NO327494B1 - Stempelkompressor - Google Patents
Stempelkompressor Download PDFInfo
- Publication number
- NO327494B1 NO327494B1 NO19993511A NO993511A NO327494B1 NO 327494 B1 NO327494 B1 NO 327494B1 NO 19993511 A NO19993511 A NO 19993511A NO 993511 A NO993511 A NO 993511A NO 327494 B1 NO327494 B1 NO 327494B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- compressor according
- support part
- piston rod
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 polyphenylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
- F04B53/143—Sealing provided on the piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/008—Spacing or clearance between cylinder and piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/0808—Carbon, e.g. graphite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
- F05C2251/046—Expansivity dissimilar
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
- Y10S417/01—Materials digest
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
En kompressor med minst et tørtløpende ført stempel (5) som med en sylinderinnsats (33) begrenser en ringspalt som er åpen over det felles lengdeavsnitt, hvor ringspalten tillater en lekkasjestrømning av det komprimerte medium. Stempelet (5) er via en stempelstang (42) sammenkoplet med en støttedel (38) som er ført forskyvbart i retning av dens lengdeakse (6) og som er for- bundet med en drivinnretning. Stempelstangen (42) samvirker med stempelet (5) og støtte-delen (32 via endesidige kom- plekse støtteflater (43) som tillater relativbevegelser av støttedelen (38) i forhold til stempelet (5) som forløper på tvers av lengdeaksen (6). Tilsvarende oppnås en parallellføring av stempelet (5) i sylinderinnsatsen (33) som er upåvirket av svingninger i drivdelene. Stempelet (5) har et metallisk hovedlegeme (61) og et av plastmateriale fremstilt mantellegeme (62) på hvilket stempelets (5) løpeflate er dannet. Sylinderen (5) er fremstilt av et mate- riale med en varmeutvidelseskoeffisient som tilsvarer i det minste tilnærmet en resulterende varmeutvidelseskoeffisient for materialene i hovedlegemet (61) og mantellegemet (62). Kompressoren ifølge oppfinnelsen er særlig egnet for oljefri komprimering av en gass.
Description
Oppfinnelsen angår en stempelkompressor som angitt i innledningen i krav 1.
Ved en stempelkompressor av nevnte type kjent fra EP patentskrift 0 378 967 er stempelet og sylinderen hver utført med en løpeflate av et slitefast materiale, idet stempelet er støttet på en forbindelsesdel sammenkoplet med en drivinnretning, og er ført bevegelig i sylinderen på tvers av lengdeaksen. Ved den kjente utførelse blir det særlig ved småkompressorer med kort slaglengde frembrakt en tørrløpende spalteringtetning som tillater en forutbestemt lekkasjestrøm av det komprimerte medium. Her må de slitefaste materialer i stempelet og sylinderen velges slik at de i det minste tilnærmet oppviser like varmeutvidelseskoeffisienter for å holde lekkasjetapet under driften i det vesentlige konstant.
Fra den kjente teknikk skal det videre vises til GB 1 566 576 og US 5 493 953.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en videreutviklet stempelkompressor av den innledningsvis nevnte type egnet for utførelser med dimensjoner valgbare innenfor en forholdsvis stor båndbredde på en kostnadsgunstig fremstillbar byggemåte, som muliggjør dannelse av en tørtløpende spalteringtetning med små byggekostnader og også ved utførelser med forholdsvis lang slaglengde, som sikrer en konstant lekkasjestrømning.
Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål ved de karakteristiske trekk angitt i krav 1. Ved den anordnede kombinasjon ifølge oppfinnelsen av et stempel utført med et metallisk hovedlegeme og et mantellegeme av plast som omgir hovedlegemet, og en sylinder som omgir disse med en ringspalt, kan varmeutvidelsen av stempelet påvirkes på særlig enkel, kostnadsgunstig måte, og tilpasses varmeutvidelseskoeffisienten for sylinderpartiet som omgir stempelet gitt av materialet som er anvendt i sylinderen, henholdsvis holdes innenfor et forutbestemt utvidelsesområde, idet materialvalget og forholdet mellom deltverrsnittene av hovedlegemet og mantellegemet tilpasses hverandre tilsvarende en forutbestemt resulterende varmeutvidelse for de to stempeldeler. Tilsvarende kan det oppnås en tørrløpende spalteringtetning med en i det vesentlige konstant minimal klaring mellom stempelet og sylinderen, slik at det innenfor et forholdsvis stort, driftsmessig forutbestemt temperaturområde kan sikres en berøringsfri føring av stempelet fritt for sidekrefter. Materialkombinasjonen ifølge oppfinnelsen er også egnet for utførelser med forholdsvis høye stempelhastigheter, idet særlig mantellegemet fremstilt av plast også hindrer en blokkering av stempelet i tilfellet spaltringtetningen svikter, og sikrer dermed en høy driftssikkerhet for kompressoren. Mantellegemets plastmateriale kan dessuten være smurt med et tørrsmøremiddel, for eksempel polyfenylensulfid (PPS), polytetrafluoretylen (PTFE), polyetylen (PE) eller liknende. En spesiell fordel ved utførelsen ifølge oppfinnelsen består i at den beskrevne, i det vesentlige berøringsfrie føring av stempelet kan oppnås med enkle midler, særlig uten ytterligere kostbare føringsinnretninger, og med anvendelse av kostnadsgunstige, forholdsvis lett bearbeidbare materialer. Tilsvarende er også kostnadsgunstige utførelser realiserbare med forholdsvis store stempel/sy Under-dimensjoner og/eller slaglengder.
Flere utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel og under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en stempelkompressor ifølge oppfinnelsen i et planriss med et horisontalt delsnitt, og fig.
2 viser en detalj av stempelkompressoren på fig. 1 i større målestokk.
Den viste stempelkompressor, en firetrinns kompressor for oljefri komprimering av en gass, har fire horisontalt anordnede sylindere 1, 2, 3 og 4 med deri førte stempler koplet i serie, av hvilke det bare er vist et stempel 5 ført i en sylinder 4. Sylindrene 2 og 4 er sentrert om en i tegningsplanet liggende felles horisontal akse 6, mens sylindrene 1 og 3 er sentrert om en felles horisontal akse 7 forskjøvet tilbake i forhold til tegningsplanet. Stemplene i sylindrene 2 og 4 er hvert sammenkoplet med et glidestykke 12 via en føringsdel 8 henholdsvis 10 bevegelig i retning av aksen 6 og et tverrstykke 11 som forbinder disse. Glidestykket 12 er lagret på en veivtapp 13 på en vertikalt anordnet veivaksel 14, og ført forskyvbart på tvers av aksen 6 mellom to føringsbaner 15 dannet i tverrstykket 11. Stemplene i sylindrene 1 og 3 her hvert sammenkoplet med et ikke vist andre glidestykke lagret på veivtappen 13 via en føringsdel 16 henholdsvis 17 og et andre tverrstykke 18 som forbinder disse, hvor det andre glidestykke er ført forskyvbart på tvers av aksen 7 i det andre tverrstykke 18 forskjøvet 90° i forhold til det første tverrstykke 11. Veivakselen 14 er anordnet i et sentralt veivrom 20 i kompressorhuset, og sammenkoplet med en ikke vist motor, for eksempel en elektromotor.
Føringsdelen 10 er via en forbindelsesdel 21 ført i en hylse 22 som er åpen mot veivrommet 20 og som er anordnet i et husparti 4a av sylinderen 4. Føringsdelene 8, 16 og 17 er hver på tilsvarende måte via en ikke vist forbindelsesdel ført i en hylse 22 som er anordnet i et husparti 2a henholdsvis la henholdsvis 3a av den aktuelle sylinder 2 henholdsvis 1 henholdsvis 3.
Stemplene avgrenser i sylindrene 1, 2, 3 og 4 hvert et kompresjonsrom som står i forbindelse med to på det aktuelle sylinderhode lb, 2b, 3b henholdsvis 4b anordnede tilbakeslagsventiler en sugeventil 23 og en trykkventil 24. Sugeventilen 23 i sylinderen 1 som danner det første kompresjonstrinn kan tilsluttes en kilde med en gass som skal komprimeres via en sugeledning 25. Trykkventilen 24 i sylinderen 1 er via en forbindelsesledning 26 tilsluttet sugeventilen 23 i sylinderen 2 som danner det andre kompresjonstrinn. På tilsvarende måte er sylinderens to trykkventiler 24 via en forbindelsesledning 27 tilsluttet sugeventilen 23 i sylinderen 3 som danner det tredje kompresjonstrinn, hvor sylinderens 3 trykkventil 24 via en forbindelsesledning 28 er tilsluttet sugeventilen 23 på sylinderen 4 beregnet for sluttrykket. Sylinderens 4 trykkventil 24 er tilsluttet en trykkledning 30 som fører bort fra kompressoren. Forbindelsesledningene 26, 27 og 28 har hver et kjøleaggregat 31 for kjøling av gassen som tilføres det respektivt følgende kompresjonstrinn.
Stemplene er ført tørrløpende i sylindrene 1, 2, 3 og 4. Stemplene som er ført i sylindrene 1, 2 og 3 kan, som for eksempel kjent fra det innledningsvis nevnte EP-patentskrift 0 378 967, være forsynt med en ikke vist tetningsanordning og en føringsring av et materiale egnet for tørrløp, for eksempel Teflon. Disse stempler kan være stivt forbundet med det tilhørende tverrstykke 11 henholdsvis 18 via førings-delene 8, 16 og 17 som hver danner en stempelhals.
Stempelet 5 i kompresjonstrinnet beregnet for sluttrykket er ført i en sylinderinnsats 33 anordnet i sylinderen 4, hvor innsatsens boring med stempelet 5 avgrenser en ringspalt som er åpen over hele den felles lengde, og som tillater en forutbestemt lekkasjestrømning av den komprimerte gass i sylinderens 4 kompresjonsrom 32 mot forbindelsesdelen 21. En gjennomstrømningsåpning 34 anordnet i forbindelsesdelen 21 tillater en bortstrømning av lekkasjegassen i veivrommet 20, hvorfra lekkasjegassen føres bort via en ikke vist bortstrømningsledning, og eventuelt kan tilføres innsugingsledningen 25. Stempelet 5 er sammenkoplet med tverrstykket 11 via en holder 36 som tillater relativbevegelser av føringsdelen 10 forbundet stivt med tverrstykket 11 og forbindelsesdelen 21 på tvers av stempelets 5 lengdeakse 6. Sylinder-innsatsens løpeflate kan være forsynt med et hardstoffsjikt, for eksempel et slikt av amorft diamantliknende karbon (ADLC), titannitrid eller liknende.
Føringsdelen 10 er dannet i form av en hylse som kan påsettes på en sentreringsinnsats 37 av tverrstykket 11, og forbindelsesdelen 21 er anbrakt på hylsen. Forbindelsesdelen 21 er dannet i form av et skålliknende føringsstempel med en mantelflate som ifølge fremstillingen kan være forsynt med en føringsring 40 av et selvsmørende materiale egnet for tørrløp, for eksempel Teflon eller polyetereterketon (PEEK). Holderen 36 har en støttedel 38 som er innskrubar i tverrstykket 11 og gjennomtrenger forbindelsesdelen 21 og føringsdelen 10, hvor støttedelen 38 har et hodeparti 41 som kan forspennes mot forbindelsesdelen 21 og føringsdelen 10, og et bevegelig støtteelement på tvers av lengdeaksen av sylinderen 4 henholdsvis stempelet 5 i form av en stempelstang 42 som kan innsettes mellom hodepartiet 41 og stempelet 5 og som holdes hellbart til alle sider på stempelet 5 og i hodepartiet 41.
Som det fremgår av fig. 2 er stempelstangen 42 forsynt med konvekse støtteflater 43 dannet på dens endesider i form av kulekalotter, og er via disse støttet på et påsettingsparti anordnet i hodepartiet 41 henholdsvis i stempelet 5. Støtteflatene 43 kan ifølge fremstillingen her ha en krumningsradius r som i det vesentlige tilsvarer den halve lengde av stempelstangen 42 og som tillater en valsebevegelse fri for glidefriksjon av den aktuelle støtteflate 43 på påsettingspartiet. Ved denne forholdsvis store radius r av kulekalotten kan det oppnås et forholdsvis lite kjernetrykk i valseom-rådet og derved sikres en tilsvarende gunstig belastning av de samvirkende flatepartier. Påsettingspartiene kan ifølge fremstillingen være dannet på to lagerdeler 46 og 47 som hver er anordnet i en aksial blindboring 44 henholdsvis 45 av hodepartiet 41 henholdsvis stempelet 5. Boringene 44 og 45 er utført på en slik måte at de tillater utsvingningsbevegelser av stempelstangen 42 til alle sider, idet stempelets boring 45 har en slik dybde at stempelstangens 42 inntrengningsdybde tilsvarer minst omtrent den halve lengde, ifølge fremstillingen ca. 3/4 av stempelets 5 lengde. På denne måte kan stempelet 5 som holdes bevegelig i dets hodeområde innstille seg automatisk i en posisjon som muliggjør en omstrømning til alle sider av lekkasjegass. Hodepartiets 41 boring 44 er ifølge fremstillingen bestemt for opptak av en holdering 56 som omgir lagerdelen 46. Lagerdelen 46 og 47 kan være utført av et herdet stål eller være forsynt med en påsettingsflate av et slitasjebestandig materiale, for eksempel hardmetall.
Stempelstangens 42 stempelsidige ende er ført i stempelets 5 boring 45 gjennom en fjærende sprengring 51 anordnet i en ringnot 50 i stempelstangen 42, hvor sprengringen 51 tillater utsvingningsbevegelser av stempelstangen 42 ved valsebevegelser av støtteflaten 43 på lagerdelen 47. Sprengringen 51 holdes av en distansehylse 52 som kan innføres i boringen 45, og som er støttet på en fjærende støttering 54 som kan innsettes i en innvendig not 53 i stempelet 5, og som holder stempelstangen 42 liggende an mot lagerdelen 47. Den andre ende av stempelstangen 42 er ved hjelp av en tilsvarende anordnet andre sprengring 51 holdt i holderingen 56 anordnet i hodepartiets 41 boring 44, hvor holderingen 56 er sikret ved hjelp av en andre støttering 54 som kan innsettes i en innvendig not 54 i hodepartiet 51. Holderingen 56 er ifølge fremstillingen utført med en boring 55 som har et avsatt skulderparti 58 bestemt for mottak av sprengringen 51 og et endeavsnitt 60 som utvider seg fra skulderpartiet 58 konisk mot stempelet 5, hvor endeavsnittet 60 tilsvarer tilsvarende utsvingningsbevegelser av stempelstangen 42 ved valsebevegelser av støtteflaten 43 på lagerdelen 46.
Avvikende fra den viste utførelse kan hodepartiet 41 også være forsynt med en boring 44 som strekker seg dypere inn i støttedelen 38 og derved muliggjør mottak av et tilsvarende endeavsnitt av stempelstangen 42. På denne måte kan eventuelt en lengre stempelstang 42 med tilsvarende større radius r av lagerflaten 43 anvendes. Det er også mulig med en utførelse hvor stempelet 5 er forsynt med en boring 45 som har en dybde som tilsvarer for eksempel dybden av boringen 44 av hodepartiet 41 i den viste utførelse.
Stempelet 5 har et metallisk hovedlegeme 61 fremstilt for eksempel av Ni-Fe-legering og et mantellegeme 62 som omgir hovedlegemet 61 i det minste delvis ifølge fremstillingen i det vesentlige over hele lengden, hvor mantellegemet 62 er fremstilt av et plastmateriale, for eksempel polyetereterketon (PEEK), og hvor det på plastmater-ialet er dannet stempelets 5 løpeflate. Materialene i stempelet 5 og sylinderinnsaten 33 som opptar det er tilpasset hverandre på en slik måte at varmeutvidelseskoeffisienten for sylindermaterialet i det minste tilnærmet tilsvarer en koeffisient av stempelet 5 som resulterer fra kombinasjonen av varmeutvidelseskoeffisientene for materialene i hovedlegemet 61 og mantellegemet 62. Dermed er det ved hjelp av en kombinasjon av materialer med forskjellige varmeutvidelsesforhold realisert en kompressorutførelse med en ringspalt mellom stempel 5 og sylinder 4, henholdsvis sylinderinnsats 33 som forblir konstant over et forutbestemt temperaturområde.
Mantellegemet 62 kan være utført i form av en hylse som er påkrympbar på hovedlegemet 61 og gjennomgående over dets lengde, eller som vist på fig. 2 er sammensatt av flere ringavsnitt 63 som hvert enkelt kan anbringes ved siden av hverandre på hovedlegemet 61 for eksempel påpresses. Mantellegemet 62 kan videre være utført med flere ringnoter 64 som er forskjøvet mot hverandre i aksial retning, som ifølge fremstillingen er dannet av endene av ringavsnittene 63 som ligger an mot hverandre. Ringnotene 64 muliggjør en jevn fordeling av trykket som virker i ringspalten, som oppbygges i den trange spalt mellom ringnotene 64.
Som det videre fremgår av fig. 2 kan mantellegemet 62 henholdsvis hver av ringavsnittene 63 være forsynt med en forsterkningsstruktur av flere langfibrer 65 som er anordnet i et plan som i det vesentlige forløper på tvers av mantellegemets 62 lengdeakse 6. Langfibrene 65, i den viste utførelse karbonfibrer, kan som antydet på fig. 2, være anordnet i en vikling som gjennomtrenger mantellegemet 62 i omkretsret-ning, eller være anordnet i en annen ikke vist utførelsesform, hver i en flateliknende struktur som er dannet av flere langfiberstykker som krysser hverandre i et plan som forløper på tvers av lengdeaksen 6. Ved hjelp av den beskrevne forsterkningsstruktur kan det sikres at mantellegemet 62 som er dannet i ett stykke eller flere stykker også ved høye driftstemperaturer enda ligger fast på hovedlegemet 61, fordi langfibrene 65, særlig karbonfibrer, har en vesentlig mindre varmeutvidelseskoeffisient enn plastmateriale i mantellegemet 62. Tilsvarende kan det, som beskrevet i det forestående, oppnås en resulterende varmeutvidelse av stempelet 5 som er tilpasset varmeutvidelsen av sylinderinnsatsen 33.
Tverrstykket 11 er ført forskyvbart i retning mot lengdeaksen 6 gjennom de to forbindelsesdeler 21 i kompressorens hus, og er klaringsfritt forbundet med stempelet 5 som står under det tilsvarende endetrykk i retning av lengdeaksen 6 ved hjelp av den forestående beskrevne støtteanordning. Ved hjelp av den beskrevne støtteanordning blir det samtidig forhindret en overføring av tverrkrefter til stempelet 5 fra tverrstykket 11 som er ført glidende med tilsvarende sideveis klaring ved hjelp av forbindelsesdelene 21, slik at det oppnås en parallellføring av stempelet 5 innenfor sylinderen 4 henholdsvis sylinderinnsatsen 33 som er upåvirket av svingningene i tverrstykket 11. Tilsvarende kan det også utføres kompressorer med relativt lang slaglengde for høye trykk, for eksempel fra ca. 40 til 1000 bar, hver med en tørtløpende spalteringtetning, som har en konstant ringspalt under driften, som sikrer en konstant lekkasjestrømning av den komprimerte gass som omhyller stempelet 5 i hele dets lengde og dermed sikrer enn type lagring av stempelet 5 ved hjelp av den komprimerte gass. Den beskrevne utførelse muliggjør dannelse av gjennomstrømbare ringspalter i kompressorer hvor differansen mellom diameteren i boringen i sylinderinnsatsen 33 og diameteren av stempelet 5 er mindre enn 0,02 mm, for eksempel 0,005 mm, idet tykkelsen av ringspalten er bestemt av lekkasjetapet som innstiller seg driftsmessig mellom kompre-sjonsrommet 32 og veivrommet 20 som menes å være aksepterbar. Alt etter utførelse kan det ved minimal slitasje på stempelet 5 og sylinderinnsatsen 33 holdes konstant et driftsmessig akseptabelt lekkasjetap på for eksempel mindre enn 10%.
Oppfinnelsen er ikke begrenset verken av utførelser i den forestående beskrevne og viste type eller av anvendelser i høytrykksområdet. I det viste eksempel kan det også ifølge oppfinnelsen være dannet flere kompresjonstrinn, så som sylinderen 3. Utførelsen ifølge oppfinnelsen er også egnet for andre ett-trinns eller flertrinns-utførelser, for eksempel kompressorer for lavtemperaturteknikk.
Oppfinnelsen lar seg sammenfattende beskrive som følger: Kompressoren inneholder minst et tørtløpende ført stempel som med en sylinderinnsats begrenser en ringspalt som er åpen over det felles lengdeavsnitt, hvor ringspalten tillater en lekkasje-strømning av det komprimerte medium. Stempelet er via en stempelstang sammenkoplet med en støttedel som er ført forskyvbart i retning mot dens lengdeakse, hvor støttedelen er forbundet med en drivinnretning. Stempelstangen virker sammen med stempelet og støttedelen via endesidige konvekse støtteflater som tillater relativbevegelser av støttedelen i forhold til stempelet forløpende på tvers av lengdeaksen. Tilsvarende oppnås en parallellføring av stempelet i sylinderinnsatsen som er upåvirket av svingninger i drivdelene. Stempelet har et metallisk hovedlegeme og et mantellegeme fremstilt av et plastmateriale som stempelets løpeflate er dannet på. Sylinderen er fremstilt av et materiale som har en varmeutvidelseskoeffisient som i det minste tilnærmet tilsvarer en resulterende varmeutvidelseskoeffisient for materialene i hovedlegemet og mantellegemet. Kompressoren ifølge oppfinnelsen er særlig egnet for oljefri komprimering av en gass.
Claims (10)
1. Stempelkompressor med minst en sylinder (4) og et i denne ført stempel (5), som via et støtteelement som er bevegelig på tvers av sylinderens (4) lengdeakse og en støttedel (38) som er ført forskyvbart i retning av lengdeaksen (6) er sammenkoplet med en drivinnretning, idet støtteelementet samvirker med stempelet (5) og støttedelen (38) via en konveks støtteflate (43), og sylinderen (4) begrenser med stempelet (5) en trang ringspalt som er åpen over et felles lengdeavsnitt, hvor ringspalten tillater en forutbestemt lekkasjestrømning av det komprimerte medium, karakterisert ved at stempelet (5) har et metallisk hovedlegeme (61) og et mantellegeme (62) fremstilt av et plastmateriale som omgir hovedlegemet (61) i det minste på en del av dets lengde, hvor stempelets (5) løpeflate er dannet på mantellegemet (62), og at i det minste en del (33) som omfatter en tilsvarende løpeflate av sylinderen (4) består av et materiale som har en varmeutvidelseskoeffisient som tilsvarer tilnærmet en resulterende varmeutvidelseskoeffisient for materialet i hovedlegemet (61) og stempelets (5) mantellegeme (62), slik at ringspalten er konstant over et forutbestemt temperaturområde.
2. Kompressor ifølge krav 1, karakterisert ved at mantellegemet (62) har en forsterkningsstruktur av flere langfibrer (65) for eksempel karbonfibrer som gjennomtrenger mantellegemet (62), hvor langfibrene (65) i det vesentlige er anordnet i et plan som forløper på tvers av mantellegemets (62) lengdeakse (6).
3. Kompressor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mantellegemet (62) er dannet av flere ringavsnitt (63) som kan påtrykkes på hovedlegemet (61) ved siden av hverandre.
4. Kompressor ifølge foregående krav, karakterisert ved at det på mantellegemet (62) er dannet flere på dets ytre omkrets dannede ringnoter (64) forskjøvet mot hverandre i aksial retning.
5. Kompressor ifølge foregående krav, karakterisert ved at det som støtteelement er anordnet en stempelstang (42) som kan innsettes mellom stempelet (5) og støttedelen (38) og som holdes svingbar på stempelet (5) og på støttedelen (38), hvor de konvekse støtteflater (43) er dannet på stempelstangens (42) ender, og at stempelet (5) og støttedelen hver er forsynt med et påsettingsparti som er tilpasset den aktuelle støtteflate (43).
6. Kompressor ifølge krav 5, karakterisert ved at stempelstangens (42) støtteflater (43) hver er dannet i form av en kulekalott som har en krumningsradius r som i det vesentlige tilsvarer den halve lengde av stempelstangen (42).
7. Kompressor ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at minst en av delene som skal sammenkoples stempelet (5) og støttedelen (38) har en aksial boring (45 henholdsvis 44, 45) bestemt for mottak av et endeavsnitt av stempelstangen (42), idet boringen omgir stempelstangen (42) med en klaring som tillater utsvingningsbevegelser av stempelstangen (42).
8. Kompressor ifølge krav 7, karakterisert ved at den aksiale boring (45) i stempelet (5) strekker seg over en dybde som tilsvarer minst den halve lengde av stempelet (5).
9. Kompressor ifølge et av kravene 5-8, karakterisert ved at minst en av påsettingspartiene er dannet på en lagerdel (47 henholdsvis 46) som kan innlegges i den aksiale boring (45 henholdsvis 44, 55) i stempelet (5) henholdsvis støttedelen (38).
10. Anvendelse av minst en kompressor ifølge et av de foregående krav som høytrykkstrinn i en anordning bestående av flere sylinder-stempelaggregater koplet i serie for oljefri komprimering av en gass.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO19993511A NO327494B1 (no) | 1997-01-17 | 1999-07-16 | Stempelkompressor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CH1997/000015 WO1998031936A1 (de) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | Hubkolbenkompressor |
NO19993511A NO327494B1 (no) | 1997-01-17 | 1999-07-16 | Stempelkompressor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO993511D0 NO993511D0 (no) | 1999-07-16 |
NO993511L NO993511L (no) | 1999-09-16 |
NO327494B1 true NO327494B1 (no) | 2009-07-20 |
Family
ID=4550854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19993511A NO327494B1 (no) | 1997-01-17 | 1999-07-16 | Stempelkompressor |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6293764B1 (no) |
EP (1) | EP0953113B1 (no) |
AT (1) | ATE267957T1 (no) |
AU (1) | AU727704B2 (no) |
CA (1) | CA2278039C (no) |
DE (1) | DE59711674D1 (no) |
ES (1) | ES2221684T3 (no) |
NO (1) | NO327494B1 (no) |
WO (1) | WO1998031936A1 (no) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3789691B2 (ja) * | 1999-09-14 | 2006-06-28 | 三洋電機株式会社 | 高圧圧縮機の圧縮装置 |
DE10016351C2 (de) * | 2000-04-03 | 2002-09-26 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Treibriemen |
US6895855B2 (en) * | 2001-10-01 | 2005-05-24 | The Timken Company | Hydraulic motors and pumps with engineered surfaces |
US6764286B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-07-20 | Kelsey-Hayes Company | Piston pump with pump inlet check valve |
JP2003247487A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Sanden Corp | 斜板式圧縮機 |
JP2003269555A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Tsubakimoto Chain Co | 耐摩耗性テンショナ |
US7121192B2 (en) * | 2003-03-21 | 2006-10-17 | Dana Corporation | Piston ring coating |
US9856866B2 (en) | 2011-01-28 | 2018-01-02 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles |
US20140334954A1 (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-13 | Shou Meng Enterprise Co., Ltd. | Wear-resistant air pump |
US10001160B2 (en) | 2014-05-09 | 2018-06-19 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Connecting rod for an air compressor |
US11002268B2 (en) * | 2015-07-27 | 2021-05-11 | Cobham Mission Systems Davenport Lss Inc. | Sealed cavity compressor to reduce contaminant induction |
EP3337976A1 (de) | 2015-08-20 | 2018-06-27 | Haug Sauer Kompressoren AG | Hubkolbenkompressor, nachrüstsatz für einen hubkolbenkompressor und verwendung einer verbindungsstange in einem hubkolbenkompressor |
RU173811U1 (ru) * | 2017-06-22 | 2017-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Поршневой компрессор |
DE102022001448A1 (de) | 2022-04-14 | 2023-10-19 | Borsig Zm Compression Gmbh | Kolbenverdichter |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2261405A (en) * | 1938-09-21 | 1941-11-04 | Nicolle Arthur Villeneuve | Piston |
US3155014A (en) * | 1961-01-23 | 1964-11-03 | Garlock Inc | Plastic piston |
DE1302968B (de) * | 1963-06-15 | 1971-01-28 | Excentra Gmbh Hydraulische Ant | Verbindung zwischen dem Kolben einer Exzenterpumpe und einer Kolbenstange |
US3490683A (en) * | 1968-06-18 | 1970-01-20 | Vilter Manufacturing Corp | Gas compressor |
DE2146530A1 (de) * | 1971-09-17 | 1973-03-22 | Bbc Brown Boveri & Cie | Mehrstufiger, trockenlaufender hochdruckkolbenkompressor |
DE2534001A1 (de) * | 1975-07-30 | 1977-02-17 | Paul Hammelmann | Hochdruckplungerpumpe mit einem beruehrungslos gleitbar gelagerten plunger |
AU516210B2 (en) * | 1975-12-24 | 1981-05-21 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Vacuum pump |
US4270439A (en) * | 1977-06-24 | 1981-06-02 | Ponchaux Jean Luc | Fluid rotary machine |
US4313714A (en) * | 1979-10-01 | 1982-02-02 | Kubeczka Johnny D | High pressure radial pump |
DE3134768C2 (de) * | 1981-09-02 | 1984-12-20 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn | Kolbenzylinderaggregat für Brennkraftkolbenmaschinen, insbesondere für Otto- und Dieselmotoren |
DE3211763A1 (de) * | 1982-03-30 | 1983-10-13 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Kolbenverdichter |
FR2545545B1 (fr) * | 1983-05-02 | 1987-04-03 | Charbonnages Ste Chimique | Compresseur a mouvement alternatif destine aux tres hautes pressions et son application a un procede de polymerisation d'ethylene et d'a-olefines |
US4619592A (en) * | 1984-03-05 | 1986-10-28 | Bender Fredrick L | Pumping system having a main pump and a plurality of selectively operable subsidiary pumps |
US4846051A (en) * | 1988-02-23 | 1989-07-11 | Ford Motor Company | Uncooled oilless internal combustion engine having uniform gas squeeze film lubrication |
DE58903407D1 (de) * | 1989-01-19 | 1993-03-11 | Sulzer Ag | Hubkolbenkompressor. |
CH678881A5 (no) * | 1989-03-23 | 1991-11-15 | Sulzer Ag | |
US4986231A (en) * | 1989-05-04 | 1991-01-22 | Outboard Marine Corporation | Piston with graphite fiber mesh |
US4957416A (en) * | 1989-09-11 | 1990-09-18 | Dresser-Rand Company | Gas compressor |
US4986234A (en) * | 1989-10-31 | 1991-01-22 | Inco Limited | Polymetallic piston-cylinder configuration for internal combustion engines |
US5482443A (en) | 1992-12-21 | 1996-01-09 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization | Multistage vacuum pump |
US5493953A (en) | 1994-11-14 | 1996-02-27 | Thomas Industries Inc. | Cylinder and piston for compressor or vacuum pump |
-
1997
- 1997-01-17 AU AU13641/97A patent/AU727704B2/en not_active Expired
- 1997-01-17 CA CA002278039A patent/CA2278039C/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-17 ES ES97900186T patent/ES2221684T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-17 WO PCT/CH1997/000015 patent/WO1998031936A1/de active IP Right Grant
- 1997-01-17 AT AT97900186T patent/ATE267957T1/de active
- 1997-01-17 US US09/341,746 patent/US6293764B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-17 EP EP97900186A patent/EP0953113B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-17 DE DE59711674T patent/DE59711674D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-07-16 NO NO19993511A patent/NO327494B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0953113A1 (de) | 1999-11-03 |
EP0953113B1 (de) | 2004-05-26 |
CA2278039C (en) | 2006-12-19 |
US6293764B1 (en) | 2001-09-25 |
CA2278039A1 (en) | 1998-07-23 |
AU1364197A (en) | 1998-08-07 |
AU727704B2 (en) | 2000-12-21 |
ATE267957T1 (de) | 2004-06-15 |
DE59711674D1 (de) | 2004-07-01 |
NO993511L (no) | 1999-09-16 |
ES2221684T3 (es) | 2005-01-01 |
WO1998031936A1 (de) | 1998-07-23 |
NO993511D0 (no) | 1999-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO327494B1 (no) | Stempelkompressor | |
US4792289A (en) | Reciprocating pump for cryogenic fluids | |
US6688854B2 (en) | Compression apparatus | |
US6305265B1 (en) | Method and apparatus for pressurizing vaporous fluids | |
RU2737059C1 (ru) | Поршневое кольцо для поршневого компрессора и поршневой компрессор | |
KR102078095B1 (ko) | 왕복동 압축기 | |
JP2002501594A (ja) | 乾式作動システム用のシール要素及び斯かるシール要素の使用方法 | |
CN114761712B (zh) | 低温活塞环改进 | |
US20210148342A1 (en) | Piston of a hydraulic machine and hydraulic piston machine | |
US7140291B2 (en) | Oil-free/oil-less air compressor with an improved seal | |
KR102576271B1 (ko) | 유체 쿠션을 구비한 밀봉 디바이스 | |
US4644850A (en) | Fluid machine | |
JP7564095B2 (ja) | ラビリンスピストン圧縮機 | |
US20230332688A1 (en) | Throttle ring | |
KR102336893B1 (ko) | 팽창가능한 연속 링을 갖는 고압 회전식 밀봉-플러그 조립체 | |
US5277561A (en) | Very low temperature piston pump | |
US20050109289A1 (en) | High temperature and high pressure compressor piston ring | |
US3549155A (en) | Helically cut sleeve seal | |
CN113330213B (zh) | 活塞压缩机及其操作方法 | |
US20170074259A1 (en) | Compressor Piston Shape to Reduce Clearance Volume | |
BR102023006834A2 (pt) | Compressor de pistão | |
JP2003021415A (ja) | スターリング装置のディスプレッサ・シール組立 | |
JPH09287570A (ja) | オイルフリー二段往復圧縮機の連接棒小端部 | |
RU2116507C1 (ru) | Бесконтактный компрессор с газостатическим центрированием поршня | |
RU2015387C1 (ru) | Поршень поршневой машины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ATLAS COPCO (SCHWEIZ) AG, CH |
|
MK1K | Patent expired |