JPH11507711A - 閉塞装置及び閉塞装置を駆動するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本閉塞装置は、弾性を有する閉塞リング（２）を有しており、これは分離部（２ｄ）を有する一つの部分から構成される。更に、本閉塞装置は閉塞リング（２）に、直接軸方向に重ねて配置される支持リング（１）を有する。とりわけ、支持リング（１）は閉塞リング（２）の間隙（２ｄ）を覆うために役立つ。弾性及びバネ特性を有する閉塞リングを用いる閉塞装置は、動的な圧力変動に対応して自身のシール特性を変化させることが可能である。先頭圧力は閉塞装置にて高まった差圧に起因するため、弾性を有する閉塞リングをピストン・ロッドのスライド平面に押圧する。これは密閉度を高め、先頭圧力を閉塞装置に続いて配置されるシール・リングに伝達しないようにする。閉塞装置は高い周波数の圧力変化をシールし、静的又はゆっくり変動する圧力成分をシールしない。これは電子工学における周波数フィルタに類似した動作をする。

Description

【発明の詳細な説明】 閉塞装置及び閉塞装置を駆動するための方法 本発明は、請求項１に記載の前提事項に基づく閉塞装置に関する。更に、本発 明は請求項１４に記載の前提事項に基づく閉塞装置を駆動するための方法に関す る。 シール・リングは通常、一対にて前後に重ねて配置され、謂所パッキンを形成 する。個々のシール・リング上に作用する差圧は、例えばピストン・ロッドのよ うなシールされるべき物体のスライド面において、シール面を押圧させる。加え て、少なくとも１個の閉塞リングを有する閉塞装置が、パッキンの一側に設けら れている。閉塞リング及びシール・リングを有するこの種のパッキンは、例えば スイス国特許第４３９８９７号に開示されている。この公知の装置は、脈動する 圧力成分が閉塞リングによって、十分に軽減できないという問題点を有する。従 って、続いて配置されるシール・リングは磨減する。 本発明の目的はこの閉塞リングの不具合を解決することである。 この目的は請求項１に記載の特徴によって解決される。従属請求項２乃至１１ は、本発明の効果的な実施形態に関する。 本発明に基づく閉塞装置は閉塞リングを有しており、この閉塞リングは実施例 に示すように、間隙を形成する一つの分離部から構成される。更に、この閉塞リ ングは弾性を有する。閉塞装置は、更に軸方向において閉塞リングに隣接して配 置される支持リングを有しており、この支持リングは閉塞リングの間隙を覆うた めに用いられるため、閉塞装置は分離部の領域内において密閉される。この閉塞 リングは、例えば自身を囲むホース状のバネ等他の部材を必要としない。閉塞リ ングは、例えば直接シールすべきピストン・ロッドのスライド面に対向して配置 される。分離部を有する弾性閉塞リングの特徴は、動的な圧力変化に反応して自 身のシール特性を変化させるということにある。本発明に基づく閉塞装置は、例 えば特に乾式駆動型ピストン式圧縮機においてピストン・ロッドに発生する先頭 圧力を緩和することに適応する。この先頭圧力は閉塞装置にて差圧を大きくする ため、弾性を有する閉塞リングはピストン・ロッドのスライド面に押圧されると ともに、密閉動作を更に高めるため、この先頭圧力は閉塞装置に隣接するシール ・リングに伝達され得ない。本発明に基づく閉塞リングは流体の漏れが非常に高 いリングとして形成されており、一定の圧力成分は殆どシールされない。しかし 、本発明に基づく閉塞リングは弾性を有するため、動的な圧力成分の発生に際し て、ピストン・ロッドに対して高い形状適合性を備える。従って、閉塞リングは 動的な圧力増加によってピストン・ロッドに接してシール効果を増加させる。と りわけ、この高い形状適応性は、閉塞リングが周方向に間隙を形成する分離部を 備えることによって可能になる。このジョイントは効果的な形状適合性を達成す るために、閉塞リングはピストン・ロッドに対して動的に押圧されても閉じない ように構成される。本発明に基づく閉塞装置は動的に変化する圧力成分をシール する。この際、閉塞装置の適応能力は、弾性及び材質等、他のパラメータにより 、閉塞リングの幾何学的な形状が変えられるため広範囲に及ぶ。閉塞装置は高い 周波数で変化する圧力成分をシールするが、低い周波数の圧力成分をシールしな い。これは電子工学において、周知の周波数フィルタに類似した動作する。 以下に、本発明を図示して詳述する。 図１ａは支持リングの平面図である。 図１ｂは閉塞リングの平面図である。 図１ｃは支持リングの別の実施例の平面図である。 図１ｄは図１ｂのＡ−Ａ線における閉塞リングの断面図である。 図１ｅは偏心を有する閉塞リングの実施例における平面図である。 図１ｆは閉塞装置の断面図及び斜視図である。 図２は本発明に基づく閉塞装置の組み込み状態における放射方向の断面図であ る。 図２ａ図２のＢ−Ｂ線における断面図である。 図２ｄは本発明に基づく閉塞装置の組み込み状態における放射方向における別 の断面図である。 図３は時間の経過に伴う圧力の変化を表す図である。 本発明に基づく閉塞装置は閉塞リング２及び軸方向に重なる支持リング１を有 する。図１ａ及び図１ｆに示す支持リング１はリング面１ａを有し、固定ピン２ ｃの案内部として機能する孔１ｃ及びピストン・ロッド４に接する面に凹部１ｂ を有する。この凹部１ｂは支持リング１の上下幅全域にわたって延びている。更 に、支持リング１は円周方向に延びるカバー領域１ｄを有しており、これは軸方 向、即ちピストン・ロッド４の延びる方向において、分離部２ｄを覆うために、 閉塞リング２の分離部２ｄ上に配置される。支持リング１は、謂所エンドレス・ リングである継ぎ目の無いリングとして示される。これは支持リングが分離部を 持つことなく、円周方向において遮断されることなく形成されていることを意味 する。 図１ｂはリング本体２ａ、径方向に延びる溝部２ｂ、円筒状に突出す固定ピン ２ｃ及び固定ピン２ｃに対向する面に分離部２ｄを有する閉塞リング２を示して いる。閉塞リング２は弾性特性及びバネ特性を備える。分離部２ｄの幅は、リン グ本体２ａが互いに接触することなく、閉塞リングがピストン・ロッド４を取り 囲み得るように設計される。従って、閉塞リング２は、ピストン・ロッド４に対 して効果的な形状適合性を有するということが保証される。仮に分離部の両側の 面２ｈが互いに接触すると、閉塞リング２はピストン・ロッド４の一部の領域に て接触しない。 支持リング１及び閉塞リング２は、閉塞リング２より突出する固定ピン２ｃが 孔１ｃ内に挿入されるため、支持リング１は閉塞リング２に対して一定の位置を とるとともに、カバー領域１ｄは分離部２ｄにわたって覆うように構成可能であ る。 図１ｃはリング面１ａ、孔１ｃ及び凹部１ｂを有する支持リングの別の実施例 を示す。図１ｄは図１ｂのＡ−Ａ線における閉塞リング２の断面図を示す。リン グ本体２ａは四角状に形成されるか、又は本実施例において、ピストン・ロッド ４に面するリング本体２ａの面２ｉがシール面２ｅを備えるとともに、ピストン ・ロッド４の外周面からの距離が大きくなるように形成される部分２ｇを有する ように形成される。リング本体２ａは軸方向に高さＨを有する。 図１ｅは放射方向に幅が固定ピン２ｃの領域において最大となる閉塞リング２ を示しており、この幅は間隙２ｄに向かうに従って小さくなる。このように形成 される閉塞リング２はピストン・ロッド４を極めて均一に包囲し得るという利点 を有する。閉塞リング２によって包囲されるピストン・ロッド４は、閉塞リング ２の外周に対して偏心している。分離部２ｄ、即ちこの分離部の両側の面２ｈは 放射方向に延びるため、ピストン・ロッド４の表面に対して垂直になる。この種 の直線状間隙は本発明に基づく閉塞リング２に適合する。これは分離部の両側の 面２ｈが互いに容易に移動可能であるため、閉塞リング２が障害なく分離部２ｄ によりピストン・ロッド４に対して接し得ることによる。 図２はピストン式圧縮機に設けられる閉塞装置の放射方向の断面図を示す。こ の閉塞装置はパッキン６の一部であるチャンバーリング５内に設けられており、 パッキン６はシリンダ・ボア１５に開口する。閉塞リング２及び支持リング１を 有する閉塞装置は部屋１４内に設けられる。 図２ａはＢ−Ｂ線における断面図である。これによって、閉塞リング２及び支 持リング１を有する閉塞装置の部屋１４内における配置が理解できる。更に、閉 塞リング２の放射方向に延びる溝部２ｂも示される。 図２ｂは図２ａに基づく閉塞装置の拡大図である。先頭圧力は、差圧が放射方 向Ｇ１に作用する力として閉塞リング２に加わるため、シール面２ｅを有する閉 塞リング２はピストン・ロッド４に対して押圧され、シール面２ｅにわたって圧 力降下が生じる。部屋１４は軸方向において、チャンバーリング５上に載置され る支持リング１及び閉塞リング２によって占められるため、先頭圧力は隣接する パッキン領域に伝達されない。 図３はシリンダ・ボア１５から閉塞装置に伝達する圧力変化を示すグラフであ る。グラフには、ほぼ静的な圧力ＰＳが描かれ、この静的圧力に圧力増加分Δｐ である動的先頭圧力が加わることによって先頭圧力値Ｐｅに上昇する。閉塞リン グは圧力増加分Δｐを有する圧力成分をシールするため、一定の圧力がパッキン ６に続いて設けられるシール装置に加わる。 閉塞リング２又は支持リング１のための材料として、合成樹脂材料が適する。 これらは、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂材料（ＰＴＦＥ）、ポリエー テルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）のような変性高温ポリマー樹脂材料、ポリ エーテルケトン樹脂材料（ＰＥＫ）、ポリミド樹脂材料（ＰＩ）、ポリフェニレ ンサルファイド樹脂材料（ＰＰＳ）、ポリベンズイミダゾール樹脂材料（ＰＢＩ ）、ポリアミドイミド樹脂材料（ＰＡＩ）又は変性エポキシ樹脂材料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 閉塞リング（２）は分離部（２ｄ）を備え、前記分離部（２ｄ）を覆うた めに閉塞リング（２）に重ねて配置される支持リング（１）を含む閉塞装置。 ２． 支持リング（１）は前記分離部（２ｄ）を放射方向において、完全に覆う ように構成及び配置される領域（１ｄ）を有する請求項１に記載の閉塞装置。 ３． 閉塞リング（２）は弾性を有する合成樹脂材料からなる請求項１又は２に 記載の閉塞装置。 ４． 閉塞リング（２）は放射方向に一定の幅を有する請求項１乃至３のいずれ か１項に記載の閉塞装置。 ５． 前記分離部は（２ｄ）は間隙であり、閉塞リング（２）の幅は間隙（２ｄ ）の対向側において、放射方向に最大となり、間隙（２ｄ）に近ずくに従って減 少する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の閉塞装置。 ６． 閉塞リング（２）は放射方向に延びる溝部（２ｂ）を有する請求項１乃至 ５のいずれか１項に記載の閉塞装置。 ７． 閉塞リング（２）及び支持リング（１）はこれらのリング（１，２）を互 いに固定するために連結手段（１ｃ，２ｃ）を有する請求項１乃至６のいずれか １項に記載の閉塞装置。 ８． 支持リング（１）はエンドレス・リングとして構成される請求項１乃至７ のいずれか１項に記載の閉塞装置。 ９． 支持リング（１）は内側円領域を有しており、前記内側円領域の内周面に 凹部（１ｂ）が形成される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の閉塞装置。 １０． 支持リング（１）は軸方向に高さ（Ｈ）を有し、前記支持リングの中心 側の面（２ｉ）は高さ（Ｈ）内の領域（２ｅ）に相当する部分がシリンダ状に形 成されるとともに、高さ（Ｈ）内の領域（２ｇ）に相当する部分が広がるように 形成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の閉塞装置。 １１． 閉塞リング（２）及び支持リング（１）の少なくともいずれか一方は、 ポリテトラフルオロエチレン樹脂材料（ＰＴＦＥ）のような合成樹脂材料、ポリ エーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）のような変性高温ポリマー樹脂材料、 ポリエーテルケトン樹脂材料（ＰＥＫ）、ポリミド樹脂材料（ＰＩ）、ポリフェ ニレンサルファイド樹脂材料（ＰＰＳ）、ポリベンズイミダゾール樹脂材料（Ｐ ＢＩ）、ポリアミドイミド樹脂材料（ＰＡＩ）又は変性エポキシ樹脂材料からな る請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の閉塞装置。 １２． 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の閉塞装置を有するシール・パ ッキン。 １３． 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の閉塞装置を有するピストン式 圧縮機。 １４． 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の閉塞装置に重ねて配置され、 シールされるべき物体（４）のスライド面に接して配置される物体（１）を用い て動的圧力成分を減少させるか、又はシールするための方法において、先頭圧力 によってスライド面に指向する力が、弾性を有する閉塞リング（２）上にて放射 方向に発生するため、閉塞リング（２）のシール面（２ｅ）がスライド面に押圧 されて、閉塞装置によるシール作用が軸方向に働くシール方法。