KR20040053779A - 립 시일 마모 슬리브 - Google Patents

Abstract

립 시일을 포함하는 압축기에 사용하기 위한 크랭크축은 크랭크축을 형성하는 제1 재료와, 립 시일을 결합하는 크랭크축 상의 영역과, 립 시일과 마찰 접촉으로 인한 마모로부터 크랭크축을 위한 보호구를 포함한다. 보호구는 상기 크랭크축에 첨가되어 크랭크축의 경화된 표면을 상기 영역에 생기게 하는 제2 재료를 포함한다. 보호구는 오히려 상기 크랭크축 상에 마모 슬리브의 형태로 있다. 마모 슬리브는 립 시일과 접촉하는 동안 제1 재료보다 더 적게 마모하는 제2 재료로부터 형성되고 크랭크축으로부터 분리되어 형성되고 교체용으로 제거 가능하다.

Description

립 시일 마모 슬리브 {LIP SEAL WEAR SLEEVE}

본 발명은 압축기 립 시일에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 크랭크축을 립 시일 마찰로 발생된 과잉 마모로부터 보호하기 위하여 축 마모 슬리브에 관한 것이다.

운송 냉동 장비에 사용되는 유형과 같은 냉동 시스템은 가장 간단한 형태로서 폐냉동 순환 경로를 형성하기 위하여 직렬로 상호 연결된 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함한다. 왕복 압축기 유형을 사용한 시스템에 있어서, 이러한 시스템은 내부에 압축된 냉매와 섞이는 윤활 오일에 의해 윤활되어야 한다.

전형적인 왕복 압축기는 기상의 냉매를 기계적으로 압축하기 위한 실린더 내에서 왕복하는 피스톤을 포함한다. 피스톤의 하향 행정 중에 가스가 실린더로 흡입되고 상향 행정 중에 압축되도록 적절한 다기관 및 밸브가 제공된다.

그러한 압축기에서 다양한 부품들과 그 사이의 경계면을 윤활하기 위해 오일이 사용된다. 구동부가 압축기 외부에 있는 개방 구동부 구성에 있어서 압축기 내의 냉매 압력을 유지하기 위하여, 기계적 축 시일이 사용된다. 압축기 오일 펌프는 가압된 가스의 누출에 대하여 밀봉하고 작업 중 시일면을 윤활하기 위해 오일 필름을 전개한다. 예컨대, 기계적 축 시일은 크랭크축이 글랜드판 부근에 압축기 크랭크실을 나가는 압축기의 크랭크축 상에 사용된다. 그러한 압축기의 크랭크축은 압축기로부터 외부 오염을 방지하기 위한 추가적인 시일, 전형적으로 립 시일을 배치할 수 있다. 따라서, 립 시일은 보통 압축기의 내부 작업의 마지막 방어선이고 기계적 축의 외부에 있고 전형적으로 글랜드판 조립체에 위치된다.

립 시일은 보통 크랭크축의 일정한 회전을 견디는 재료로 형성된다. 립 시일은 회전 운동에 대해 탄성적이고 작업시 크랭크축과 접촉시키는 립 후면에 레이디얼 스프링을 합체시킨다. 이 연속적인 접촉 및 회전 운동은 경도 및 표면 정도(조도)에 있어서 립 시일/크랭크축 경계면의 조기 열화를 견디기 위하여 향상된 축표면을 요구한다. 이러한 이유로, 종래 기술에서, 만일 축들이 허용 가능한 표면 정도로 충분히 경화되거나 가공되지 않으면, 립 시일은 축과 접촉한 부위에서 크랭크축을 마멸시키는 경향을 갖는다. 립 시일로부터 크랭크축 상의 마모는 기계 가공 작용으로부터 공차 경로를 형성할 수 있다. 이러한 조건은 압축기의 내부 기구를 손상시키고, 그리고/또는 압축기 외부로 오일의 과다 누출을 허용하는 압축 공동으로 불순물의 침투가 생길 수 있으며, 그리고 특히 비싸고 어쩌면 매우 힘든 작업인 축교환을 요구할 수 있다.

본 발명의 목적은 압축기 크랭크축의 수명을 향상시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 립 시일 경계면에 의한 축 마모를 방지함으로써 크랭크축의 수명을 증가시키고 압축기의 유지 보수를 경감시키는 크랭크축 설계를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 립 시일을 포함하는 압축기에서 사용하기 위한 본 발명의 크랭크축에 의해 달성된다. 크랭크축은 크랭크축을 형성하는 제1 재료와, 립 시일을 결합시키는 크랭크축 상의 영역과, 립 시일과의 기능적 접촉으로 인한 마모로부터 크랭크축에 대한 보호부를 포함한다. 상기 보호부는 상기 영역에 크랭크축의 경화된 표면을 생기게 하는 크랭크축에 첨가된 제2 재료를 포함한다. 상기 보호부는 양호하게 크랭크축 상의 마모 슬리브의 형태이다. 마모 슬리브는 립 시일과 접촉하는 동안 제1 재료보다 적게 마모하는 제2 재료로부터 형성되고, 크랭크축으로부터 분리되고 교체를 위해 제거 가능하도록 형성된다.

도1은 본 발명의 장치를 합체한 왕복 압축기의 개략 부분 단면도.

도2는 립 시일을 포함하는 도1의 크랭크축 시일 영역의 확대 부분 단면도.

도3은 크랭크축, 축 시일 및 립 시일 기구의 또 다른 확대도.

도4는 본 발명의 원리에 따라 조립체를 도시한 축의 간략도 및 마모 슬리브의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 압축기

12 : 하우징

14 : 작업 피스톤

16 : 실린더

18 : 크랭크축

20 : 커넥팅 로드

22 : 오프셋 부

24 : 평형추

26 : 축 시일 공동

28 : 슬리브

29, 33 : 축 시일면

31 : 크랭크축 시일 기구

32 : 글랜드판

35 : 글랜드판 가스켓

36 : O-링

38 : 립 시일

39 : 마모면

43 : 크랭크축 시일 드러스트면

44 : 원통형 본체

45 : 기계적 축 시일 스프링 조립체

48 : 교체 가능 마모 슬리브

50 : 감소 직경부

본 명세서에 기술된 본 발명은 공기 조화 또는 냉동 시스템과 함께 사용하기위한 왕복 압축기에 관한 것이다. 이 압축기가 형상이 도시되고 공기 조화 시스템 또는 냉동 시스템 내에 냉동 회로와 합체에 대하여 기술되지만, 오일 수집, 윤활 및 분기의 방법은 다른 유형의 압축기, 펌프 및 다른 응용품에 동일하게 적용 가능하다는 것을 알아야 한다.

도1을 참조하면, 쉘(12)을 포함하는 압축기(10)가 도시된다. 작업 피스톤(14)은 실린더(16) 내에 왕복 운동용으로 장착된다. 각 피스톤은 커넥팅 로드(20)를 통해 크랭크축(18)에 연결된다. 커넥팅 로드(20)는 크랭크축(18)의 오프셋 위치(22) 주위에 고정된다. 크랭크축(18)은 크랭크축 내의 회전 불규칙성을 균형잡기 위한 평형추(24)를 포함한다. 크랭크축은 슬리브(28) 내에 장착되어 회전하고 하우징(12)의 축 시일 공동(26)을 통해 연장된다.

도2 및 도4를 참조하면, 크랭크축 시일 기구(31)는 하우징(12)이 크랭크축에 의해 여기되는 지점에서 더욱 상세히 도시된다. 크랭크축(18)은 기계적 축 시일 스프링 조립체(45)와, 축 시일면(29, 33)과, 글랜드판(32) 및 마모면(39)을 갖는 립 시일(38)을 통과한다. 도3에 도시된 바와 같이, 글랜드 가스켓(35)은 하우징과 글랜드판 사이에서 누출을 방지하기 위해 사용된다. 시일면(33)은 사실상 형상에 있어서 원통형이고, 글랜드판(32)의 내경(A) 내에 고정식으로 유지시키는 O-링(36)을 포함한다. 직경(A)으로부터 이격되었지만 인접한 글랜드판(32)에 고정되고 더 작은 직경(B)인 립 시일(38)은 불순물이 축 시일 공동으로 들어가는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

크랭크축 시일 기구는 탄성 재료로 형성되고 시일 냉매로서 작용하도록 크랭크축과의 사이에 오일을 사용하는 원통형 본체(44)를 추가로 포함한다. 본체(44)의 외부 주위에 감싸여 있고 크랭크축 시일 드러스트면(43)에 대해 맞대어 있는 스프링(45)은 두 개의 축면 시일(29, 33) 사이에 축방향 부하를 제공한다.

본 명세서에 제공된 바와 같이 본 발명은 크랭크축(18)을 립 시일(38)과의 마찰 접촉으로 인한 과도 마모로부터 보호하도록 작동한다. 따라서, 양호한 실시예에서, 크랭크축(18)은 크랭크축에 비해 경화된 표면을 갖고 크랭크축에 첨가되는 재료, 특히 크랭크축으로 분리되어 형성된 교체 가능하고, 립 시일(38)과 접촉한 영역에 크랭크축에 부착되는 마모 슬리브(48)를 포함한다. 마모 슬리브는 도4에 도시된 바와 같이 형태에 있어서 원통형이고, 마모 슬리브를 수용하기 위해 가공된 감소 직경부(50)를 갖는 크랭크축(18)에 끼워져 고정된다. 마모 슬리브는 접착, 용접 또는 강제 끼워맞춤을 통해서와 같이 공지된 방법으로 축에 부착될 수 있다. 마모 슬리브는 복수 세그멘트로 될 수 있고, 용접이나 접착을 통해 부착될 수 있다. 마모 슬리브는 크랭크축의 경도보다 큰 경도 및 립 시일 제조업체에 의해 설명되는 허용 가능한 경도 수준에서 경화된 강철로 양호하게 형성될 수 있다. 마모 슬리브는 역시 립 시일 제조업체의 제2 요구조건인 허용 가능한 표면 정도(조도)를 달성하는 방식으로 제조된다.

본 발명이 양호한 실시예 및 압축기의 특별한 유형을 참조로 설명되었지만, 수정 및 변경이 본 발명의 사상과 범위 내에서 이루어질 수 있고, 본 발명이 다른 유형의 압축기 또는 유사한 유형의 축 시일을 포함하는 다른 기구에 적용될 수 있음을 이 기술분야의 숙련자는 알 수 있다.

립 시일 경계면에 의한 축 마모를 방지하고 따라서 크랭크축의 수명을 증가시키고 압축기의 유지 보수를 경감시키는 크랭크축 설계를 제공한다.

Claims (5)

1. 립 시일을 포함하는 압축기에 사용하기 위한 크랭크축이며,

   크랭크축을 형성하는 제1 재료와,

   립 시일에 결합되는 크랭크축 상의 영역과,

   립 시일과 마찰 접촉으로 인한 마모로부터 크랭크축을 보호하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축.
2. 제1항에 있어서, 상기 보호 수단은 상기 크랭크축에 부가되어 크랭크축의 경화된 표면을 상기 영역에 생기게 하는 제2 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축.
3. 제1항에 있어서, 상기 보호 수단은 크랭크축 상에 마모 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축.
4. 제3항에 있어서, 상기 마모 슬리브는 립 시일과 접촉하고 있는 동안 상기 제1 재료보다 더 적게 마모되는 제2 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 크랭크축.
5. 제3항에 있어서, 상기 마모 슬리브는 상기 크랭크축으로부터 분리되어 형성되고 교체용으로 제거 가능한 것을 특징으로 하는 크랭크축.