NO127635B

NO127635B -

Info

Publication number: NO127635B
Application number: NO196569A
Authority: NO
Inventors: C Vinciguerra
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1968-05-14
Filing date: 1969-05-13
Publication date: 1973-07-23
Also published as: DE1924773A1; ES367691A1; JPS4949134B1; SE339145B; FR2008462A1; CH502537A; DE1924773B2; LU58650A1; AT293594B; BE732791A; DK124769B; NL139805B; NL6906416A

Description

Krysshode for høytrykks-stempelkompressor. Crosshead for high-pressure reciprocating compressor.

Foreliggende oppfinnelse angår et krysshode for hoytrykks-stempelkompressor med parvis motsatte sylindre som bæres av et hus av stål som også bærer veivakslen og de foringer hvorpå krysshodet glir,hvor veivakslen rager gjennom krysshodet og driver dette ved hjelp av en drivstang eller forbindelsesstang og hvor krysshodet ved de tb ender er forbundet med de tilsvarende stempelstenger som ved de motsatte ender er forbundet med stemplene. The present invention relates to a crosshead for a high-pressure piston compressor with pairs of opposite cylinders which are carried by a steel housing which also carries the crankshaft and the bushings on which the crosshead slides, where the crankshaft projects through the crosshead and drives this by means of a drive rod or connecting rod and where the crosshead by the tb ends are connected to the corresponding piston rods which are connected to the pistons at the opposite ends.

En vesentlig ulempe ved slike kompressorer er at den mekaniske utforelse av de enkelte deler må gjennomfdres med meget.snevre toleranser qg følgelig.med store omkostninger, og at der. '. mellom stempler og sylindre må være,, bevegelige tetninger,' som utsettes for en slitasje som er proporsjonal med trykket, da den kraft hvormed, et. tetningselement-trykkes mot sylinder-.' veggen og dermed slitasjen på tetningselementét-oker méd ' okende trykk. A major disadvantage of such compressors is that the mechanical design of the individual parts must be carried out with very narrow tolerances and consequently at great expense, and that there. '. between pistons and cylinders there must be,, movable seals,' which are exposed to a wear and tear that is proportional to the pressure, as the force with which, et. sealing element-is pressed against the cylinder-.' the wall and thus the wear on the sealing element increases with increasing pressure.

Ved de kjente kompressorer av denne art vil de stempelbevegelser som fremkalles av krysshodet aldri falle noyaktig sammen med sylinderaksen-, hvilket ..f or.er... til. yttexlig ere stot..og tverr-krefter mellom ringer og stempler og til kontinuerlige lagerbevegeiser, hvilket ofte bidrar til nedbrytning av. tetningen. With the known compressors of this kind, the piston movements induced by the cross head will never exactly coincide with the cylinder axis, which ..for.is... to. yttexlig ere stot..and cross-forces between rings and pistons and to continuous bearing movement, which often contributes to the breakdown of the seal.

Foreliggende oppfinnelse går ut på.å oppnå.at stempelbevegelsen faller mest mulig noyaktig sammen med sylinderaksen hvorved det på en tilfredsstillende "måte kan''oppnås drift'av stempel-kompressorer med parvis motsatte sylindre med meget hijye trykk. The present invention aims to achieve that the piston movement coincides as precisely as possible with the cylinder axis, whereby operation of piston compressors with pairs of opposite cylinders with very high pressure can be achieved in a satisfactory manner.

Dette er i henhold til oppfinnelsen oppnådd ved at krysshodet omfatter to stort sett like, stive deler som er symmetrisk fastskrudd til hverandre, som omslutter forbindelsesstangen og som strekker seg over omtrent hele lengden av huset, og at det mellom krysshodedelene og fastskrudd til den nedre krysshodedel er anordnet mellomstykker med sideveis fremstikkende vinger som, idet de er avbrudt ved åpningene for veivakslen, danner fire horisontale glideblokker hvis horisontale midtplan går gjennom bevegelsesaksene for stemplene-, og som hviler på foringer festet- til huset........ According to the invention, this is achieved by the fact that the cross head comprises two largely equal, rigid parts which are symmetrically screwed to each other, which enclose the connecting rod and which extend over approximately the entire length of the housing, and that between the cross head parts and screwed to the lower cross head part are arranged intermediate pieces with laterally projecting wings which, being interrupted at the openings for the crankshaft, form four horizontal sliding blocks whose horizontal center plane passes through the axes of movement of the pistons-, and which rest on bushings attached- to the housing........

Hensiktsmessig, er hver av de to stive krysshodedeler dannet av-... to sidepartier som er avstivet ved hjelp av ribber og som holdes i innbyrdes avstand ved hjelp av avstandsstykker som er utfort i ett med sidepartiene ved endene .av disse.. Conveniently, each of the two rigid cross-head members is formed by-... two side portions which are stiffened by means of ribs and which are kept at a distance from each other by means of spacers which are extended integrally with the side portions at the ends .of these..

Videre er. det hensiktsmessig under den nedre krysshpdedel ved endene av denne anordni to. vertikale flate vinger som rager inn mellom vertikale foringer som igjen hviler på huset og er anordnet i et vertikalplan gjennom bevegelsesaksen for stemplene. Further is. the appropriate under the lower cross head part at the ends of this device two. vertical flat wings projecting between vertical liners which in turn rest on the housing and are arranged in a vertical plane through the axis of movement of the pistons.

Ved en krysshodeutforelse i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse vil varmeutvidelser ikke få noen betydning, idet krysshodet er utfort og lagret symmetrisk i forhold til det horisontale plan gjennom stemplenes bevegelsesakser.. Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen gjor det mulig å unngå fullstendig vibrasjoner, som folge av krysshodevipping, In the case of a crosshead design in accordance with the present invention, thermal expansion will have no significance, as the crosshead is extended and stored symmetrically in relation to the horizontal plane through the movement axes of the pistons. The construction according to the invention makes it possible to completely avoid vibrations, as a result of crosshead tilting ,

da forholdet mellom foringsspaltbredden og glicelengden ved konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen er gjort meget gunstig idet glideflatene kan strekke seg over omtrent hele lengden av maskinen mens foringsspalten kan være meget smal. as the relationship between the lining gap width and the glice length in the construction according to the invention is made very favorable as the sliding surfaces can extend over approximately the entire length of the machine while the lining gap can be very narrow.

En eksempelvis utforelsesform for oppfinnelsen er vist på vedfoyde tegninger. Fig.1 viser perspektivisk en stempelkompressor med parvis motsatt hverandre anordnede sylindre,- og med et krysshode i overensstemmelse med oppfinnelsen.. An exemplary embodiment of the invention is shown in the attached drawings. Fig.1 shows a perspective view of a reciprocating compressor with cylinders arranged in pairs opposite each other, and with a crosshead in accordance with the invention.

Fig. 2 viser et vertikalsnitt gjennom anordningen i fig. 1. Fig. 2 shows a vertical section through the device in fig. 1.

Fig. 3 viser perspektivisk koblingen mellom veivakslen og krysshodet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 shows in perspective the connection between the crankshaft and the crosshead according to the invention.

Fig. <*>f viser et tverrsnitt gjennom koblingen i fig. 3» ;I fig. l-er der vist et stålhus 1, som tjener som bærer for ;de to motstående sylindre 2 og 3 og for veivakslen U- for kompressoren, idet krysshodet vandrer frem og tilbake gjennom nevnte hylster. ;Fig. 2 viser krysshodet 5 inne i huset 1 og det vil fremgå ;at dets lengde praktisk talt er lik lengden av huset 1. ;Videre kan det ses to stempelstenger 6 og 7, en for hvsr av de ;to motstående sylindre 2, henholdsvis 3, og festet til krysshodet 5 ved midtpunktet av dets endevegger. Videre er der vist flate foringer 8 og 9 for de to vertikale vinger 10 og. 11 .. på krysshodet. ;Krysshodet 5 omfatter en ovre stiv krysshodedel 5' og en lignende nedre, stiv-krysshodedel 5"? som er symmetrisk festet ved hjelp av en rekke bolter 12. Hver krysshodedel omfatter to like sider som holdes i avstand fra■hverandre ved hjelp av avstandsstykker 13 og 1*+ som er i ett stykke med nevnte sider. Forbindelsesstangen 15 kan således virke i dette mellomrom. Fig. <*>f shows a cross-section through the coupling in fig. 3" ; In fig. l-shown there is a steel housing 1, which serves as a carrier for the two opposite cylinders 2 and 3 and for the crankshaft U- for the compressor, as the crosshead travels back and forth through said sleeve. Fig. 2 shows the cross head 5 inside the housing 1 and it will appear that its length is practically equal to the length of the housing 1. Furthermore, two piston rods 6 and 7 can be seen, one for each of the two opposite cylinders 2, respectively 3, and attached to the crosshead 5 at the midpoint of its end walls. Furthermore, flat linings 8 and 9 are shown for the two vertical wings 10 and. 11 .. on the crosshead. The cross head 5 comprises an upper rigid cross head part 5' and a similar lower rigid cross head part 5' which are symmetrically fixed by means of a series of bolts 12. Each cross head part comprises two equal sides which are kept at a distance from each other by means of spacers 13 and 1*+ which are in one piece with said sides.The connecting rod 15 can thus act in this space.

Da sidene må tåle de påkjenninger som skriver seg fra det Then the sides have to withstand the stresses that arise from it

meget hoye trykk, er de forsterket med ribber 16. Hver- side har videre en åpning 17 for kompressorens veivaksel k. Åpningen 17 må ha en sådan storrelse at den tillater bevegelse av veivakslen og således også krysshodets frem- og tilbakegående• bevegelse. Hver side har ytterligere en halvsirkelformet uttagning 18 slik at di' ved sammensetning av de to krysshodedeler 5' og 5" fremkommer et sirkulært hull som endetappen 19 very high pressures, they are reinforced with ribs 16. Each side also has an opening 17 for the compressor's crankshaft k. The opening 17 must be of such a size that it allows movement of the crankshaft and thus also the reciprocating • movement of the crosshead. Each side has a further semi-circular recess 18 so that when the two cross head parts 5' and 5" are assembled, a circular hole appears as the end pin 19

på forbindelses-stangens smale ende passer inn i. Nevnte endetapp er sammenfoyet med den ramme som dannes av de to krysshodedeler ved hjelp -av ettergivende stoppringer 20 som'er tilpasset de koniske ender av tappen. (I fig. 3 er det bare mulig å se en stoppring, idet den annen er anordnet på den motsatte side, symmetrisk i forhold til aksen for de to stenger 6 og 7)- on the connecting rod's narrow end fits in. Said end pin is joined to the frame formed by the two cross-head parts by means of yielding stop rings 20 which are adapted to the conical ends of the pin. (In Fig. 3 it is only possible to see one stop ring, the other being arranged on the opposite side, symmetrically in relation to the axis of the two rods 6 and 7)-

Mellom krysshodedelene 5' og 5" er der anordnet to stive stålvinger 21 og 22 som strekker seg langs hele krysshodets lengde bortsett fra virkningssonen for veivakslen h. Nevnte vinger stikker ut fra begge sider av den ramme som dannes av de to krysshodedelene 5' og 5"? hvorved det dannes fire glideblokker som står. i inngrep med tilordnede flate horisontale foringer 23 som er anordnet i huset 1. Hver av glideblokkene har i den sentrale del av sine ytterdeler en utvidelse 2<>>+, som utgjor et feste for stempelstangen. Between the crosshead parts 5' and 5" two rigid steel wings 21 and 22 are arranged which extend along the entire length of the crosshead except for the impact zone of the crankshaft h. Said wings protrude from both sides of the frame formed by the two crosshead parts 5' and 5 "? thereby forming four sliding blocks that stand. in engagement with assigned flat horizontal bushings 23 which are arranged in the housing 1. Each of the sliding blocks has in the central part of its outer parts an extension 2<>>+, which constitutes an attachment for the piston rod.

De to vinger 21 og 22 er festet ved hjelp av skruer (ikke vist) til den nedre krysshodedel 5' og er ytterligere fastklemt mellom de to krysshodedeler 5' og 5" ve(i hjelp av' en rekke bolter 12. Som det vil fremtre klart fra fig. 3 og h, er nevnte vinger anordnet i et horisontalplan gjennom bevegisesaksen for stemplene som sammenfaller med lengdeaksen for stengene ' 6 og 7.. Til avstandsstykkene 13 for den nedre krysshodedel 5" er det videre fastbbltet to ytterligere vertikale vinger 10 og 11 som står i inngrep med passende vertikale flate foringer 8 og 9 som bæres av huset 1. (I fig. 3 og h er det bare mulig å The two wings 21 and 22 are attached by means of screws (not shown) to the lower crosshead part 5' and are further clamped between the two crosshead parts 5' and 5" by means of a series of bolts 12. As will appear clear from Fig. 3 and h, said wings are arranged in a horizontal plane through the axis of movement of the pistons which coincides with the longitudinal axis of the rods 6 and 7. To the spacers 13 for the lower crosshead part 5", two further vertical wings 10 and 11 which engages with suitable vertical flat bushings 8 and 9 carried by the housing 1. (In fig. 3 and h it is only possible to

se vingen 11'og den tilordnede foring 9, idet vingen 10 og dens foring 8 ér anordnet ved den annen ende av krysshodet). see the wing 11' and the associated liner 9, as the wing 10 and its liner 8 are arranged at the other end of the crosshead).

De vertikale vinger 10 og' 11 og de tilordnede foringer 8 og The vertical wings 10 and' 11 and the associated liners 8 and

9 er, som vist i fig. k, anordnet i et vertikalt plan gjennom bevegelsesaksen for stemplene, dvs. at de er anordnet symmetrisk i tverrsnittet gjennom krysshodet. Når således, på grunn av veivakslens dreining, forbindelsesstangen 15 overforer en frem- og tilbakegående bevegelse til den ramme som dannes av de to krysshodedeler 5' og 5"5 fores nevnte ramme ved hjelp av vingene 21 og 22 ved sin bevegélse frem og tilbake av horisontale flate foringer som virker i et plan sem omfatter stemplenes bevegélsesakse. Dette muliggjor en reduksjon til neglisjible verdier av de ulemper som fremkommer "på grunn av stampe--bevegelsen og mangelfull bearbeiding og sammenstilling av anordningens komponenter. De svingninger som avhenger av stampingen blir desto mindre jo smalere gapet s_ mellom foringene og glideblokkene for krysshodet er og jo storre foringslengden 1 er. 9 is, as shown in fig. k, arranged in a vertical plane through the movement axis of the pistons, i.e. they are arranged symmetrically in the cross-section through the crosshead. When thus, due to the rotation of the crankshaft, the connecting rod 15 transmits a reciprocating movement to the frame formed by the two crosshead parts 5' and 5"5, said frame is fed by means of the wings 21 and 22 by its movement back and forth by horizontal flat liners acting in a plane which includes the axis of movement of the pistons. This enables a reduction to negligible values of the disadvantages arising "due to the stamping movement and defective processing and assembly of the device's components. The oscillations that depend on the tamping become the smaller the narrower the gap s_ between the bushings and the sliding blocks for the cross head and the greater the bushing length 1 is.

Foreliggende krysshode, som opptar størstedelen av maskinens utstrekning, har en betraktelig glidelengde 1 og gapet s_ som ved vanlige krysshoder må være noen tiendedels millimeter for å tillate termisk utvidelse av glidelegemet, kan her reduseres til noen få hundrendédels millimeter, idet avstanden mellom foringsflåtene nå bare er noen' få cm. De svingninger som' fremkommer er proporsjonale med forholdet (s/l) og blir' således så små som vel mulig. The present crosshead, which occupies the majority of the machine's extent, has a considerable sliding length 1 and the gap s_, which with ordinary crossheads must be a few tenths of a millimeter to allow thermal expansion of the sliding body, can here be reduced to a few hundredths of a millimeter, as the distance between the lining rafts is now only is a few cm. The fluctuations that appear are proportional to the ratio (s/l) and are thus as small as possible.

Ved å bruke flate foringer som sammenfaller med stemplenes bevegélsesakse, er det videre mulig å realisere en enhet som er fullstendig symmetrisk med hensyn på horisontalplanet gjennom bevegelsesaksen. Herved er det mulig å fjerne både de vekslende stampemomenter som skriver seg fra' friksjonskrefter i foringene og de momenter san fremkommer på grunn av treghets-krefter fra usymmetrisk anordnede masser i forhold til bevegelsesaksen. By using flat liners that coincide with the axis of movement of the pistons, it is further possible to realize a unit that is completely symmetrical with respect to the horizontal plane through the axis of movement. Hereby, it is possible to remove both the alternating ramming moments that arise from frictional forces in the liners and the moments that arise due to inertial forces from asymmetrically arranged masses in relation to the axis of movement.

Foreliggende'krysshode som er stottet av foringer både i et horisontalplan og et vertikalplan som begge går gjennom stemplenes bevegelsesakser, idet vingene 10. og 11 fores i de tilordnede flate foringer 8 og 9? muliggjor en ytterligere reduksjon av forskyvninger på grunn av termiske utvidelser. Present 'cross head which is supported by bushings both in a horizontal plane and a vertical plane which both pass through the movement axes of the pistons, the wings 10 and 11 being lined in the assigned flat bushings 8 and 9? enabling a further reduction of displacements due to thermal expansion.

Disse utvidelser på grunn av oppvarming kan ikke forskyve bevegelsesaksen, da de alltid opptrer symmetrisk i forhold til nevnte akse. These expansions due to heating cannot displace the axis of movement, as they always act symmetrically in relation to said axis.

Det må også være klart at fremstillingen av en ramme av stor utstrekning, slik so/n' vedkommende ramme i henhold til foreliggende oppfinnelse, medforer selv om det gjores bruk av de beste teknologiske metoder, uunngåelige geometriske mangler. For å oppnå den perfeksjon som er nodvendig ved sentrering av stemplene i sylindrere, er det vanligvis nodvendig med en manuell fininnstilling. Det vil være innlysende at nevnte fininnstilling oppnås lettere ved flate foringer og flate enn ved de vanlige sylindriske ledeflater, og dette er en ytterligere fordel ved oppfinnelsen. It must also be clear that the manufacture of a frame of large extent, such as the relevant frame according to the present invention, entails, even if the best technological methods are used, unavoidable geometric defects. To achieve the perfection required when centering the pistons in cylinders, a manual fine adjustment is usually required. It will be obvious that said fine adjustment is achieved more easily with flat liners and flat than with the usual cylindrical guide surfaces, and this is a further advantage of the invention.

Endelig muliggjbr oppfinnelsens krysshode en rask og lett preparasjon når det oppstår, skader. De vanlige krysshoder er formet på en sådan måte at en fjerning av en av deres komponenter gjor den gjenstående del labil, og dette gjor det nodvendig ved en reparasjon og demontere hele krysshodet element for element slik at det tapes meget.tid., 1 foreliggende tilfelle er det imidlertid bare nodvendig å losne rekken av bolter 12 og fjerne bare den ovre krysshodedel 5' Finally, the crosshead of the invention enables quick and easy preparation when damage occurs. The usual crossheads are shaped in such a way that removing one of their components makes the remaining part unstable, and this makes it necessary to repair and dismantle the entire crosshead element by element so that a lot of time is lost, 1 present case however, it is only necessary to loosen the row of bolts 12 and remove only the upper crosshead part 5'

for å gjore alle deler av krysshodet lett tilgjengelig. to make all parts of the crosshead easily accessible.

Når krysshodedel.en 5' fjernes blir likevel, ikke enheten labil, men forblir stabil og stiv, da vingene 21 og 22 som hviler i de tilordnede foringer 23, og bærer hele rammen, er fast sammenskrudd med den nedre krysshodedel 5"- Innstillingen av stengene forandres ikke da disse er festet til den nedre krysshodedel 5". When the crosshead part 5' is removed, the unit is not unstable, but remains stable and rigid, as the wings 21 and 22, which rest in the associated liners 23, and carry the entire frame, are firmly screwed together with the lower crosshead part 5" - The setting of the rods do not change as these are attached to the lower crosshead part 5".

Claims

1. Crosshead for high-pressure piston compressor with pairs of opposite cylinders (2,3) supported by a housing (1) of steel which also carries the crankshaft (<1>+) and the bushings on which the crosshead (5) slides, where the crankshaft ( h ) protrudes through the crosshead and drives this by means of a drive rod or connecting rod (15) and where the crosshead (5) is connected at the two ends to the corresponding piston rods (6,7) which are connected to the pistons at the opposite ends , characterized by two largely equal, rigid parts (5'.5") which are symmetrically screwed to each other, which enclose the connecting rod (15) °g which extends over approximately the entire length of the housing (1), and that between the crosshead parts (5',5") and screwed to the lower crosshead part (5") are arranged intermediate pieces with laterally projecting wings (21, 22) which, being interrupted at the openings for the crankshaft (h), form four horizontal sliding blocks whose horizontal midplane passes through the axes of movement of the pistons and rests on bushings (23) attached to housing (1).

2. Cross head as specified in claim 1, characterized in that each of the two rigid cross head parts (5'j5") is formed by two side parts which are stiffened by means of ribs (16) and which are kept at a distance from each other by means of spacers ( 13.1+) which are extended together with the side parts at the ends of these.

3. Cross head part as specified in claim 1 or 2, characterized in that the lower cross head part (5") is arranged at the ends of this two vertical flat wings (10,11) which protrude between vertical liners (8,9) which again rests on the housing (1) and is arranged in a vertical plane through the movement axis of the pistons.