活塞杆周围具有护套的往复式压缩机的制作方法

1.本文所公开的主题涉及一种往复式压缩机。


背景技术：

2.常规的往复式压缩机具有容纳在圆筒内部的活塞，以及机械地连接到活塞以便驱动活塞的杆。圆筒具有开口，其中杆可以滑动以便使杆进行往复运动。这种开口需要在活塞杆周围进行密封，以便减少圆筒的气体泄漏。
3.根据已知解决方案，圆筒的开口在活塞杆周围的密封通过填充布置结构来完成，该填充布置结构包括由半结晶热塑性塑料(诸如聚醚醚酮，通常称为“醚酮”)制成的一系列环，该一系列环被布置在活塞杆周围并且容纳在所谓的“杯状物”中。醚酮环在设计上为基本上分体式的并且由弹簧元件环绕，该弹簧元件周向地压缩分体式环，使得分体式环抵靠活塞杆突出，从而在环与活塞杆之间积极地密封间隙。
4.有利地，压靠在活塞杆上的醚酮环不提供完美的密封，并且一些气体可在活塞杆进行往复运动期间通过杯状物从圆筒中逸出。另外，压靠在活塞杆上的醚酮环在活塞进行往复运动期间确定摩擦，摩擦会导致能量消耗和活塞杆磨损。


技术实现要素：

5.将期望一种往复式压缩机，该往复式压缩机具有圆筒，该圆筒对活塞杆周围的间隙具有经改善的密封。
6.根据第一方面，本文所公开的主题涉及一种往复式压缩机；该往复式压缩机包括圆筒和活塞，该活塞在圆筒的压缩室内部滑动；活塞杆机械地连接到所述活塞并且穿过圆筒的孔，使得在活塞杆与孔之间存在环形间隙；为了避免(或至少限制)气体从间隙泄漏，护套被布置在活塞杆周围；护套在一侧上附接到活塞并且在另一侧上附接到圆筒。
7.根据第二方面，本文所公开的主题涉及一种避免或限制往复式压缩机的压缩室泄漏的方法；具体地，泄漏通过位于往复式压缩机的活塞杆周围的间隙发生；通过将活塞杆与压缩室中的气体隔离来避免(或至少限制)泄漏；有利地，通过将护套布置在活塞杆周围来完成隔离。
附图说明
8.当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将容易地获得对所公开的实施方案及其伴随优点的更全面理解，这同样变得更好理解，其中：
9.图1示出了往复式压缩机在操作期间处于第一位置即当活塞处于其头部侧位置时的实施方案的示意性横截面；
10.图2示出了在操作期间处于第二位置即当活塞处于其曲柄侧位置时的图1的实施方案的示意性横截面；并且
11.图3示出了图2的横截面的放大视图。
具体实施方式
12.在现有技术的往复式压缩机，即其中活塞在压缩室内部来回移动的压缩机中，在活塞杆通过孔来回移动时，气体可从活塞的杆与压缩室壁中的孔之间的间隙离开压缩室。为了避免气体离开，在本发明的往复式压缩机中，活塞杆具有密封护套，使得围绕活塞杆的气体不能与活塞杆接触并流动通过活塞杆周围的间隙。
13.现在将详细参考本公开的实施方案，其示例在附图中示出。通过解释本公开而非限制本公开来提供每个示例。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本公开进行各种修改和变型。
14.图1、图2和图3示出了往复式压缩机100。这些附图，特别是图1和图2，示出了往复式压缩机100的一个圆筒110和一个活塞130。然而，根据本文所公开主题的另选往复式压缩机可具有任何数量的圆筒和活塞；具体地，根据一些实施方案，一个活塞可在活塞的相对侧机械地连接到两个活塞杆。
15.活塞杆134机械地连接到活塞130并从活塞130的第一侧突出。活塞杆134可与活塞130成一体或与其刚性连接。
16.圆筒110具有压缩室111；在图1中，参考标号111置于活塞杆134上方和下方两处，以清楚地表明，压缩室横向围绕活塞杆并且可为圆柱形的。根据本文所公开主题的另选往复式压缩机可在活塞的相对侧(该侧在图1中未示出)上具有另一压缩室。
17.活塞130可滑动地布置在压缩室111中，以便能够沿着平移轴线“t”以往复式平移运动进行移动，以对压缩室111内部的气体进行压缩；活塞杆134具有对应的往复式平移运动。具体地，活塞130能够在对应于图1中活塞位置的头部侧位置与对应于图2中活塞位置的曲柄侧位置之间移动；在头部侧位置，活塞杆134的大部分位于压缩室111的内部，而在曲柄侧位置，活塞杆134的一小部分位于压缩室111的内部。
18.根据附图的实施方案，圆筒110包括横向壁112、曲柄侧壁115和未在附图中示出的头部侧壁；所述侧壁可为圆柱形的；曲柄侧壁和头部侧壁可为圆柱形的。横向圆柱形壁112具有流体联接到阀(未在附图中示出)的一个或多个流动通道113，该阀控制入口气流和出口气体流向和流出压缩室111。头部侧壁和曲柄侧壁垂直于平移轴线“t”布置。曲柄侧壁115具有用于活塞杆134的开口116(特别是位于平移轴线“t”处)、面向压缩室111的内部表面117，以及与内部表面117相对的外部表面118。活塞杆134被布置成穿过开口116。
19.根据另选的实施方案，曲柄侧壁和头部侧壁均可具有用于两个活塞杆的开口，特别是均位于平移轴线“t”周围的开口；在这种情况下，往复式压缩机具有两个压缩室。
20.根据附图的实施方案，所谓的“填充主体”119在开口116处密封地连接到曲柄侧壁115。填充主体119具有用于活塞杆134的孔120，优选地沿着平移轴线“t”定位。活塞杆134可滑动地插入通孔120，并且具有头部侧端部和曲柄侧端部，该头部侧端部机械地连接到活塞130并且在交替式压缩机的任何操作时间处位于压缩室111的内部，该曲柄侧端部机械地连接到曲柄机构(未在附图中示出)并且在交替式压缩机的任何操作时间处位于压缩室111的外部。曲柄机构被布置成以其往复运动驱动活塞130。填充主体119可被布置成当活塞杆134在其内部以往复运动移动时对孔120提供一定程度的密封。
21.有利地，填充主体119为凸缘衬套121或包括凸缘衬套121，该凸缘衬套限定孔120并且具有被布置成紧固到曲柄侧壁115的凸缘122，如图3所示。
22.具体地，衬套121的凸缘122具有环形表面123，该环形表面被布置成压靠曲柄侧壁115。优选地，密封元件插置在填充主体119的环形表面123与曲柄侧壁115之间。拉杆126可用于使填充主体119压靠曲柄侧壁115，以便将此二者密封地联接。在图中所示的构型中(特别是参见图3)，可将填充主体119从压缩室111的外部安装在曲柄侧壁115上并从该曲柄侧壁移除。
23.当填充主体119安装到曲柄侧壁115时，衬套121完全地插入开口116中；另选地，衬套仅部分地插入开口中。有利地，衬套121具有另一环形表面124，该另一环形表面被布置成当填充主体119安装到曲柄侧壁115时面向压缩室111，其可用于附接活塞杆的护套，将在下文中描述；具体地，环形表面124的径向位置位于相对于环形表面123的径向位置的内部。
24.有利地，圆筒110(特别是曲柄侧壁115)具有凹部127，该凹部用于至少部分地容纳护套，将在下文中描述。在附图的实施方案中(特别参见图3)，凹部127是开口116的一部分，并且由曲柄侧壁115的内部表面117和填充主体119的环形表面124部分地限定(参见图3中的虚线)。
25.往复式压缩机100还包括护套150，该护套被布置在活塞杆134周围并且位于压缩室111的内部，以便相对于孔120密封压缩室111。护套150从活塞侧端部152延展到圆筒侧端部154。由于由护套提供的密封效果，因此，填充主体可被设计成对活塞插入的孔不提供密封或只提供有限密封。
26.护套150的活塞侧端部152密封地附接到活塞130，特别是被固定到活塞130的活塞凸缘136，以便将活塞侧端部152密封地联接到活塞130。优选地，护套150和活塞凸缘136通过压制过程和/或通过使用粘合剂来粘合。有利地，活塞凸缘136被布置在活塞杆134周围并且具有内部表面(例如圆柱形表面137)，该内部表面面向活塞杆134并与外部表面的形状(例如圆柱形的活塞杆134)匹配。
27.护套150的圆筒侧端部154密封地附接到圆筒110，特别是被固定到圆筒110的曲柄侧壁115的填充主体119。有利地，圆筒110包括圆筒凸缘128，该圆筒凸缘紧固到填充主体119的内部环形表面124，以便将护套150的圆筒侧端部154密封地连接到填充主体119。优选地，护套150和圆筒凸缘128通过压制过程和/或通过使用粘合剂来粘合。有利地，圆筒凸缘128被布置在活塞杆134周围并且具有内部表面(例如圆柱形表面129)，该内部表面面向活塞杆134并与外部表面的形状(例如圆柱形的活塞杆134)匹配。
28.护套150被布置成适应活塞130在头部侧位置(参见图1)与曲柄侧位置(参见图2)之间的不同位置。具体地，护套150能够沿平移轴线“t”延展；在处于活塞130的头部侧位置时，护套150处于其延展构型或最大延展，该头部侧位置对应于活塞130距填充主体119的最大距离；在处于活塞130的曲柄侧位置时，护套150处于其回缩构型或最小延展，该曲柄侧位置对应于活塞130距填充主体119的最小距离。应注意，根据附图的实施方案，护套150总是部分地容纳在凹部127中；然而，在回缩构型中，在凹部中容纳护套的较大部分，直到容纳整个护套。
29.图2与图1的不同之处在于，活塞130更靠近圆筒110的曲柄侧壁115和填充主体119；因此，活塞凸缘136更靠近圆筒凸缘128；护套150被回缩；压缩室111的体积更小。
30.优选地，护套150由不透气、柔性和耐用材料制成，诸如合成橡胶材料或柔性复合材料。
31.根据附图的实施方案，护套150是波纹形和可折叠的，以便适应活塞130在头部侧位置与曲柄侧位置之间的不同位置。有利地，护套150不仅可为波纹形的，而且可为能够弹性延展的。
32.根据在附图中未示出的其他实施方案，活塞可具有凹部，该凹部位于活塞杆周围，以便至少部分地容纳护套，尤其是当护套处于其回缩构型并且活塞处于其曲柄侧位置时。
33.根据在附图中未示出的其他实施方案，圆筒和活塞均可具有凹部，以便至少部分地容纳护套，尤其是当护套处于其回缩构型并且活塞处于其曲柄侧位置时。
34.根据另一方面，本文所描述的主题涉及一种避免(或至少限制)从往复式压缩机的压缩室通过间隙泄漏的方法，该间隙位于在往复式压缩机的圆筒内部滑动的活塞杆的周围。该方法例如通过上文所描述并且在附图中示出的往复式压缩机的实施方案来实现；该方法的以下描述将参考此实施方案而没有任何限制意图。
35.该方法包括将活塞杆与压缩室中的气体密封地隔离的步骤。例如，根据上述实施方案，活塞杆134在交替式压缩机的任何操作时间处与压缩室111中的气体隔离。
36.有利地，例如在附图的实施方案中，该分离步骤包括将护套(在附图中标记为150)布置在活塞杆(在附图中标记为134)周围。
37.为了实现密封，护套150的活塞侧端部152可密封地附接到活塞130，并且/或者护套150的圆筒侧端部152可密封地附接到圆筒110，特别是如先前所述的圆筒的所谓“填充主体”119。