ES2884219T3 - Bomba de pistón axial con pistones con anillos de sellado metálicos - Google Patents
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Abstract
Una bomba de pistones axiales, que comprende: un bloque de cilindros (03) que tiene uno o más orificios de cilindro (09); y uno o más conjuntos de pistón; en el que el número de conjuntos de pistón coincide con el número de orificios de cilindro (09); en el que cada uno de los conjuntos de pistón tiene un pistón (10) que está dispuesto en vaivén en cada uno de los orificios de cilindro (09); cada pistón (10) está provisto de un anillo de sellado metálico, que es un sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11), para reducir las fugas y mantener la concéntrica del pistón (10) dentro de su correspondiente orificio de cilindro (09); caracterizado por que el sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) que comprende anillos parciales en forma de C (1) que tienen colas de milano macho y hembra en dos extremos de cada anillo parcial en forma de C (1); en el que los anillos parciales en forma de C (1) se unen progresivamente mediante las colas de milano macho y hembra para formar un sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11); y en el que el sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) se rectifica aún más en el diámetro interno y el diámetro externo del sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) para hacer cuatro círculos de diámetro diferente, con dos de los círculos de diámetro en el interior y dos de los círculos de diámetro en el exterior del sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) para formar un conjunto de sello.
Description
DESCRIPCIÓN
Bomba de pistón axial con pistones con anillos de sellado metálicos
Reivindicación de prioridad nacional
Esta solicitud reivindica la prioridad según 35 U.S.C. § 119 de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos n° 61/446,501, presentada el 25 de febrero de 2011.
Referencias cruzadas a solicitudes relacionadas
Esta solicitud está relacionada con la Solicitud de Patente Coreana n° 10- 2006-0031762, presentada el 7 de abril de 2006.
Campo técnico de la invención
La invención actualmente reivindicada se refiere en general a una bomba de pistones axiales y, más específicamente, se refiere a la mecánica del cilindro y del pistón.
Antecedentes de la invención
Las bombas de pistones axiales son bien conocidas en la técnica. Por ejemplo el documento de patente de EE.UU.
511044A divulga una bomba que está adaptada para ser accionada por un motor rotativo eléctrico, que está acoplado directamente con el eje del motor, con correa o engranaje. El documento de patente de EE.UU. 2004/173089A1 divulga una bomba hidráulica / motor de desplazamiento variable con un diseño de eje doblado. El documento de patente de británica GB 2464467A divulga un sistema de sellado que tiene un pistón sellado dentro de un orificio cilindrico por medio de un anillo de sellado. El documento de patente francesa FR 858706A divulga una disposición de sellado para pistones de motores. Una bomba de pistones axiales típica comprende un bloque de cilindros en el que se hacen varios orificios de cilindro y un conjunto de pistón está dispuesto de manera deslizante en cada uno de los orificios de cilindro. Los conjuntos de pistón se conectan a un plato oscilante, que transforma un movimiento giratorio en el movimiento alternativo de los pistones. Durante el funcionamiento, los pistones se mueven en vaivén en los orificios de cilindro del bloque de cilindros o bien girando el propio bloque de cilindros mientras el plato oscilante está parado o bien girando el plato oscilante mientras el bloque de cilindros está parado. En cualquiera de los dos modelos, bloque de cilindros giratorio o plato oscilante giratorio, la holgura entre la pared del cilindro y un pistón alternativo es fundamental para el rendimiento de la bomba de pistón axial porque la fuga entre la pared del cilindro y el pistón alternativo, que se denomina fuga interna, es uno de los principales factores que contribuyen a una pérdida de potencia fatal de la bomba de pistones axiales.
Las bombas de pistones axiales típicas están diseñadas y fabricadas para el intervalo de temperaturas de funcionamiento de -30° C a 150° C. La aleación para el bloque de cilindros suele ser de latón de base cobre para la funcionalidad del cojinete y la aleación para el pistón suele ser acero duro a base de cromo para una mayor durabilidad. El uso de dos aleaciones diferentes conduce a que las dos partes tengan diferentes tasas de dilatación térmica con los cambios de temperatura atmosférica e interna. Esto, a su vez, provoca la expansión y contracción de las holguras entre las paredes del cilindro y los pistones. Los cilindros atascados a alta temperatura y las fugas graves a baja temperatura son problemas importantes. Por lo tanto, la holgura óptima es aquella que es lo suficientemente grande como para evitar la condición de cilindro atascado a altas temperaturas, pero lo suficientemente pequeña como para evitar fugas graves a bajas temperaturas. Tradicionalmente, el logro de una holgura óptima se basa únicamente en la precisión de mecanizado y acabado del pistón y el diámetro interior del cilindro durante la fabricación. Sin embargo, el desgaste del cilindro y del pistón a lo largo del tiempo, y por consiguiente la desviación del parámetro óptimo, es inevitable.
Los criterios en competencia impuestos por el tamaño de la holgura y las características de dilatación y contracción térmica también plantean desafíos de fabricación difíciles, incluida una selección limitada de materiales de pistón y bloque de cilindros y los procesos de tratamiento térmico aplicables.
La invención actualmente reivindicada está dirigida a superar los problemas antes mencionados proporcionando una bomba de pistones axiales con pistones que tienen anillos de sellado metálicos.
Compendio de la invención
Es un objetivo de la invención actualmente reivindicada proporcionar un diseño de bomba de pistones axiales con pistones que tienen anillos de sellado metálicos de manera que se puedan eliminar las deficiencias de cilindro atascado y las fugas severas causadas por una holgura subóptima entre las paredes del cilindro y los pistones. Es un objetivo adicional de la invención actualmente reivindicada proporcionar tal diseño de bomba de pistones axiales con pistones que tienen anillos de sellado metálicos utilizando un sello de fieltro helicoidal (CFS), que es un sello metálico enrollado helicoidal aplicado sobre los pistones.
De acuerdo con diversas realizaciones de la invención actualmente reivindicada, los pistones están equipados con CFS que tiene una flexibilidad dentro del intervalo del 0,1% del diámetro interior del cilindro. El resultado es que durante la fabricación de la bomba de pistones axiales, el proceso de rectificado y pulido del orificio del cilindro y la superficie del pistón no sería necesario. Se amplía la gama de opciones de aleación para el pistón y el bloque de cilindros. En
última instancia, el uso de CFS reduce el costo de material y mecanizado a la vez que aumenta el rendimiento de la bomba de pistones axiales y reduce las fugas.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se describen con más detalle a continuación en esta memoria con referencia a los dibujos, en los que:
La figura 1 muestra la vista en sección transversal de una realización de una bomba de pistones axiales de tipo de bloque de cilindros giratorio;
La figura 2 muestra las vistas en sección transversal y frontal de un bloque de cilindros ejemplar con un pistón equipado con CFS dispuesto;
La figura 3 muestra las vistas en sección transversal y frontal de un bloque de cilindros ejemplar con un pistón dispuesto sin ningún medio de sellado; y
La figura 4 muestra la vista frontal de un bloque de cilindros ejemplar con un pistón dispuesto sin ningún medio de sellado con énfasis en la excentricidad entre el orificio del cilindro y el pistón.
Descripción detallada de la invención
En la siguiente descripción, se exponen como ejemplos preferidos diseños de bombas de pistones axiales con pistones que tienen anillos de sellado metálicos. Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar modificaciones, incluidas adiciones y / o sustituciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. Pueden omitirse detalles específicos para no oscurecer la invención; sin embargo, la divulgación está escrita para permitir que un experto en la técnica ponga en práctica las enseñanzas de este documento sin una experimentación indebida.
Refiriéndose a la figura 1. Se muestra la vista en sección transversal de un empotramiento de una bomba de pistones axiales de tipo de bloque de cilindros giratorio. La bomba de pistones axiales comprende al menos una carcasa de bomba 01 que encierra todos los componentes de la bomba. La carcasa de la bomba 01 se puede montar en la máquina principal mediante los pernos 02. Una placa de válvulas 08 y un plato oscilante 07 se montan dentro del cuerpo de la carcasa 01 y se fijan en su lugar con los pernos 05 y 06. El bloque de cilindros 03, en el que están hechos los orificios de cilindro 09, está montado dentro de la carcasa de la bomba 01 sobre los cojinetes 04. El bloque de cilindros 03 está siendo presionado hacia la placa de válvulas 08 por el resorte de empuje 14, manteniendo la placa de válvulas 08 y el bloque de cilindros 03 firmemente en contacto. Los sellos de pistón 11, que son sellos de fieltro helicoidales (CFS), están instalados en los pistones 10. Los sellos de pistón 11 garantizan una fuga nula o cercana a cero entre los orificios de cilindro 09 y los pistones 10. Como resultado, se logran ahorro de energía y un mayor rendimiento de la bomba.
Refiriéndose a la figura 2 y la figura 3. El sello del pistón CFS 11 se muestra más claramente en la vista en sección transversal de la figura 2. Como puede verse en la vista frontal de la figura 2, el sello del pistón CFS 11 también mantiene una concéntrica perfecta del pistón 10 dentro del orificio del cilindro 09. Esto asegura una vida más larga de las dos partes en contacto manteniendo un contacto distribuido uniformemente de dos superficies que rozan. Por el contrario, un pistón sin sello de pistón, como se muestra como 15 en la figura 3, puede moverse lateralmente en el orificio del cilindro 09. En consecuencia, puede producirse una fuga grave del espacio excesivo 16.
Refiriéndose a la figura 1. Los pistones 10 son forzados hacia afuera desde el bloque de cilindros 03 por los resortes de pistón 12. El esfuerzo asegura que los extremos expuestos de los pistones 10 tengan contactos firmes con el plato oscilante 07 a través de las rótulas 13. A medida que el bloque de cilindros 03 gira, los extremos expuestos de los pistones están obligados a seguir la superficie del plato oscilante 07. Dado que el plato oscilante 07 forma un ángulo con el eje de rotación, los pistones deben moverse en vaivén axialmente, impulsando la acción de bombeo.
Una realización del CFS, denominada sello giratorio dinámico del tipo de tubo de resorte helicoidal, y su aplicación ejemplar se describen en la Solicitud de Patente coreana n° 10-2006-0031762. En el Apéndice A del presente documento se presentan extractos de su traducción al inglés.
Apéndice A:
Sello giratorio dinámico del tipo de tubo de resorte helicoidal construido con anillos parciales tipo C, que se unen mediante el método de junta de cola de milano
Breve descripción de los dibujos:
Figura 5: Anillo parcial que se puede estampar por presión de una lámina de metal delgada, que tiene forma de junta de cola de milano macho y hembra en dos extremos para hacer que las juntas sean fuertes cuando se unen progresivamente.
Figura 6: Se solapan dos anillos parciales para insertar la cola de milano macho del primer anillo parcial en la cola de milano hembra del siguiente anillo parcial para una unión progresiva para construir el tubo enrollado helicoidal.
Figura 7: Pieza en bruto del sello de forma tubular de esta invención, que es un tubo helicoidal enrollado de banda de metal. Figura 8: Vista en corte parcial del sello dinámico completo de esta invención que se completa rectificando el diámetro interior y exterior de la pieza en bruto para que funcione correctamente en el sello.
Figura 9: Un anillo parcial con partes imaginarias de ayuda para explicar el principio de sello giratorio dinámico con esta invención.
Figura 10: Vista de medio corte de un ejemplo de sello rotatorio dinámico completado usando esta invención.
Explicación de las partes numeradas en los dibujos figuras 5 - 10:
1- Un anillo parcial estampado de una lámina de metal delgada.
2- Extremo macho de cola de milano sobre anillo parcial tipo C.
3- Extremo hembra de cola de milano sobre anillo parcial tipo C.
4- Línea de unión en cola de milano, que es el resultado de la unión en cola de milano de anillos parciales tipo C. 5- Tubo de resorte helicoidal construido mediante la unión progresiva de una serie de anillos parciales tipo C a lo largo de la trayectoria helicoidal.
6- Círculo libre del eje que tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro del eje para mantenerlo alejado del eje en todo momento.
7- Círculo de contacto del eje que se hizo ligeramente más pequeño que el diámetro del eje para mantener el contacto con el eje en todo momento.
8- Círculo de contacto de la carcasa que se hizo un poco más grande que el diámetro interior de la carcasa para mantener el contacto con la carcasa en todo momento.
9- Círculo libre de la carcasa que hace un poco más pequeño que el diámetro interior de la carcasa para mantenerlo alejado de la carcasa en todo momento.
10- Capa de sellado de la carcasa cuyo diámetro exterior es el círculo de contacto de la carcasa y el diámetro interior es el círculo libre del eje.
11 - Capa de absorción de desplazamiento cuyo diámetro exterior es el círculo libre de la carcasa y el diámetro interior es el círculo libre del eje.
12- Capa de sellado del eje cuyo diámetro exterior es el círculo libre de la carcasa y el diámetro interior es el círculo de contacto del eje.
13- Eje.
14- Flecha para indicar el sentido de giro del eje.
15- Flecha para indicar la dirección de expansión del anillo de sello del eje cuando el anillo se extiende.
16- Un pasador imaginario que bloquea la rotación del anillo de sello del eje.
17- Carcasa.
18- Diámetro interior de la carcasa.
19- Anillo de retención insertado en la ranura del anillo de retención para sostener el anillo de sujeción.
20- Anillo de sujeción que sujeta el conjunto del anillo de sello.
21 - Anillo de compresión que empuja los anillos fuente del conjunto del anillo de sello para mantener todos los anillos en el conjunto del anillo de sello en contacto estrecho entre sí para bloquear la fuga entre los anillos.
22- Muelle de compresión para proporcionar fuerza de compresión del anillo de compresión.
23- Diámetro exterior del eje giratorio.
24- Conjunto de sello completo.
25- Ranura para anillo de retención.
Descripción detallada:
La categoría de esta invención pertenece a la tecnología de bloqueo dinámico de la fuga que surge inevitablemente entre la carcasa estacionaria y el eje giratorio cuando aumenta la presión en el sistema de compresión giratorio.
El sello giratorio dinámico utilizado en el sistema de compresión de tipo tornillo se denomina "sello mecánico". Un sello mecánico se compone de seis partes como mínimo, que son el bloque del estator, el bloque del rotor, el disco del estator, el disco del rotor, el resorte del disco del rotor y el sello del disco del bloque del rotor. La función de sellado completo falla si alguna de estas partes falla. El disco del estator y el disco del rotor son las partes que realizan la función de sellado real al hacer contacto por rozamiento cuando rotan bajo presión. Esas dos partes deben tener no sólo una alta resistencia al desgaste sino también una baja fricción. Deben poder disipar el calor a la mayor velocidad posible.
El área de la superficie se puede ajustar para que haya menos área de contacto para conseguir menos calor de fricción, pero la menor área da como resultado un desgaste más rápido. Los materiales de alta resistencia al desgaste tienen alta fricción, pero el material de baja fricción tiene baja resistencia al desgaste. Si están fabricados con material de alta resistencia al desgaste para una larga vida útil, el calor de la fricción podría afectar la calidad de los medios en contacto, en algunos casos incluso provocar un incendio.
Dos caras de contacto en el sello mecánico están bajo presión y rozando constantemente, por lo que se desgastan en todos los casos, incluso en un rango de unidades submicrónicas, pero esa holgura de desgaste submicrónica siempre causa una falla total del sello cuando el desgaste submicrónico no se compensa en todos los casos junto con el desgaste.
En otras palabras, uno de los discos de contacto, el disco giratorio, debe moverse hacia el disco de acoplamiento, el disco estacionario, para compensar el desgaste. Esto significa que el disco giratorio debe desplazarse en dirección axial hacia el disco estacionario en el bloque giratorio mientras el bloque giratorio está girando. El disco giratorio debe poder deslizarse sobre el bloque giratorio para moverse constantemente hacia el disco estacionario. Por lo tanto, hay otro lugar para bloquear la fuga entre el disco giratorio y el bloque giratorio. El movimiento en la dirección axial del disco giratorio en el bloque giratorio por desgaste del disco es una distancia muy pequeña, dentro de unos pocos mm en un año, por lo que el sellado entre el disco giratorio y el bloque giratorio podría satisfacerse con una simple junta tórica de goma para un modelo más económico y por fuelles metálicos para unas prestaciones más elevadas. En resumen, el problema real en el sello dinámico giratorio en la técnica anterior está en el sellado entre el disco giratorio y el bloque del rotor, no solo en los discos en contacto.
Una junta tórica de goma insertada entre el disco giratorio y el bloque del rotor se quemará en un medio de alta temperatura y se extruirá bajo un medio de alta presión y será atacada en el medio corrosivo, pero no hay forma de omitirla.
Los fuelles de metal son más caros, a veces tres veces más que todo el sello mecánico, y los fuelles de metal complican la estructura lo que dificulta el diseño compacto y delgado que es muy importante en las máquinas de precisión.
El objetivo final es producir un sello dinámico giratorio de una sola pieza que sea compacto, de mayor rendimiento de sellado, más barato y de menor mantenimiento, mientras que el sistema de sellado dinámico giratorio de la técnica anterior, que generalmente se llama sello mecánico que tiene tantas piezas que están inevitablemente interrelacionadas, estructura complicada, es caro en costes de producción, tiene mayor coste de mantenimiento y menor vida útil.
La figura 5 muestra el anillo parcial en forma de C (1) que es el anillo fuente básico de esta invención. El anillo parcial (1) debe estamparse mediante prensa o fabricarse mediante un proceso de corte de contorno, como corte por láser o corte por alambre a partir de láminas de material, para tener dos caras del anillo parcial (1) en perfecto paralelo. El anillo parcial en forma de C (1) es un anillo que se realiza para tener una parte del anillo recortada para hacer que los anillos parciales se unan progresivamente mediante la cola de milano macho (2) y la cola de milano hembra (3) realizada en dos extremos del anillo parcial (1). El valor del ángulo de corte debe determinarse en consecuencia junto con el diámetro.
La figura 6 muestra el método de unión progresiva de dos anillos parciales (1) mediante la cola de milano macho (2) del primer anillo parcial (1) y la cola de milano hembra (3) del siguiente anillo parcial (1). La figura 7 muestra el tubo de resorte helicoidal (5) completado mediante la unión progresiva de anillos parciales (1) y la línea de unión en cola de milano (4) debe fijarse permanentemente mediante soldadura o soldadura fuerte después de la unión. El punto de inicio muestra la cola de milano macho (2) y el punto final muestra la cola de milano hembra (3) en el tubo de resorte helicoidal (5) completado. Como el tubo de resorte helicoidal (5) se construye mediante la unión progresiva de los anillos parciales (1), la línea de unión en cola de milano (4) se distribuirá en la superficie del tubo en el punto desplazado tanto como el ángulo de corte del anillo parcial (1) para que la línea de unión en cola de milano (4) se distribuya adecuadamente en la superficie del tubo evitando que los puntos de unión débiles se superpongan. La figura 8 muestra la vista en corte parcial del conjunto de sello (24) que es el anillo de sellado completo de esta invención. El conjunto del sello (24) se completa rectificando el diámetro interior y el diámetro exterior haciendo 4 diámetros diferentes, dos en el interior y dos en el exterior del tubo de resorte helicoidal (5). El diámetro más pequeño del diámetro interior del conjunto de sello (24) se denomina círculo de contacto del eje (7), que se hace aproximadamente un 0,5% más pequeño que el diámetro exterior del eje (23) para hacer contacto estrecho con el eje (13) en todo momento en que el eje (13) está insertado dentro del conjunto de sello (24). El diámetro más grande del diámetro interior del
conjunto del sello (24) se denomina círculo libre del eje (6) que es un poco más grande que el diámetro exterior del eje (23) para evitar que el círculo libre del eje (6) entre en contacto con el diámetro exterior del eje (23) en ningún momento. El diámetro mayor del diámetro exterior del conjunto de sello (24) se denomina círculo de contacto de la carcasa (8), que se hace aproximadamente un 0,5% más grande que el diámetro interior de la carcasa (18) para mantener el círculo de contacto de la carcasa (8) en contacto estrecho en todo momento con el diámetro interior de la carcasa (18) cuando el conjunto de sello (24) está ensamblado dentro de la carcasa (17). El diámetro más pequeño del diámetro exterior del conjunto de sello (24) se denomina círculo libre de la carcasa (9), que es un poco más pequeño que el diámetro interior de la carcasa (18) para evitar que el círculo libre de la carcasa (9) entre en contacto con el diámetro interior de la carcasa (18) en ningún momento. El propósito de hacer estos 4 círculos de diámetros diferentes es construir tres capas con funciones diferentes en el conjunto del sello (24). La primera capa se denomina capa de sello de la carcasa (10), que es el apilamiento de los anillos de sellado de la carcasa cuyo diámetro exterior es el círculo de contacto de la carcasa (8) y el diámetro interior es el círculo libre del eje (6). La función de la capa de sello de la carcasa es bloquear la fuga entre el diámetro interior de la carcasa (18) y el conjunto de sello (24) y el diseñador determinará el número de anillos para construir la capa para un rendimiento de sellado óptimo de acuerdo con los diferentes tamaños. La segunda capa se denomina capa de sello del eje (12) que es el apilamiento de los anillos de sello del eje cuyo diámetro exterior es el círculo libre de la carcasa (9) y el diámetro interior es el círculo de contacto del eje (7). La función de la capa de sello del eje es bloquear la fuga entre el diámetro exterior del eje (23) y el conjunto de sello (24) y el diseñador determinará el número de anillos para construir la capa para un rendimiento de sellado óptimo de acuerdo con los diferentes tamaños. La tercera capa se denomina capa de desplazamiento (11) que es el apilamiento de los anillos suspendidos cuyo diámetro exterior es el círculo libre de la carcasa (9) y el diámetro interior es el círculo libre del eje (6). La capa de absorción de desplazamiento (11) se construye entre la capa de sello de la carcasa (10) y la capa de sello del eje (12) para absorber la vibración excéntrica del eje y también absorbe el cambio dimensional de todo el sistema por desgaste con el uso.
La figura 9 muestra el principio de sellado de esta invención. Dado que esas tres capas con funciones diferentes están construidas sobre una sola hebra de banda metálica, cualquier fuerza aplicada a cualquier punto del conjunto de sello (24) afecta inmediatamente a todo el conjunto de sello (24). Cuando el conjunto de sello (24) se inserta dentro de la carcasa (17) con fuerza, el conjunto de sello (24) queda atrapado firmemente dentro de la carcasa (17) porque el diámetro más exterior del conjunto de sello (24) es el círculo de contacto de la carcasa (8) que es un 0,5% más grande que el diámetro interior de la carcasa (18). Cuando la capa de sello de la carcasa (10) queda atrapada firmemente en la carcasa (17), todo el conjunto de sello (24) queda atrapado en la carcasa (17), también lo está la capa de sello del eje (12). El diámetro más interno del conjunto de sello (24), que es el diámetro interno de la capa de sello del eje (12), es el círculo de contacto del eje (7) que se hace aproximadamente un 0,5% más pequeño que el diámetro exterior del eje (23), por lo que, si el eje (13) se inserta en la capa del sello del eje (12) por la fuerza, toda la capa de sello del eje (13) debe estar firmemente adherida al eje (13). Si el eje (13) comienza a girar, la capa de sello del eje (12) también comienza a girar junto con el eje (13), pero la capa de sello de la carcasa (10) que está firmemente atrapada dentro de la carcasa (17) evita que la capa de sello del eje (12) gire.
Esta condición es la misma que la de la figura 9 que muestra un anillo parcial de la capa de sello del eje (12) que está a punto de comenzar a girar por la fuerza de rotación del eje (13), la acción de detención de la capa de sello de la carcasa (10) se muestra mediante el pasador de tope (16) imaginario. El círculo de contacto del eje (7) sostiene el diámetro del eje (23) pero el eje (13) comienza a girar en la dirección de la flecha (14) mientras que el pasador de tope (16) evita que el anillo (12) gire, luego la fuerza de fricción entre el círculo de contacto del eje (7) y el diámetro del eje (23) es convertida para abrir el anillo parcial (12) en la dirección de la flecha (15). Cuando el anillo parcial (12) se abre en la dirección de la flecha de fuerza (15), los contactos entre el anillo (12) y el eje (13) se rompen, en otras palabras, no queda más contacto en ese caso. No más contacto significa que no se genera más fuerza de fricción, por lo que la apertura del anillo (12) finaliza y vuelve a su posición original. La vuelta a su posición original del anillo (12) significa el contacto del anillo (12) y el eje (13) y, a continuación, la fuerza de fricción abre el anillo (12) nuevamente. La apertura entre el anillo (12) y el eje (13) podría ser de una millonésima de mm ya que la apertura está abierta sin importar cuán pequeño sea el valor de la apertura, que es la distancia suficiente para eliminar el contacto. Así que la apertura y el cierre del anillo (12) podrían surgir millones de veces en un segundo, en otras palabras, la holgura de apertura también podría ser una millonésima de mm a través de la cual no se puede filtrar nada en una millonésima de segundo. Esta condición es la misma que la del sello estático de la junta tórica de goma simple, ya que el contacto del anillo (12) y el eje (13) prácticamente nunca se rompe durante la rotación del eje (13). Este estado es un fenómeno único que surge entre el resorte helicoidal y la barra redonda giratoria insertada dentro del resorte, la condición debe llamarse condición de contacto sin contacto. Este fenómeno de contacto sin contacto se utiliza en el resorte helicoidal sobre el embrague de marcha desde hace mucho tiempo, pero utilizar este fenómeno en el sello dinámico es la primera vez en esta invención.
La figura 10 es el dibujo representativo que muestra la vista en corte del sello rotatorio dinámico completo usando el conjunto de sello (24). Debe haber algún medio para sujetar el conjunto de sello (24) dentro del cilindro (17), incluido el anillo de sujeción (20) y el anillo de retención (19) que se inserta en la ranura del anillo de retención (25). El anillo de compresión (21) también se proporciona para empujar los anillos fuente juntos para bloquear la fuga entre los anillos fuente por la fuerza de resorte de los resortes de compresión (22) que se insertan en los orificios hechos en el anillo de compresión (21).
Claims (10)
1. Una bomba de pistones axiales, que comprende:
un bloque de cilindros (03) que tiene uno o más orificios de cilindro (09); y
uno o más conjuntos de pistón;
en el que el número de conjuntos de pistón coincide con el número de orificios de cilindro (09);
en el que cada uno de los conjuntos de pistón tiene un pistón (10) que está dispuesto en vaivén en cada uno de los orificios de cilindro (09);
cada pistón (10) está provisto de un anillo de sellado metálico, que es un sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11), para reducir las fugas y mantener la concéntrica del pistón (10) dentro de su correspondiente orificio de cilindro (09);
caracterizado por que el sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) que comprende anillos parciales en forma de C (1) que tienen colas de milano macho y hembra en dos extremos de cada anillo parcial en forma de C (1);
en el que los anillos parciales en forma de C (1) se unen progresivamente mediante las colas de milano macho y hembra para formar un sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11); y
en el que el sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) se rectifica aún más en el diámetro interno y el diámetro externo del sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) para hacer cuatro círculos de diámetro diferente, con dos de los círculos de diámetro en el interior y dos de los círculos de diámetro en el exterior del sello giratorio dinámico de tipo tubo de resorte helicoidal (11) para formar un conjunto de sello.
2. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 1, que comprende además un plato oscilante (07); conectando el plato oscilante (07) los conjuntos de pistón, restringiendo los pistones (10) para seguir la superficie del plato oscilante (07), girando en un ángulo con el eje de rotación del bloque de cilindros y haciendo que los pistones (10) se muevan en vaivén axialmente.
3. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 1, en la que el anillo parcial en forma de C (1) tiene dos caras que están sustancialmente en paralelo.
4. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 1, en la que el anillo parcial en forma de C (1) se estampa mediante prensa o se fabrica mediante un proceso de corte de contorno.
5. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 5, en la que el proceso de corte de contorno es corte por láser o corte por alambre a partir de láminas metálicas.
6. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 1, en la que el anillo parcial en forma de C (1) es una lámina de metal delgada o una banda de metal.
7. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 1, en la que los cuatro círculos de diámetro diferente forman tres capas con funciones diferentes en el conjunto de sello, que son la capa de sello de la carcasa (10), la capa de sello del eje (12) y la capa de absorción de desplazamiento (11).
8. La bomba de pistón axial de la reivindicación 8, en la que la capa de sello de la carcasa (10) comprende el apilamiento de los anillos de sellado de la carcasa (10), la capa de sello del eje (12) comprende el apilado de los anillos de sellado del eje y la capa de absorción de desplazamiento (11) comprende el apilamiento de anillos suspendidos.
9. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 9, en la que la capa de sello de la carcasa (10) es para bloquear la fuga entre la pared interior de su correspondiente orificio de cilindro (09) y el conjunto de sello, la capa de sello del eje (12) es para bloquear la fuga entre el diámetro exterior del pistón (10) y el conjunto del sello, y la capa de absorción de desplazamiento (11) es para absorber cualquier vibración excéntrica del pistón y para absorber cualquier cambio dimensional del conjunto del sello debido al desgaste con el uso.
10. La bomba de pistones axiales de la reivindicación 10, en la que el diámetro exterior de la capa de sello de la carcasa (10) es un 0,5% mayor que el diámetro de la pared interior de su correspondiente orificio de cilindro (09).
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