufwandes ist bei der Herstellung und einer nach eventuellen Reparatur- oder Wartungsarbeiten notwendigen Montage ein genaues Fluchten von Hochdruckzylinder mit Antriebskolbenzylinder anzustreben, was einen erheblichen Zeitaufwand erfordert und entsprechend lange Stillstandszeiten mit sich bringt. Wenn es nicht gelingt, eine genaue Koaxialität zu erreichen, wirkt sich dies ungünstig auf die Dichtigkeit und die Lebensdauer der Abdichtungen des Arbeitskolbens im Hochdruckzylinder und des Antriebskolbens in seinem Zylinder aus.Despite this increased construction effort is in the production and one after possible Repair or maintenance work necessary assembly with an exact alignment of high pressure cylinders Strive to drive piston cylinder, which requires a considerable amount of time and correspondingly long Brings downtime with it. If it is not possible to achieve exact coaxiality, this has an adverse effect unfavorable on the tightness and the service life of the seals of the working piston in the high pressure cylinder and the drive piston in its cylinder.

Ähnliches gilt für eine aus DE-PS 5 09 293 bekannte Ausbildung, bei der ebenfalls die Zylinder der Antriebskolben im Gehäuse -der Maschine selbst ausgeführt sind und die Hochdruckzylinder sogar unter Zwischenschaltung jeweils eines Gestells, also rmr mittelbar am Gehäuse befestigt sind. Bei einer solchen Ausbildung wird die Herstellung der genauen Koaxialität bei der Montage noch schwieriger.The same applies to a training known from DE-PS 5 09 293, in which the cylinder of the The drive piston is in the housing of the machine itself and the high pressure cylinder is even underneath Interposition of a frame, i.e. rmr are attached indirectly to the housing. With such a training, the establishment of the exact coaxiality even more difficult during assembly.

An sich ist aus der DE-AS 10 34 029 bekannt, eine Kolben-Zylinder-Einheit als Baueinheit auswechselbar zu gestalten, um hierdurch Vereinfachungen bei der Montage zu erreichen, indem die Anforderungen an die Montagegenauigkeit der Baueinheit insgesamt geringer sein können. Bei dieser bekannten Ausbildung handelt es sich jedoch nicht um einen Hochdruckkolbenverdichter der vorliegend betrachteten Gattung und gibt zur Weiterbildung eines solchen auch keine Anregung.It is known from DE-AS 10 34 029 that a piston-cylinder unit can be exchanged as a structural unit to design in order to achieve simplifications in the assembly by the requirements on the Assembly accuracy of the unit can be lower overall. In this known training acts However, it is not a high-pressure piston compressor of the type considered here and gives Further training of such a thing is also not a suggestion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung eines Hochdruckkolbenverdichters derart, daß die Montagezeiten an der Maschine bei Reparaturen verkürzt werden können und trotzdem eine präzise Ausrichtung zwischen Hochdruckzylinder und Antriebskolbenzylinder gewährleistet bleibt Hierdurch soll auch eine bessere Abdichtung von Arbeitskolben und Antriebskolben sowie eine verbesserte Lebensdauer erzielbar sein.The object of the present invention is to design a high pressure piston compressor such that the Assembly times on the machine for repairs can be shortened and still be precise Alignment between the high pressure cylinder and the drive piston cylinder remains guaranteed should also improve the sealing of the working piston and drive piston and improve the service life be achievable.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeder Hochdruckzylinder mit dem den zugehörigen Antriebskolbenzylinder enthaltenden Gehäuse eine abnehmbare Baueinheit bildet.Based on the training described at the outset, this object is achieved according to the invention proposed that each high-pressure cylinder with the associated drive piston cylinder containing Housing forms a removable unit.

Der Hauptvorteil einer solchen Ausbildung liegt darin, daß die Montage der Baueinheit aus Hochdruckzylinder-Gehäuse mit Antriebskolbenzylinder unabhängig von der Montage der Maschine insgesamt und außerhalb dieser Maschine geschehen kann. Dadurch wird die Zentrierung der Teile gegeneinander nicht nur einfacher, sondern durch die Möglichkeit der Verwendung entsprechender Hilfsvorrichtungen, ζ. Β. optischer, vor allem wesentlich genauer. Wenn die Teile einmal genau koaxial zueinander montiert und fest miteinander verbunden sind, brauchen sie nicht mehr voneinander gelöst zu werden und ihre präzise Koaxialität bleibt erhalten.The main advantage of such a training is that the assembly of the unit from high-pressure cylinder housing with drive piston cylinder independent of the assembly of the machine as a whole and can happen outside of this machine. This not only centers the parts against each other easier, but through the possibility of using appropriate auxiliary devices, ζ. Β. optical, above all, much more precisely. Once the parts are assembled exactly coaxially and firmly together are connected, they no longer need to be separated from one another and their precise coaxiality remains obtain.

Weiterhin kann die Einheit Hochdruckzylinder-Gehäuse mit Antriebskolbenzylinder als solche lagermäßig in Reserve gehalten werden. Zwar bedeutet es einen gewissen Aufwand, eine ganze Einheit aus Hochdruckzylinder und Gehäuse mit Antriebskolbenzylinder vorrätig zu halten, jedoch wird dies dadurch wettgemacht, daß es ja nur darum zu gehen braucht, zu jedem Hochdruckkolbenverdichter zwei solcher Einheiten vorrätig zu halten. Während die eine Einheit in Betrieb steht, kann die andere in Ruhe gewartet und überholt werden, ohne daß die Zeit drängt. Wird eine Auswechslung notwendig, so geschieht dies sehr schnell durch einfaches Lösen der Befestigungsmuttern, Abheben der alten Einheit und Aufsetzen der neuen Einheit, was schnell und ganz ohne aufwendige Zentrierarbeiten geschieht. Die hierfür benötigte Zeit und damit die Stillstandszeit des Verdichters ist minimal.Furthermore, the unit high-pressure cylinder housing with drive piston cylinder can be stored as such be kept in reserve. It is true that it takes a certain amount of effort to create a whole unit made up of high-pressure cylinders and housing with drive piston cylinder in stock, but this is offset by that the only thing that needs to be done is to have two such units for each high-pressure piston compressor to keep in stock. While one unit is in operation, the other can be serviced and overhauled in peace without time pressing. If a substitution is necessary, this happens very quickly by simply loosening the fastening nuts, lifting the old unit and putting on the new unit, which happens quickly and without any time-consuming centering work. The time required for this and thus the Compressor downtime is minimal.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is explained below through the description of an exemplary embodiment with reference to the drawings further explained. It shows

Fig. 1 schematisch den Längsschnitt durch einen Hochdruckkolbenverdichter;1 schematically shows the longitudinal section through a high-pressure piston compressor;

Fig.2 den Längsschnitt durch eine Baueinheit aus Hochdruckzylinder und Gehäuse mit Antriebskolbenzylinder in vergrößertem Maßstab.2 shows the longitudinal section through a structural unit High pressure cylinder and housing with drive piston cylinder on an enlarged scale.

Der Hochdnickkolbenverdichter besitzt ein Gehäuse i einer Verdrängerpumpe, in dessen Innenraum ein Verdrängerkolben 2 auf einer Kolbenstange 3 hin- und herbeweglich angeordnet ist Die Kolbenstange 3 ist mit dem Kreuzkopf 4 eiries Kurbelgetriebes verbunden, das aus einer Pleuelstange 5 und einer Kurbelwelle 6 besteht, die von einem nicht gezeigten Motor angetrieben wird.The high-thickness piston compressor has a housing i a positive displacement pump, in the interior of which a displacement piston 2 reciprocates on a piston rod 3 The piston rod 3 is connected to the cross head 4 of a crank mechanism which consists of a connecting rod 5 and a crankshaft 6 driven by an engine, not shown is driven.

Zu beiden Seiten des Verdrängerkolbens 2 sind im Gehäuse 1 der Verdrängerpumpe miteinander in Verbindung stehende Hohlräume 7 ausgerührt, in deren jeden ein Gehäuse S einer hydraulischen Bewegungsübertragung ragt, die ihrerseits aus einem am Gehäuse 8 befestigten Zylinder 11 mit in ihm beweglichen Antriebskolben 13 besteht. Die hydraulische Bewegungsübertragung vom Verdrängerkolben 2 auf die Antriebskolben 13 ist als hydraulisches Gestänge anzusehen.On both sides of the displacement piston 2 are in the housing 1 of the displacement pump with each other Connected cavities 7 carried out, in their each a housing S of a hydraulic movement transmission protrudes, which in turn from a housing 8 attached cylinder 11 with movable drive piston 13 in it. The hydraulic transmission of motion from the displacement piston 2 to the drive piston 13 is to be regarded as a hydraulic linkage.

Achsgleich zum Gehäuse 8 ist mittels Schrauben 9 ein Hochdruckzylinder 10 befestigt. Im Gehäuse 8 des hydraulischen Gestänges ist außer dem Zylinder 11 eine Führungshülse 12 angeordnet, in welcher eine Kolbenstange 14 gleitet, die den Antriebskolben 13 mit einem Arbeitskolben 15 im Hochdruckzylinder 10 verbindet.A high-pressure cylinder 10 is fastened coaxially to the housing 8 by means of screws 9. In the housing 8 of the Hydraulic linkage, a guide sleeve 12 is arranged in addition to the cylinder 11, in which a piston rod 14 slides, which connects the drive piston 13 to a working piston 15 in the high-pressure cylinder 10.

Der Hochdruckzylinder 10 ist zusammen mit dem Gehäuse 8 des hydraulischen Gestänges am Gehäuse 1 der Maschine mittels Stiftschrauben 16 und Muttern 17 befestigt.The high-pressure cylinder 10 is on the housing 1 together with the housing 8 of the hydraulic linkage attached to the machine by means of studs 16 and nuts 17.

Auf der Oberfläche des Antriebskolbenzylinders 11 ist eine Ringnut vorhanden, in der ein Dichtungselement 18 untergebracht ist, das die Hohlräume 7 von Druckräumen der Verdrängerpumpe trennt. Auf der Oberfläche des Gehäuses 8 des hydraulischen Gestänges ist eine Ringnut eingearbeitet, in der ein Dichtungselement 19 angeordnet ist, das den Hohlraum 7 von der Atmosphäre trennt. Die Dichtungselemente 18 und 19 lassen geringe radiale Verschiebungen der jeweils zusammengepaßten Teile zu.On the surface of the drive piston cylinder 11 there is an annular groove in which a sealing element 18 is accommodated, which the cavities 7 of Separates pressure chambers of the displacement pump. On the surface of the housing 8 of the hydraulic linkage an annular groove is incorporated in which a sealing element 19 is arranged, which the cavity 7 separates from the atmosphere. The sealing elements 18 and 19 leave small radial displacements of the matched parts.

Im Antriebskolbenzylinder 11 ist ein Ring 20 angeordnet, der als Anschlag für den Antriebskolben 13 dient und dessen eventuelles Herausfallen bei der Demontage des Hochdruckzylinders 10 verhindert. Die Räume zwischen den Antriebskolben 13 und dem Verdrängerkolben 2 sind mit hydraulischem Arbeitsmedium gefüllt, welches das eigentliche bewegungsübertragende Element des hydraulischen Gestänges darstellt Dabei bildet jeder Hochdruc.k/ylinder 10 mit dem Arbeitskolben 15 und das Gehäuse 8 des hydraulischen Gestänges mit der Kolbenstange 13 eine leicht abnehmbare selbständige Einheit.A ring 20 is arranged in the drive piston cylinder 11 and acts as a stop for the drive piston 13 serves and prevents it from falling out when the high-pressure cylinder 10 is dismantled. the Spaces between the drive piston 13 and the displacement piston 2 are filled with hydraulic working medium filled, which represents the actual movement-transmitting element of the hydraulic linkage Each Hochdruc.k / ylinder 10 forms with the Working piston 15 and the housing 8 of the hydraulic linkage with the piston rod 13 a slightly detachable independent unit.

Der Arbeitskolben 15 des Hochdruckzylinders und der Antriebskolben 13 des hydraulischen Gestänges lassen sich aus dieser Einheit mühelos herausnehmen. Die Zentrierung des Hochdruckzylinders 10 mit demThe working piston 15 of the high pressure cylinder and the drive piston 13 of the hydraulic linkage can be easily removed from this unit. The centering of the high pressure cylinder 10 with the

ι ο Antriebskolbenzylinder 11 des hydraulischen Gestänges und der Führungshülse 12 der Kolbenstange erfolgt ohne den Arbeitskolben 15 des Hochdruckzylinders 10 und den Antriebskolben 13. Dies läßt die Anwendung besonderer, z. B. optischer Vorrichtungen für die Zentrierung zu. Da die Zentrierung leicht durchführbar ist ist keine außerordentliche exakte Herstellung der einander berührenden Oberflächen des Hochdruckzylinders 10 und des Gehäuses 8 erforderlich. Da alle Elemente einer einheitlichen Einheit angehören, ist bei der Anordnung dieser Einheit lediglich die Befestigung derselben am Maschinengehäuse 1 erforderlich. Darum wird der Hochdruckzylinder 10 bei einer notwendig werdenden Auswechslung desselben mit dem Gehäuse 8 des hydraulischen Gestänges zusammen abgenommen und gegen eine Ersatzeinheit ausgewechselt.ι ο drive piston cylinder 11 of the hydraulic linkage and the guide sleeve 12 of the piston rod takes place without the working piston 15 of the high-pressure cylinder 10 and the drive piston 13. This allows the use of special, e.g. B. optical devices for the Centering too. Since the centering is easy to carry out, the production is not extremely precise contacting surfaces of the high pressure cylinder 10 and the housing 8 required. Since all Belonging elements of a uniform unit, is only the attachment in the arrangement of this unit the same on the machine housing 1 is required. Therefore, the high pressure cylinder 10 becomes necessary in one the replacement of the same with the housing 8 of the hydraulic linkage removed together and exchanged for a replacement unit.

Der Betrieb des beschriebenen Hochdruckkolbenverdichters verläuft folgenderweise:The operation of the high-pressure piston compressor described proceeds as follows:

Die Drehbewegung des Antriebsmotors versetzt über die Kurbelwelle 6 und die Pleuelstange 5 den Kreuzkopf 4 in eine hin- und hergehende Bewegung, der der Verdrängerkolben 2 folgt Dieser wiederum schiebt die Säule des hydraulischen Arbeitsmediums hin und her, so daß abwechselnd die Antriebskolben 13 beaufschlagt werden und ebenfalls in eine entsprechende hin- und hergehende Bewegung versetzt werden. Die diese Bewegung mitmachenden Arbeitskolben 15 des Hochdruckzylindery 10 bewirken das Ansaugen, Komprimieren und Ausschieben des zu verdichtenden Fördermediums. The rotary movement of the drive motor displaces the cross head via the crankshaft 6 and the connecting rod 5 4 in a reciprocating movement, which the displacement piston 2 follows. This in turn pushes the Column of the hydraulic working medium back and forth, so that the drive piston 13 is acted upon alternately and are also set in a corresponding reciprocating motion. The this Movement engaging working piston 15 of the high pressure cylinder 10 cause suction, compression and pushing out the pumped medium to be compressed.

Die Demontage des Hochdruckzylinders 10 erfolgt auf die folgende Weise. Die Mutter 17 wird abgenommen, und der Hochdruckzylinder 10 wird zusammen mit dem Gehäuse 8 des hydraulischen Gestänges aus dem Innenraum des Gehäuses 1 der Maschine herausgenommen. Dies kann in der Praxis bei einem Großverdichter in der Polyäthylenproduktion innerhalb einer Stunde geschehen.The dismantling of the high pressure cylinder 10 is carried out in the following way. The nut 17 is removed, and the high pressure cylinder 10 is together with the housing 8 of the hydraulic linkage from the Removed interior of the housing 1 of the machine. In practice, this can be done with a large compressor in polyethylene production happen within an hour.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1
Claim:

High-pressure piston compressor with at least two high-pressure cylinders, each with a working piston Is housed axially displaceably, which is arranged via a piston rod with a coaxially Drive piston is connected, which represents the output member of a hydraulic linkage, the Movement is generated by a reciprocating, double-acting displacement piston, which acts on the free end faces of the drive piston, while the one on the piston rod side Annular surfaces of the drive piston adjoining spaces are connected to one another, thereby characterized in that each high-pressure cylinder (10) with the associated drive piston cylinder (11) containing housing (8) forms a removable structural unit