SE455806B

SE455806B - Steam-engine piston

Info

Publication number: SE455806B
Application number: SE8604251A
Authority: SE
Inventors: M Bernas
Original assignee: Swed Steam Ab
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1988-08-08
Also published as: SE8604251L; SE8604251D0

Abstract

The steam-engine piston comprises a body (1) with top and bottom (2,3) and cylindrical casing (13), grooves (17,18) being machined in the latter to take packing rings (25,26). The rings are of non-metallic material, preferably graphite, while the body is of metal, preferably steel.

Description

Enligt fig. l uppvisar en kolv 1 enligt uppfinningen två yttre ringformiga plattor, vilka i det följande kallas den övre ändplattan 2 och den undre ändplattan 3. Plattorna förenas av en vid plattorna exempelvis genom svetsning fäst cylinder 4 och ett ävenledes vid plattorna fäst centrumstycke 5. Den nedre ändplat- tan 3 har en större diameter än cylindern 4 medan däremot den övre ändplattan 2 har samma ytterdiameter som cylindern 4. Cent- rumstycket 2 är avsett att förenas med kolvens kolvstàng 6 (visas endast delvis) och är för detta ändamål försett med en inre ko- na 7, vilken motsvaras av en yttre kona pà kolvstången 6. Konan 7 avsmalnar i riktning från ändplattan 3. Vid ändplattan 2 är cent- rumstycket försett med en försänkning 8 för en mutter 9, vilken skall hålla fast kolvstàngen 6. Kolvstángsfästet är dock ej av väsentlig betydelse för utförandet enligt uppfinningen. Det vi- sade utförandet är avsett för tvärstycksmotorer men centrumstycket kan även utföras för trunkmotorer med vevstaken lagrad direkt i kolven. ' Ytterligare förenas ändplattorna 2 och 3 med ribbor 10, platta stycken som sträcker sig radiellt mellan cylindern 4 och centrumstycket 5. Detta framgår särskilt av fig. 2. According to Fig. 1, a piston 1 according to the invention has two outer annular plates, hereinafter referred to as the upper the end plate 2 and the lower end plate 3. The plates are joined by one to the plates, for example by welding, attached cylinder 4 and one also attached to the plates center piece 5. The lower end plate tan 3 has a larger diameter than the cylinder 4 while on the other hand it upper end plate 2 has the same outer diameter as the cylinder 4. Cent- the chamber piece 2 is intended to be joined to the piston rod 6 of the piston (shown) only partially) and is provided for this purpose with an internal co- na 7, which corresponds to an outer cone on the piston rod 6. The cone 7 tapers in the direction from the end plate 3. At the end plate 2, the center the room piece provided with a recess 8 for a nut 9, which shall hold the piston rod 6. However, the piston rod bracket is not off essential importance for the embodiment according to the invention. What we- said design is intended for crosspiece motors but the center piece can also be made for trunk motors with the connecting rod stored directly in the piston. ' Further, the end plates 2 and 3 are joined by ribs 10, flat pieces extending radially between the cylinder 4 and the center piece 5. This is shown in particular in Fig. 2.

De nu beskrivna delarna utgör kolvens grundstomme, vilken således har formen av en cylinder, som bildas av den övre änd- plattans ytterdiameter och cylinderns 4 ytterdiameter med denna cylinder försedd med en fläns, vilken bildas av den undre änd- plattan 3. De beskrivna delarna, som bildar denna stomme, är fast förenade med varandra, som nämnts exempelvis genom svetsning.The parts now described form the basic body of the piston, which thus, the shape of a cylinder formed by the upper end has the outer diameter of the plate and the outer diameter of the cylinder 4 therewith cylinder provided with a flange, which is formed by the lower end the plate 3. The described parts, which form this body, are fixed joined together, as mentioned, for example, by welding.

Stommen kan emellertid alternativt vara gjuten.However, the frame may alternatively be cast.

Kolvens tätningsanordníng är monterad på denna stomme. Den består vid den visade utföringsformen av fem ringformiga hållare, vilka i genomskärning har formen av ett omvänt L. Denna form bildas av en fläns, som sträcker sig mellan cylinderns 4 ytter- diameter och en gemensam ytterdiameter 12 för samtliga hàllarna.The piston sealing device is mounted on this body. The consists in the embodiment shown of five annular holders, which in cross-section have the shape of an inverted L. This shape formed by a flange extending between the outer parts of the cylinder 4 diameter and a common outer diameter 12 for all the holders.

Samt dessutom av en cylindermantelformig del, vars innerdiameter är styrd utanpå, cylindern 4; Hållarna är av tre slag en övre hållare 13 i höjd med den övre ändplattan 2, hållare 14, samt mellan dem en mittre hållare 15. Slutligen finns två mellanliggande en undre hållare närmast den undre ändplattan 3, vilken är av samma slag som de mellanliggande hàllarna och som även den be- tecknas med 14. Den övre hållaren 13 har i monterat läge sin 455»so§ ' -3 yttre, axiella flänsyta i höjd med den yttre, axiella ändytan för ändplattan 2 samt är försedd med försänkningar 16, vilka även skär in i ändplattan 2, se även fig. 2. Hàllarna 14 har i huvud- sak plana flänsar och är ej försedda med några försänkningar.And also of a cylindrical shell-shaped part, the inner diameter of which is controlled on the outside, the cylinder 4; The holders are of three types one upper holder 13 at the height of the upper end plate 2, holder 14, and between them a middle holder 15. Finally there is two intermediate a lower holder closest to the lower end plate 3, which is off the same kind as the intermediate holders and which also is drawn with 14. The upper holder 13 has in mounted position its 455 »so§ '-3 outer, axial flange surface at the height of the outer, axial end surface for end plate 2 and is provided with recesses 16, which also cut into the end plate 2, see also Fig. 2. The holders 14 have in the main flat flanges and are not provided with any recesses.

Ytterdiametern för hållarnas 14 cylindermantelformiga parti är relativt långt indragen och i linje med motsvarande yta pà den övre hàllaren 13. Den mittre hàllaren 15 har emellertid större diameter vid denna yta än de övriga hállarna men är i övrigt stort sett lika som dessa. Mellan hállarnas flänsar respektive mellan den undre hällarens fläns och ändplattan 3 bildas fem spår, fyra yttre spår 17 och ett mittre spår 18. Ytterspáren 17 är genom den indragna cylindermantelytan djupare än mittspáret 18.The outer diameter of the cylindrical shell-shaped portion of the holders 14 is relatively far indented and in line with the corresponding surface on it the upper holder 13. However, the middle holder 15 has a larger one diameter at this surface than the other holders but is otherwise much like these. Between the flanges of the halves respectively between the lower pourer flange and the end plate 3, five are formed tracks, four outer tracks 17 and a middle track 18. Outer tracks 17 is deeper through the retracted cylinder surface than the center groove 18.

Genom samtliga hàllarna 13, 14, 15 sträcker sig i en ring placerade häl 20, son\ vid den övre ändplattan 2 avslutas med nämnda försänkningen 16 och i ändplattan 3 avslutas med gängade hål 21. Genom dessa hàl skall sträcka sig skruvar 22, vilka är ingängade i ändplattans 3 nämnda gänga 21. Genom fastdragning av skruvarna 22, vilka är formade som s.k. töjskruvar med ett antal nedsvarvningar mellan vilka befinner sig styrande partier, kan hällarna dras fast mot ändplattan 3 kring cylindern 4.Extends through all the holders 13, 14, 15 in a ring placed heel 20, son \ at the upper end plate 2 ends with said recess 16 and in the end plate 3 ends with threaded holes 21. Through these holes should extend screws 22, which are threaded into said thread 21 of the end plate 3. By tightening the screws 22, which are shaped as so-called stretch screws with a number turns between which there are governing parties, can the hobs are tightened against the end plate 3 around the cylinder 4.

I detta fasthållna läge av hállarna 13, 14, 15 är de avsedda att fasthàlla ett antal tätningsringar 25 och 26 av grafitmate- rial. Ringarna har en i huvudsak kvadratisk tvärsektion och kan vara delade eller odelade. Deras ytterdiameter är anpassad till det cylinderlopp, som kolven skall löpa i för att täta i det- samma. Genom användning av grafitmaterialet kan ringarna tillåtas glida över den metalliska yta, som bildar cylinderloppet och genom grafitens inneboende glidegenskaper utan att något smörj- medel behöver tillföras. Av ringarna styr endast den ring 26, som är placerad i det mittre spåret 18 kolven i cylinderloppet och en andra styrning för kolven bildas av det tvärstycke av känt slag, som kolvstàngen 6 är förenad med. Om kolven skulle sträva att vicka på grund av utböjningar hos kolvstángen eller genom onoggranheter i tvärstyckets styrning kommer denna vickning att ske över kolvens mittlinje med ringen 26 i spåret 18 som lager- styrning. De yttre ringarna 25 kan därvid röra sig i sina spår 17 genom den frigàng de har till spàrets inre vägg och de utsättes härigenom ej för någon ojämn belastning från glidytan. r.¿-_ f" 455 sos -p Det är ibland nödvändigt att tätningarna på en kolv ges en översyn eller måste bytas ut. Vid traditionella utföranden måste därvid kolven drages ur cylinderloppet, en besvärlig operation som erfordrar lösgörande av kolven från drivmekanismen. Vid ut- förandet enligt uppfinningen kan hela tätningspaketet, som bildas av hållarna 13, 14, 15 och tätníngsringarna 25, 26 lyftas om skruvarna 22 först borttagits. Detta kan ske genom att cylinderns lock borttages och utan att drivmekanismen röres. En sådan opera- tion kan ske mycket snabbt och det uttagna paketet kan ersättas av ett nytt eller ett renoverat.In this held position of the holders 13, 14, 15 they are intended to hold a number of sealing rings 25 and 26 of graphite material rial. The rings have a substantially square cross section and can be divided or undivided. Their outer diameter is adapted to the cylinder bore in which the piston is to run in order to seal in the same. By using the graphite material, the rings can be allowed slide over the metallic surface, which forms the cylinder bore and through the inherent sliding properties of graphite without any lubrication funds need to be provided. Of the rings, only the ring 26, which is located in the middle groove 18 piston in the cylinder bore and one second guide for the piston is formed by the crosspiece of known type, to which the piston rod 6 is connected. If the piston should strive to wobble due to deflections of the piston rod or through inaccuracies in the control of the crosspiece, this wobble will over the center line of the piston with the ring 26 in the groove 18 as the bearing steering. The outer rings 25 can then move in their grooves 17 through the clearance they have to the inner wall of the track and they are exposed thereby not for any uneven load from the sliding surface. r.¿-_ f "455 sos -p It is sometimes necessary to give the seals on a piston one overhaul or must be replaced. In traditional designs must in which case the piston is pulled out of the cylinder bore, a cumbersome operation which requires detachment of the piston from the drive mechanism. At the out- According to the invention, the entire sealing package formed of the holders 13, 14, 15 and the sealing rings 25, 26 are lifted again the screws 22 were first removed. This can be done by the cylinder cover is removed and without moving the drive mechanism. Such an operation tion can be done very quickly and the withdrawn package can be replaced of a new or a renovated.

Vid framställning av kolven enligt uppfinningen erfordras en sådan noggranhet, att kolvringarna har god anliggning mot sidorna i sina spår men dock ej sådan passning, att den radiella rör- ligheten för de yttre kolvringarna 25 i spåren 17 äventyras. Ett visst glapp kan tillåtas i axiell riktning emedan vid kolvrörel- sen ringarna på grund av friktionen kommer att tryckas mot endera av spårets sidoytor. Om ringarna 25 är delade kan de vara för- sedda med fjäderorgan för åstadkommande av en eftergivlig an- tryckning. Sådana fjäderorgan antydes vid 27 i fig. 1.In preparing the piston according to the invention, one is required such accuracy that the piston rings have a good abutment against the sides in their grooves but not so fitting that the radial tube the similarity of the outer piston rings 25 in the grooves 17 is compromised. One some play may be allowed in the axial direction because in the piston movement then the rings due to the friction will be pressed against either of the side surfaces of the track. If the rings 25 are split, they may be provided with spring means for providing a resilient printing. Such spring means are indicated at 27 in Fig. 1.

Genom kolven enligt uppfinningen kan således smörjfria ång- cylindrar uppnås. Samtidigt är utförandet fördelaktigt ur till- verkningssynpunkt och som nämnts även med tanke på översyn. Även om vid utföringsformen grafit nämnts som material i ringarna kan även andra smörjningsfria, företrädesvis icke metalliska material tänkas, vilka uthärdar förekommande tryck, slitage och tempera- tur, vilket grafit gör.Thus, by means of the piston according to the invention, lubrication-free steam cylinders are achieved. At the same time, the design is advantageous from the point of view and as mentioned also with a view to review. Also if in the embodiment graphite is mentioned as material in the rings can also other lubrication-free, preferably non-metallic materials which can withstand existing pressure, wear and temperature luckily, which graphite does.

Claims

455 806 PATENT REQUIREMENTS

Apparatus for working pistons for steam engines with pistons comprising a piston body (1) with an upper side (2) and a lower side (3) and an at least substantially cylindrical outer jacket (13) in which groove (17, 18) is received, sealing rings (25, 26) inserted in the grooves with a first axial side and an opposite second axial side, an inner jacket and an at least substantially cylindrical outer jacket, which when the rings are inserted in their respective grooves are arranged to be located outside the outer casing (13) of the piston, the piston body (1) being formed partly by a central part (2-5) with a bracket (7) for a piston rod (6) and with an outer casing (4), the diameter of which is lower than the diameter of the said outer shell (13) of the piston body, and partly of a holding device (12, 14), which is stepped on the outside of the central part and in which said grooves (17, 18) are made, it is possible to draw, that the holding device consists of a retaining ring (12, 15) for each sealing ring (25, 26), which retaining rings in a stack is threaded over the jacket (4) of the central portion and attached thereto and which together form the said outer jacket (13) of the piston body, and that the retaining rings (12, 14), in a radially extending cross-section, have an L-shape with a flat annular portion and a cylindrical shell-shaped portion extending therefrom from the inner edge of its inner edge, the outer diameter of the flat portion forming the outer shell (13) of the piston body while the cylindrical shell-shaped portion which is smaller than the former. the outer diameter of the portion, _hilds the bottom (17, 18) of the groove in question, while the annular portions together form at least some of the sides of the groove (17, 18).

Device according to claim 1, characterized in that the central part (2-5) of the piston body (1) has an end plate (3) projecting from its said jacket (4), which is arranged to form a support for the retaining rings (12, 14) stacked on it.

Device according to claim 2, characterized in that a number of screws (22) extend through all the retaining rings (12, 14), which are arranged to be held in said end plate (3) and to end with a head at the piston the other end of the body) (2) for pressing against the outermost holding ring (12) located there.

Device according to claim 3, characterized in that of the sealing rings (25), a ring, preferably a ring located at the center of the piston body (1), is arranged to abut against the bottom of the groove (18) in question and thereby with its outer diameter constituting a control for the piston in a intended cylinder bore, while the other rings (25, 26) have a play towards the respective track bottom, but arranged for preferably resilient pressure with their outer diameters against said cylinder bore, whereby an inclination of the piston in the cylinder bore leads to the oscillation of the piston around the former ring-under leading to eccentric position of the others.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing rings (25, 26) consist of bodies of a non-metallic material, preferably graphite, while the piston body (1) consists at least substantially of a metallic material, preferably steel.