ES2836300T3 - Aro de émbolo para un compresor de émbolo, así como compresor de émbolo - Google Patents

Abstract

Aro de émbolo que comprende un anillo (5) de base sin fin, así como un anillo obturador (3), en donde el anillo (5) de base presenta un lado frontal (5a) de anillo de base orientado radialmente hacia fuera y en donde el anillo obturador (3) presenta un lado frontal (3e) de obturación, que está orientado radialmente hacia fuera, y un lado interior (3f) de anillo obturador, que está orientado radialmente hacia dentro y que se extiende en forma de círculo, en donde el anillo (5) de base sin fin y el anillo obturador (3) están dispuestos uno tras otro en una dirección longitudinal (L) que se extiende perpendicularmente a la dirección periférica (U), caracterizado por que el anillo obturador (3) presenta tres cortes tangenciales (3d) que se extienden tangencialmente con respecto al lado interior (3f) de anillo obturador, de manera que el anillo obturador (3) comprende tres segmentos (3a, 3b, 3c) de anillo obturador dispuestos uno tras otro en una dirección periférica (U) y separados por el corte tangencial (3d), por que en la dirección longitudinal (L) está dispuesto a continuación del anillo obturador (3) un anillo (2) de cubrimiento, por que el anillo (2) de cubrimiento presenta un lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia fuera y un lado interior (2d) de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia dentro, por que el anillo (2) de cubrimiento presenta, en el lado que mira en dirección opuesta al anillo obturador (3), al menos un canal (2a) de retorno de corriente de extensión radial, que se extiende en dirección radial a lo largo de toda la anchura del anillo (2) de cubrimiento, por que el lado frontal (3e) de obturación sobresale del lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento y del lado frontal (5a) de anillo de base en dirección radial y por que el anillo (5) de base y el anillo (2) de cubrimiento presentan una resistencia a la tracción mayor que el anillo obturador (3).

Description

DESCRIPCIÓN

Aro de émbolo para un compresor de émbolo, así como compresor de émbolo

La invención se refiere a un aro de émbolo para un compresor de émbolo según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere además a un compresor de émbolo.

Estado de la técnica

Los compresores de émbolo que comprenden un cilindro, así como un émbolo que puede moverse linealmente dentro del mismo, ya son conocidos. En una posible configuración, está dispuesto en el émbolo un aro de émbolo, deslizándose el aro de émbolo a lo largo de la pared del cilindro, de manera que el aro de émbolo obtura la cámara de compresión delimitada por el cilindro y el émbolo móvil. La publicación WO 98/55783A1 divulga un compresor de émbolo seco con un aro de émbolo que está dispuesto en el émbolo y que roza en la pared del cilindro. Este compresor de émbolo seco es bastante adecuado, por ejemplo, para comprimir hidrógeno a una presión final de hasta 200 bares. Sin embargo, existe una necesidad creciente de comprimir fluidos a presiones finales aún mayores. Sin embargo, el aro de émbolo conocido es adecuado sólo con reservas para el empleo en caso de grandes diferencias de presión, dado que éste presenta un flujo en frío pronunciado bajo carga, lo que tiene como consecuencia un desgaste rápido del aro de émbolo. Así pues, el aro de émbolo conocido es adecuado sólo con reservas para compresores con una alta presión final de más de 200 bares.

Descripción de la invención

El objetivo de la invención es configurar un aro de émbolo, así como un compresor de émbolo, que presente características de funcionamiento más ventajosas.

Este objetivo se logra con un aro de émbolo que presenta las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes 2 a 8 se refieren a configuraciones ventajosas adicionales de la invención. El objetivo se logra además con un compresor de émbolo que presenta las características de la reivindicación 9. Las reivindicaciones dependientes 10 a 12 se refieren a configuraciones ventajosas adicionales. El objetivo se logra además con una utilización del aro de émbolo según la invención en un compresor de émbolo para comprimir un fluido a una presión de más de 500 bares.

El objetivo se logra en particular con un aro de émbolo que comprende un anillo de base sin fin, así como un anillo obturador, en donde el anillo de base presenta un lado frontal de anillo de base orientado radialmente hacia fuera y en donde el anillo obturador presenta un lado frontal de obturación, que está orientado radialmente hacia fuera, y un lado interior de anillo obturador, que está orientado radialmente hacia dentro y que se extiende en forma de círculo, en donde el anillo obturador presenta tres cortes tangenciales que se extienden tangencialmente con respecto al lado interior de anillo obturador, de manera que el anillo obturador comprende tres segmentos de anillo obturador dispuestos uno tras otro en la dirección periférica y separados por el corte tangencial, en donde el anillo de base sin fin y el anillo obturador están dispuestos uno tras otro en una dirección longitudinal que se extiende perpendicularmente a la dirección periférica, en donde en la dirección longitudinal está dispuesto a continuación del anillo obturador un anillo de cubrimiento, en donde el anillo de cubrimiento presenta un lado exterior de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia fuera y un lado interior de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia dentro, en donde el anillo de cubrimiento presenta, en el lado que mira en dirección opuesta al anillo obturador, al menos un canal de retorno de corriente de extensión radial, que se extiende en dirección radial a lo largo de toda la anchura del anillo de cubrimiento, en donde el lado frontal de obturación sobresale del lado exterior de anillo de cubrimiento y del lado frontal de anillo de base en dirección radial y en donde el anillo de base y el anillo de cubrimiento presentan una resistencia a la tracción mayor que el anillo obturador.

En una configuración preferida, la resistencia a la tracción del anillo de base y del anillo de cubrimiento es al menos 1,5 veces mayor que la resistencia a la tracción del anillo obturador.

El aro de émbolo según la invención está configurado como un, así llamado, aro de émbolo en sándwich y comprende un anillo obturador y unos anillos de apoyo dispuestos a ambos lados en dirección axial, concretamente el anillo de base y el anillo de cubrimiento, que están en contacto con el anillo obturador, estando los anillos de apoyo configurados preferiblemente en forma de placa. El anillo obturador se compone, en comparación con el anillo de base y el anillo de cubrimiento, de un material más blando con, preferiblemente, una buena adaptabilidad de forma, en particular una buena adaptabilidad de forma en dirección radial. Así pues, en comparación con el anillo de base y el anillo de cubrimiento, el anillo obturador presenta una resistencia a la tracción más baja. El aro de émbolo comprende en dirección axial, en un lado, el anillo de base y, en el otro lado, el anillo de cubrimiento, formando el anillo de base y el anillo de cubrimiento los dos anillos de apoyo, de manera que el anillo obturador está en contacto por cada lado con, en cada caso, uno de los anillos mencionados y sujetado por éstos. El anillo de base y preferiblemente también el anillo de cubrimiento están configurados sin fin y se componen de un material relativamente firme, es decir, de un material con una resistencia a la tracción mayor que el anillo obturador. El anillo obturador de un material relativamente blando o de un material con menor resistencia a la tracción está sujetado bien y de un modo seguro entre el anillo de base y el anillo de cubrimiento y presenta en dirección radial una buena adaptabilidad de forma, de manera que está en contacto con la pared interior del émbolo produciendo una buena obturación y de este modo impide o reduce la eventual aparición de fugas.

En el aro de émbolo según la invención, el anillo obturador está configurado como un elemento obturador por fricción, porque el anillo obturador se desliza a lo largo de la pared interior del cilindro, pudiendo el aro de émbolo hacerse funcionar en seco o lubricado. El aro de émbolo según la invención es adecuado preferiblemente en combinación con compresores de émbolo cuya cámara de compresión presente una gran carga por compresión de, preferiblemente, más de 500 bares y/o una gran carga por temperatura.

Con especial preferencia, el anillo obturador presenta en dirección axial una altura de construcción pequeña, preferiblemente una altura de construcción en un intervalo de 1 a 6 mm. El aro de émbolo según la invención se monta en el compresor de émbolo de tal manera que tanto el anillo de base como el anillo de cubrimiento presenten, al menos en estado frío, una pequeña hendidura entre el lado orientado radialmente hacia fuera y el lado interior del cilindro, por ejemplo, una hendidura entre unas pocas décimas de milímetro y unas pocas centésimas de milímetro. En cambio, el anillo obturador sobresale del anillo de base y del anillo de cubrimiento en dirección radial y está en contacto con el lado interior del cilindro. En una configuración ventajosa, el anillo de base y el anillo de cubrimiento no entran en contacto con el lado interior del cilindro durante el funcionamiento y, por lo tanto, no constituyen anillos de fricción. En esta configuración, ni el anillo de base ni el anillo de cubrimiento han de presentar propiedades de marcha en seco.

A diferencia del anillo de base, que está dispuesto en el lado que mira en dirección opuesta a la cámara de compresión, el anillo de cubrimiento presenta además, en el lado que mira hacia la cámara de compresión, al menos una ranura de retorno de corriente, que posibilita la reducción de presión en la cámara de compresión durante la expansión de retorno. El anillo de base y el anillo de cubrimiento, que están dispuestos a ambos lados del anillo obturador, impiden por lo tanto a ambos lados del anillo obturador que éste resulte destruido por las fuerzas de compresión de efecto dinámico que actúan en los dos sentidos de la dirección de movimiento del émbolo. La expansión de retorno se realiza como se describe a continuación. Debido a las fugas entre los distintos elementos obturadores de un sistema de obturación, se producen, durante la carga con una evolución de la presión variable en el tiempo, también diferencias de presión en dirección a la cámara de compresión. Así, durante la fase de compresión, la presión en las cámaras de elemento obturador situadas inmediatamente a continuación de la cámara de compresión aumenta a valores por encima del nivel de la presión de aspiración y puede -dependiendo del estado de desgaste de los elementos obturadores- alcanzar casi la presión final de compresión. Si entonces disminuye la presión en el cilindro durante la fase de expansión de nuevo en dirección a la presión de aspiración, se produce una descarga de presión de vuelta a la cámara de compresión, es decir, la dirección de carga de los elementos obturadores cerca de la cámara de compresión se invierte.

Así pues, el aro de émbolo según la invención presenta la ventaja de que el anillo obturador cortado mediante cortes tangenciales está por una parte protegido por el anillo de base durante el proceso de compresión y soportado por el anillo de cubrimiento durante el proceso de expansión, de manera que el anillo obturador cortado está protegido tanto durante el proceso de compresión como en particular también durante el proceso de expansión contra la actuación de fuerzas intensas y por lo tanto contra daños.

Mediante la realización a modo de sándwich según la invención del aro de émbolo es posible configurar el anillo obturador de un material plástico que en sí no sería adecuado en una forma de realización “autoportante”, es decir, sin anillos de apoyo, para obturar grandes diferencias de presión. El aro de émbolo según la invención puede, dependiendo de su configuración, hacerse funcionar en seco o lubricado con aceite. En el caso de un aro de émbolo de marcha en seco, al menos el anillo obturador debe presentar propiedades de marcha en seco. Si el anillo de base y/o el anillo de cubrimiento también se deslizan a lo largo de la pared interior del cilindro durante el funcionamiento, también estos anillos de apoyo deberían presentar propiedades de marcha en seco. El anillo obturador está formado preferiblemente de un material de PTFE o una mezcla de polímeros, utilizándose en caso de diferencias de presión muy grandes también polímeros para altas temperaturas. Los anillos obturadores de marcha en seco están además rellenados con un material de relleno inorgánico, como carbón, grafito, fibras de vidrio, MoS2 o bronce. El anillo de base y el anillo de cubrimiento se componen ventajosamente de polímero para altas temperaturas, material compuesto de fibras y, en caso de diferencias de presión muy grandes, metal, como, por ejemplo, bronce.

A continuación se indican combinaciones ejemplares de materiales del anillo de base, el anillo obturador y el anillo de cubrimiento. Como ya se ha mencionado, una condición previa es que el anillo de base y el anillo de cubrimiento presenten una resistencia a la tracción mayor en relación con el anillo obturador. Dependiendo de la presión final que se haya de alcanzar, podrían ser adecuadas, por ejemplo, las siguientes combinaciones de materiales, indicándose a continuación de la tabla detalles en relación con los materiales utilizados:

Tabla 1, ejemplos de combinaciones de materiales de los aros de émbolo

A continuación se indican detalles con respecto a los materiales utilizados en la tabla 1, siendo necesarios los materiales rellenados indicados a continuación en particular en caso de aros de marcha en seco. Como polímero para altas temperaturas son adecuados, por ejemplo, PEEK pura o rellenada, poliimida pura o rellenada, PPS puro o rellenado o epóxido puro o rellenado.

Como PTFE son adecuados, por ejemplo, un PTFE modificado, también denominado “PTFE mod.”, o un PTFE rellenado con materiales de relleno inorgánicos como carbón, grafito, fibras de vidrio, MoS2 y/o bronce.

Como mezcla de polímeros es adecuada una mezcla de al menos dos plásticos orgánicos como PTFE, PEEK, PPS, pudiendo la mezcla de polímeros también estar rellenada con un material de relleno inorgánico como carbón, grafito, fibras de vidrio, MoS2 y/o bronce.

Como material compuesto de fibras son adecuadas fibras de carbono en una matriz de, por ejemplo, PEEK o epóxido.

Como aleación de cobre son adecuados, por ejemplo, materiales de bronce como bronce de aluminio, bronce al plomo o bronce al estaño, así como un material como el latón.

Un plástico muy adecuado para el anillo obturador es politetrafluoretileno (PTFE) al que, para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas y/o tribológicas, en particular para conferirle propiedades de marcha en seco, se hayan añadido además preferiblemente, en la mayoría de los casos, materiales de relleno inorgánicos, como carbón, grafito, fibras de vidrio, etc. A pesar de estos materiales de relleno, el empleo de los anillos obturadores de PTFE conocidos hasta ahora estaba limitado a diferencias de presión pequeñas debido a la pronunciada tendencia al flujo en frío del PTFE. El aro de émbolo según la invención presenta la ventaja de que puede hacerse funcionar de manera fiable un anillo obturador compuesto de PTFE también con mayores diferencias de presión. Esto se explica en el siguiente ejemplo de un “aro de émbolo 1” de marcha en seco. El aro de émbolo 1 ejemplar comprende un anillo obturador de PTFE rellenado, estando el PTFE rellenado con carbón o grafito. Tal anillo obturador presenta, a una temperatura de 20 °C, una resistencia a la tracción de 10 MPa. El anillo de base y el anillo de cubrimiento se componen de PEEK rellenada. Tal anillo de base o anillo de cubrimiento presenta, a una temperatura de 250 °C, una resistencia a la tracción de 18 MPa. En este ejemplo de realización, el aro de émbolo según la invención puede hacerse funcionar en seco sin problema alguno a 250 °C, aunque el anillo obturador presente a esta temperatura una resistencia a la tracción sumamente pequeña, dado que el anillo obturador está sujetado en dirección axial entre los anillos de apoyo, es decir, entre el anillo de base y el anillo de cubrimiento, y no es posible que el anillo obturador se escape en dirección radial, dado que, en dirección radial, éste está en contacto con la pared interior del cilindro. Preferiblemente, la distancia del anillo de base o del anillo de cubrimiento a la pared interior del cilindro está entre unas pocas décimas y unas pocas centésimas de milímetro.

El “aro de émbolo 1” ejemplar puede utilizarse para obturar la cámara de compresión también en un compresor de émbolo lubricado con aceite. En este contexto, el anillo obturador podría componerse, por ejemplo, de PTFE modificado y el anillo de base y el anillo de cubrimiento podrían componerse, por ejemplo, de PEEK pura. El anillo de base y el anillo de cubrimiento podrían componerse, por ejemplo, también de una PEEK rellenada, estando la PEEK rellenada con fibras de carbono (10 % en peso), PTFE (10 % en peso) y grafito (10 % en peso).

Para un émbolo con una gran carga por compresión y/o por temperatura, podría utilizarse, como se ha descrito anteriormente en el ejemplo con “aro de émbolo 3” y “aro de émbolo 4”, un aro de émbolo que comprenda un anillo obturador compuesto de un polímero para altas temperaturas, como polieteretercetona (PEEK, por sus siglas en inglés) o poliimida (PI), y que comprenda un anillo de cubrimiento y un anillo de base compuestos de un material compuesto de fibras, como fibras de carbono en una matriz de PEEK o fibras de carbono en una matriz de epóxido.

Sobre todo en el caso de los compresores de émbolo lubricados con aceite, las diferencias de presión pueden adoptar también valores muy altos, de más de 1.000 bares, de manera que, como se ha descrito anteriormente con “aro de émbolo 4”, en particular en tales compresores de émbolo pueden emplearse también aros de émbolo que comprendan un anillo de base y un anillo de cubrimiento formados por un anillo metálico de una sola pieza.

A continuación se describe la invención más detalladamente por medio de ejemplos de realización.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos utilizados para explicar los ejemplos de realización muestran:

Figura 1 una sección longitudinal de una disposición de obturación dispuesta en un émbolo;

Figura 2 una vista desde arriba de un anillo de cubrimiento;

Figura 3 una vista desde arriba de un anillo obturador con anillo de apriete;

Figura 4 una vista desde arriba de un anillo de base;

Figura 5 una sección longitudinal a través de un segundo ejemplo de realización de una disposición de obturación;

Figura 6 una vista lateral de un émbolo con una pluralidad de disposiciones de obturación;

Figura 7 una sección longitudinal a través de un tercer ejemplo de realización de una disposición de obturación;

Figura 8 una vista desde arriba de un anillo de cubrimiento.

En principio, en los dibujos las partes iguales están provistas de símbolos de referencia iguales.

Modos de realización de la invención

La figura 1 muestra una sección longitudinal a través de un compresor de émbolo que comprende un cilindro 10, un émbolo 12 y al menos un aro 1 de émbolo dispuesto en el émbolo 12. El émbolo 12 está configurado como su émbolo construido y comprende una pluralidad de cuerpos 11 de émbolo dispuestos uno tras otro en una dirección longitudinal L, presentando cada cuerpo 11 de émbolo un disco 11a de cámara, que forma un espacio interior 11b. En el espacio interior 11b está dispuesto un aro 1 de émbolo. En la figura 1, la cámara 13 de compresión del compresor de émbolo está dispuesta arriba y la caja del cigüeñal o la parte 14 de baja presión está dispuesta abajo. El aro 1 de émbolo comprende un anillo obturador 3, un anillo 4 de apriete, un anillo 2 de cubrimiento y un anillo 5 de base. El aro 1 de émbolo está separado en dirección radial con respecto al eje longitudinal L, formando una hendidura interior 8 en relación con el disco 11a de cámara. La hendidura interior 8 se comunica bajo conducción de fluidos con un espacio, que en la vista representada no es visible y se halla más arriba, mediante un canal radial 2a de retorno de corriente y la hendidura exterior 6 dispuesta arriba.

La figura 2 muestra una vista desde arriba del anillo 2 de cubrimiento desde la dirección de la cámara 13 de compresión. El anillo 2 de cubrimiento comprende un lado exterior 2c de anillo de cubrimiento, que está orientado radialmente hacia fuera, y un lado interior 2d de anillo de cubrimiento, que está orientado radialmente hacia dentro y se extiende en forma de círculo. El anillo 2 de cubrimiento está configurado como un anillo sin fin y comprende una pluralidad de canales radiales 2a de retorno de corriente, que están dispuestos repartidos en la dirección periférica y que en dirección radial se extienden a lo largo de toda la anchura del anillo 2 de cubrimiento.

La figura 3 muestra una vista desde arriba del anillo obturador 3 desde la dirección de la cámara 13 de compresión. El anillo obturador 3 comprende un lado frontal 3e de obturación, que está orientado radialmente hacia fuera, y un lado interior 3f de anillo obturador, que está orientado radialmente hacia dentro y se extiende en forma de círculo, presentando el anillo obturador 3 tres cortes tangenciales 3d que se extienden tangencialmente con respecto al lado interior 3f de anillo obturador, de manera que el anillo obturador 3 comprende tres segmentos 3a, 3b, 3c de anillo obturador, que están dispuestos uno tras otro en una dirección periférica y separados por el corte tangencial 3d. De manera contigua al lado interior 3f de anillo obturador está ventajosamente dispuesto un anillo 4 de apriete que presenta una hendidura 4a de anillo de apriete. El anillo 4 de apriete contiguo a lo largo del lado interior 3f de anillo obturador provoca una fuerza orientada radialmente hacia fuera sobre el lado interior 3f de anillo obturador. También podría prescindirse del anillo 4 de apriete, pudiendo un fluido que se hallase en el espacio interior 11b provocar una fuerza orientada radialmente hacia fuera sobre el lado interior 3f de anillo obturador.

La figura 4 muestra una vista desde arriba del anillo 5 de base, que presenta un lado frontal 5a de anillo de base orientado radialmente hacia fuera.

El anillo 5 de base sin fin y el anillo obturador 3 están dispuestos uno tras otro en una dirección longitudinal L que se extiende perpendicularmente a la dirección periférica U, estando dispuesto a continuación del anillo obturador 3 en la dirección longitudinal L el anillo 2 de cubrimiento sin fin, de manera que, como está representado en la figura 1, está configurado un aro 1 de émbolo que comprende el anillo 5 de base, el anillo obturador 3 y el anillo 2 de cubrimiento.

En estado nuevo, es decir, antes de que se realice un rodaje del anillo obturador 3 durante cierto tiempo, el anillo obturador 3 está configurado de tal manera que su lado frontal 3e de obturación sobresale del lado exterior 2c de anillo de cubrimiento y del lado frontal 5a de anillo de base en dirección radial, como está representado en la figura 1. Para que el efecto de apoyo y de protección del anillo 2 de cubrimiento y del anillo 5 de base para el anillo obturador 3 sea el mayor posible, la holgura entre el anillo 2 de cubrimiento y/o el anillo 5 de base y la pared interior del cilindro 10 o el taladro 10a del cilindro se mantiene preferiblemente mínima. En el ejemplo de realización representado en la figura 1, el diámetro exterior de al menos el anillo 2 de cubrimiento y/o el anillo 5 de base es sólo unas pocas centésimas de milímetro o unas pocas décimas de milímetro menor que el diámetro interior del taladro 10a del cilindro. Debido al calentamiento del aro 1 de émbolo durante el funcionamiento, éste experimenta una dilatación térmica. En una configuración ventajosa, el diámetro exterior del anillo 2 de cubrimiento y/o del anillo 5 de base crece hasta un diámetro mayor o igual que el taladro del cilindro. Si el diámetro exterior del anillo 5 de base y/o del anillo 2 de cubrimiento crece hasta un diámetro mayor que el taladro del cilindro, la consecuencia de ello es que el anillo 2 de cubrimiento y/o el anillo 5 de base están en contacto con la pared interior 10a del cilindro durante una fase de rodaje y, en este contexto, se remueve material en el lado frontal exterior del anillo 2 de cubrimiento y/o del anillo 5 de base, de manera que, en el estado a temperatura de funcionamiento, el anillo 2 de cubrimiento y/o el anillo 5 de base caben “sin holgura” en el taladro del cilindro 10. Para que durante este proceso de rodaje no aparezca un agarrotamiento del anillo 2 de cubrimiento y/o del anillo 5 de base, los lados frontales que miran hacia la pared interior 10 del cilindro están configurados preferiblemente de forma que se ensanchan al menos parcialmente, preferiblemente se ensanchan cónicamente, de manera que no sea necesario remover toda la anchura del anillo 2 de cubrimiento y/o del anillo 5 de base, sino sólo la zona que de lo contrario sobresaldría de la pared interior 10 del cilindro. Durante la fase de rodaje se desgasta además el anillo obturador 3 en su lado frontal 3e de obturación, de manera que, en una configuración preferida y en el estado calentado del anillo obturador 3, tanto el anillo 2 de cubrimiento como el anillo 5 de base están dispuestos sin holgura en el taladro del cilindro 10.

Sin embargo, como está representado en la figura 5, también puede prescindirse de una configuración cónica del lado exterior 2c de anillo de cubrimiento y/o del lado frontal 5a de anillo de base. La figura 5 muestra un aro 1 de émbolo en el estado en el que se ha realizado el rodaje y durante el funcionamiento, es decir, en el estado calentado. El anillo 2 de cubrimiento y el anillo 5 de base se han adaptado a la pared interior 10a del cilindro de tal manera que, en el estado a temperatura de funcionamiento, éstos se mueven sin holgura de un lado para otro en la dirección de extensión del eje longitudinal L. Además, el anillo obturador 3 está adaptado de tal manera que está dispuesto entre el anillo 2 de cubrimiento y el anillo 5 de base con posibilidad de desplazarse hacia fuera en dirección radial o con una tensión previa determinada en esencia por el anillo 4 de apriete y se apoya bajo fricción en la pared interior 10a del cilindro.

La figura 6 muestra, en una vista lateral, un ejemplo de realización de un émbolo 12 que, partiendo del lado 13 de alta presión, presenta una pluralidad de elementos obturadores separados unos de otros en la dirección longitudinal L, concretamente, a la izquierda, cuatro aros prisioneros 15 de émbolo y, a continuación en dirección longitudinal L, cinco aros 1 de émbolo. Además, a la derecha está dispuesto un anillo guía 15.

La figura 7 muestra una sección longitudinal de un tercer ejemplo de realización de una disposición 1 de obturación. La figura 8 muestra una vista desde arriba del anillo 2 de cubrimiento utilizado en la figura 7. El anillo 2 de cubrimiento presenta, a diferencia del ejemplo de realización según las figuras 1 y 2, un corte radial 2e y presenta en este punto, por lo tanto, una juntura o una hendidura. Así pues, el anillo 2 de cubrimiento ya no está configurado como un anillo 2 de cubrimiento sin fin, sino como un anillo 2 de cubrimiento cortado. Además, el anillo 2 de cubrimiento presenta, a diferencia del ejemplo de realización según las figuras 1 y 2, una sección transversal en forma de L, con un primer brazo 2f que se extiende radialmente con respecto al eje longitudinal L y con un segundo brazo 2g que se extiende en la dirección del eje longitudinal L. El elemento obturador 3 está dispuesto delante del segundo brazo 2g en dirección radial, estando el segundo brazo 2g preferiblemente en contacto con el lado interior 3f de anillo obturador del elemento obturador 3. El segundo brazo 2g, que está dispuesto detrás del elemento obturador 3 en dirección radial, presenta además las propiedades de un anillo de apriete o de un resorte y asume, por lo tanto, la función de un anillo de apriete o de un resorte. La fuerza que actúa en dirección radial hacia fuera sobre el elemento obturador 3 se genera mediante las propiedades elásticas del anillo 2 de cubrimiento y/o mediante la presión interior que está aplicada en la hendidura interior 8 y que actúa sobre el anillo 2 de cubrimiento. El anillo 2 de cubrimiento, que presenta un corte radial 2e, presenta mediante el corte radial 2e propiedades particularmente pronunciadas de un anillo de fricción, provocando el anillo 2 de cubrimiento mediante el segundo brazo 2g al mismo tiempo una fuerza que actúa en dirección radial hacia fuera sobre el elemento obturador 3, de manera que puede prescindirse de un anillo 4 de apriete separado, como el representado en las figuras 1 y 5.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Aro de émbolo que comprende un anillo (5) de base sin fin, así como un anillo obturador (3), en donde el anillo (5) de base presenta un lado frontal (5a) de anillo de base orientado radialmente hacia fuera y en donde el anillo obturador (3) presenta un lado frontal (3e) de obturación, que está orientado radialmente hacia fuera, y un lado interior (3f) de anillo obturador, que está orientado radialmente hacia dentro y que se extiende en forma de círculo,

en donde el anillo (5) de base sin fin y el anillo obturador (3) están dispuestos uno tras otro en una dirección longitudinal (L) que se extiende perpendicularmente a la dirección periférica (U),

caracterizado

por que el anillo obturador (3) presenta tres cortes tangenciales (3d) que se extienden tangencialmente con respecto al lado interior (3f) de anillo obturador, de manera que el anillo obturador (3) comprende tres segmentos (3a, 3b, 3c) de anillo obturador dispuestos uno tras otro en una dirección periférica (U) y separados por el corte tangencial (3d), por que en la dirección longitudinal (L) está dispuesto a continuación del anillo obturador (3) un anillo (2) de cubrimiento, por que el anillo (2) de cubrimiento presenta un lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia fuera y un lado interior (2d) de anillo de cubrimiento orientado radialmente hacia dentro,

por que el anillo (2) de cubrimiento presenta, en el lado que mira en dirección opuesta al anillo obturador (3), al menos un canal (2a) de retorno de corriente de extensión radial, que se extiende en dirección radial a lo largo de toda la anchura del anillo (2) de cubrimiento,

por que el lado frontal (3e) de obturación sobresale del lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento y del lado frontal (5a) de anillo de base en dirección radial

y por que el anillo (5) de base y el anillo (2) de cubrimiento presentan una resistencia a la tracción mayor que el anillo obturador (3).

2. Aro de émbolo según la reivindicación 1, caracterizado por que el anillo (2) de cubrimiento está configurado como un anillo (2) de cubrimiento sin fin.

3. Aro de émbolo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que un anillo (4) de apriete está en contacto a lo largo del lado interior (3f) de anillo obturador y por que el anillo (4) de apriete provoca una fuerza orientada radialmente hacia fuera sobre el lado interior (3f) de anillo obturador.

4. Aro de émbolo según la reivindicación 1, caracterizado por que el anillo (2) de cubrimiento presenta un corte radial (2e), por que el anillo (2) de cubrimiento presenta una sección transversal en forma de L con un primer brazo (2f), que se extiende radialmente con respecto al eje longitudinal (L), y con un segundo brazo (2g), que se extiende en la dirección del eje longitudinal (L), en donde el lado interior (3f) del anillo obturador (3) está orientado hacia el segundo brazo (2g).

5. Aro de émbolo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la resistencia a la tracción del anillo (5) de base y del anillo (2) de cubrimiento es al menos 1,5 veces mayor que la resistencia a la tracción del anillo obturador (3).

6. Aro de émbolo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el anillo obturador (3) presenta en dirección longitudinal (L) un altura en un intervalo de 1 a 6 mm.

7. Aro de émbolo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el lado frontal (5a) de anillo de base y/o el lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento se estrechan en dirección axial (L) partiendo del anillo obturador (3).

8. Aro de émbolo según la reivindicación 7, caracterizado por que el lado frontal (5a) de anillo de base y/o el lado exterior (2c) de anillo de cubrimiento se estrechan cónicamente en dirección axial (L).

9. Compresor de émbolo que comprende un aro (1) de émbolo según una de las reivindicaciones precedentes.

10. Compresor de émbolo según la reivindicación 9, que comprende un émbolo (12), así como un cilindro (10) con un taladro (10a) de cilindro, caracterizado por que el anillo (5) de base y/o el anillo (2) de cubrimiento presentan un diámetro exterior que es menos de una décima de milímetro y preferiblemente sólo unas pocas centésimas de milímetro menor que el diámetro interior del taladro (10a) de cilindro.

11. Compresor de émbolo según la reivindicación 10, caracterizado por que el anillo (5) de base y/o el anillo (2) de cubrimiento presentan en estado frío un diámetro exterior tal que, en el estado calentado, el anillo (5) de base y/o el anillo (2) de cubrimiento están dispuestos sin holgura en el cilindro (10).

12. Compresor de émbolo según una de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende un émbolo (12) con un cuerpo (11) de émbolo y con una pluralidad de aros (1) de émbolo, en donde el cuerpo (11) de émbolo presenta una pluralidad de ranuras periféricas (11b) dispuestas una tras otra en dirección axial (L), en las que está dispuesto en cada caso un aro (1) de émbolo, en donde la anchura axial de la ranura periférica (11b) es mayor que la anchura axial total del aro (1) de émbolo y en donde el aro (1) de émbolo está dispuesto separado radialmente en el lado orientado radialmente hacia dentro en relación con el cuerpo (11) de émbolo.

13. Utilización del aro de émbolo según una de las reivindicaciones 1 a 8 para comprimir un fluido a una presión entre 500 bares y 1.000 bares.