Дисковый литой поршень компрессора



Дисковый литой поршень компрессора
Дисковый литой поршень компрессора
Дисковый литой поршень компрессора
Дисковый литой поршень компрессора

 


Владельцы патента RU 2533265:

Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" (RU)

Изобретение относится к поршневым компрессорам. Дисковый поршень двойного действия - состоит из двух полых литых деталей 1 и 2, изготовленных из магниевого сплава. Каждая литая деталь 1 (2) содержит ступицу 9 (10), коническую торцовую стенку 11 (12), цилиндрическую обечайку 13 (14), радиальные ребра жесткости 15 (16) на стенках. Ребра жесткости 15 (16) имеют форму арки, ветви которой 19 и 20 прилиты к ступице 9 (10) и к цилиндрической обечайке 13 (14). Ребра могут быть выполнены переменной толщины и высоты. Уменьшается масса поршня и упрощается конструкция отливки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано преимущественно в многоступенчатых поршневых компрессорах.

Известен дисковый литой поршень компрессора, изготовленный из алюминиевого сплава. Известный поршень выполнен цельным и полым. Он содержит ступицу, цилиндрическую обечайку, плоские или конические торцовые стенки, с радиальными ребрами жесткости на этих стенках [Пластинин П.И. - Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. - 3-е изд. - М.: КолосС, 2008, с.292-296]. Ребра жесткости выполнены между торцовыми стенками (на всю высоту поршня), при этом все ребра прилиты к ступице и через одно ребро - к цилиндрической обечайке. При небольших размерах поршня ребра могут быть выполнены на торцовых стенках.

Выполнение литого поршня цельным (состоящим из одной детали) технологически ограничивает возможности уменьшения массы поршня. Тем самым, ограничены возможности уменьшения сил инерции поступательно движущихся масс и повышения быстроходности поршневого компрессора, в т.ч. при использовании известного поршня в первой ступени компрессора. Кроме того, отливка цельного поршня является технологически сложной.

В качестве прототипа изобретения выбран наиболее близкий к предложенному известный дисковый литой поршень компрессора, содержащий ступицу, цилиндрическую обечайку, торцовые стенки конической формы и радиальные ребра жесткости на стенках, выполненный из легкого сплава, полым и составным из двух частей, сопрягаемых в плоскости разъема, перпендикулярной оси поршня (US3908521A, 30.09.1975).

Возможность уменьшения массы известного поршня и тем самым уменьшения сил инерции поступательно движущихся масс в компрессоре ограничена выполнением ребер жесткости на всю высоту поршня и физико-механическими свойствами применяемых алюминиевых сплавов. В поршне из алюминиевого сплава уменьшение геометрических размеров ребер жесткости не обеспечивает уменьшения массы поршня - как показала экспериментальная проверка, для обеспечения прочности и жесткости требуется при этом увеличивать число ребер.

Изобретение направлено на уменьшение сил инерции поступательно движущихся масс в поршневом компрессоре с целью повышения быстроходности компрессора.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в уменьшении массы поршня. Кроме того, упрощается конструкция отливки.

Указанный результат достигается тем, что дисковый литой поршень компрессора, содержащий ступицу, цилиндрическую обечайку, торцовые стенки и радиальные ребра жесткости на стенках, выполненный из легкого сплава, полым и составным из двух частей, сопрягаемых в плоскости разъема, перпендикулярной оси поршня, дополнен новыми признаками:

- поршень выполнен из магниевого литейного сплава;

- ребра жесткости выполнены в форме арки, ветви которой прилиты к ступице и к обечайке.

Известно, что детали машин из магниевого сплава в сравнении с изготовленными из алюминиевого сплава при их равнопрочности обладают меньшей массой [Магниевые сплавы. Справочник. Часть 1. Металловедение магния и его сплавов. Области применения. М.: Металлургия, 1978, с.207].

В сравнении с известными формами выполнение радиальных ребер жесткости в форме арки, ветви которой прилиты к ступице и к обечайке, обеспечивает в коническом поршне из магниевого литейного сплава уменьшение массы металла в ребрах и, соответственно, дополнительное уменьшение массы поршня.

Новые признаки в совокупности обеспечивают уменьшение массы поршня. При этом также упрощается конструкция отливки.

Указанный результат подтвержден экспериментально.

В частном случае реализации изобретения площадь поперечного сечения ребер жесткости уменьшается по направлению от торцовой стенки к плоскости разъема, что обеспечивает дополнительное уменьшение массы поршня.

В другом частном случае реализации изобретения площадь поперечного сечения ребер жесткости уменьшается по направлению от ступицы к цилиндрической обечайке, что обеспечивает дополнительное уменьшение массы поршня.

Сущность предложенного изобретения поясняется графическими материалами, где:

на фиг.1 показан конический поршень двойного действия в сборе со штоком;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;

на фиг.4 - то же, что фиг.2, выполнение с ребрами переменной толщины.

Поршень двойного действия (фиг.1-3) - составной из двух полых литых деталей 1 и 2, изготовленных из магниевого литейного сплава. Детали 1 и 2 выполнены с возможностью соединения их между собой при сборке со штоком 3. На штоке 3 имеются бурт 4 и резьбовой конец 5 с гайкой 6, а на литых деталях поршня 1 (2) - гнезда под переходные упорные кольца 7 (8).

Каждая литая деталь 1 (2) содержит, соответственно: ступицу 9 (10), коническую торцовую стенку 11 (12), цилиндрическую обечайку 13 (14), ребра жесткости 15 (16). Ступицы 9, 10 и обечайки 13, 14 выполнены с возможностью их сочленения в плоскости разъема 17, перпендикулярной оси 18 поршня.

Конические торцовые стенки 11, 12 имеют форму усеченного конуса - содержат плоский участок в центре и конический по периферии. Соотношение размеров этих участков может быть различным в зависимости от конструктивных требований для конкретного применения.

Ребра жесткости 15 (16) на торцовых стенках 11 (12) выполнены в форме арки. Участки ребра 19 и 20, представляющие собой ветви этой арки, прилиты соответственно к ступице 9 (10) и к цилиндрической обечайке 13 (14). Ребра на участке 20 перекрывают сечение, в котором обечайка ослаблена канавками 21, предназначенными для установки поршневых уплотнительных колец.

Ребра жесткости 15 и 16 в своем поперечном сечении имеют наибольшую высоту в области плоского участка торцовых стенок. На участках 19 и 20 высота ребер в направлении к плоскости разъема 17 уменьшается, соответственно уменьшается площадь поперечного сечения ребер.

В примере, показанном на фиг.4, толщина ребер жесткости 22 уменьшается в направлении от ступицы к обечайке.

Сборку поршня осуществляют с соблюдением известных технических требований. Для герметизации внутренней полости 23 поршня по плоскости разъема 17 устанавливают уплотнительное кольцо 24 в предусмотренную для этого на торце обечайки 14 кольцевую канавку. Поршень фиксируют по плоскому бурту 4 на штоке и закрепляют гайкой 6, после чего гайку 6 стопорят от самоотвинчивания. В канавки 21 на цилиндрических обечайках 13, 14 устанавливают поршневые уплотнительные кольца.

Примеры выполнения подтверждают возможность осуществления изобретения.

Технические показатели, полученные на опытном образце поршня для первой ступени компрессора 4ВМ2,5-18-251М, изготовленном из магниевого литейного сплава марки Мл5 с использованием заявленного изобретения, подтверждают значительное уменьшение массы поршня в сравнении с аналогичным алюминиевым поршнем и вместе с тем упрощение конструкции отливки. В результате на компрессоре 4 ВМ2,5-18-251М достигнуто повышение частоты вращения коленчатого вала компрессора до 30 сек-1, повышение производительности установки, а также снижение динамических нагрузок.

Указанные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации изобретения: ребра жесткости могут иметь другую форму в поперечном сечении, ребра в ветвях арки могут быть выполнены неизменной высоты и т.д.

1. Дисковый литой поршень компрессора, содержащий ступицу, цилиндрическую обечайку, торцовые стенки и радиальные ребра жесткости на стенках, выполненный из легкого сплава, полым и составным из двух частей, сопрягаемых в плоскости разъема, перпендикулярной оси поршня, отличающийся тем, что торцовые стенки имеют коническую форму, поршень выполнен из магниевого литейного сплава, а ребра жесткости выполнены в форме арки, ветви которой прилиты к ступице и к цилиндрической обечайке.

2. Дисковый литой поршень по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения ребер жесткости уменьшается по направлению от торцовой стенки к плоскости разъема.

3. Дисковый литой поршень по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения ребер жесткости уменьшается по направлению от ступицы к цилиндрической обечайке.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к деталям скольжения двигателя внутреннего сгорания. Деталь содержит основу и нанесенное на нее термическим напылением покрытие с открытой контактной поверхностью, включающее, по меньшей мере, две фазы материала покрытия с различной прочностью, причем одна из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия, имеющая наименьшую прочность, углублена относительно другой или других фаз покрытия.

Заявляемая группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению, и может быть использована в цилиндрах различного назначения, в частности в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.

Изобретение относится к поршневому подшипниковому устройству двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит поршень с по меньшей мере верхней частью и нижней частью, жестко скрепленными друг с другом, и шатун (2), имеющий верхний конец (2а) с поршневыми пальцевыми средствами (3), установленными между упомянутыми частями (1a, 1b) поршня и соединенными с возможностью поворота с поршнем.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Способ осевой фиксации шатуна двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что шатун удерживают в осевом направлении по верхней головке шатуна приливами поршня и стопорными элементами в виде пружинных колец.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к кривошипно-шатунным механизмам. Кривошипно-шатунный механизм ДВС состоит из коленчатого вала, шарнирно соединенного с шатунами, взаимосвязанными своей головкой через шлицы с ответными шлицами, выполненными на поверхности поршневого пальца в его средней части.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, авторемонту и к компрессорному оборудованию, поршневой машине, содержащей цилиндропоршневую группу, включающую поршень с размещенными в его канавках компрессионными кольцами, и имеющей два вкладыша, установленные в выемках на боковой поверхности поршня, а также конструктивные узлы, предназначенные для взаимно смещенной ориентации положения замков колец, вкладыши размещены над вторым компрессионным кольцом, симметрично положению центра его замка, с расстоянием между краями выемок, не превышающим минимально заданный запас.

Изобретение относится к нефтепромысловой технике, в частности к устройствам для изготовления двухсторонних поршней для буровых насосов, используемых в буровых установках при перекачивании абразивосодержащих жидкостей, главным образом при повышенных давлениях и температурах.

Изобретение относится к поршню для тормозной системы с гидравлическим приводом. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании пространственных четырехзвенных механизмов. .

Поршень // 2419736
Изобретение относится к поршням для использования в двигателях. .

Заявляемая группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению, и может быть использована в цилиндрах различного назначения, в частности в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Шток поршневой состоит из цилиндрического стержня, на боковой поверхности которого последовательно выполнены первый резьбовой участок (1), рабочий участок (3), упорный бурт (4), посадочная поверхность под поршень (5) и второй резьбовой участок (6).

Изобретение относится к поршневой машине (10, 40), содержащей по меньшей мере один цилиндр (12a, 12b) и одну головку (18a, 18b) цилиндра, закрывающую отверстие цилиндра (12а, 12b). .

Изобретение относится к двойным цилиндропоршневым блокам, предназначенным для использования в двигателях и поршневых компрессорах высокого давления. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации нефтяных скважин, в том числе наклонно направленных. .

Изобретение относится к области насосостроения, а конкретно к поршневым насосным установкам для обеспечения человека и животных водой. .

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано при проектировании, изготовлении и эксплуатации скважинных штанговых насосов (далее - СШН).

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосах, предназначенных для подъема жидкостей с больших глубин. .

Изобретение может быть использовано в устройствах дозирования топлива. Поршень для устройства дозирования топлива, изготовленный из алюминиевого сплава, содержит упрочненную интенсивной пластической деформацией головку (1) с ультрамелкозернистой структурой материала. Торец головки поршня имеет центральную антикавитационную область (4) с рыхлой структурой, полученной лазерной обработкой, углубленную по дуге окружности на 3-5 мм. Диаметр антикавитационной области (4) меньше диаметра головки (1) и образует по краям торца высокопрочное кольцо (3) шириной 2-5 мм. Технический результат заключается в снижении вероятности появления кавитации. 2 ил.
Наверх