ПОРШЕНЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОРА

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в цилиндро-поршневых узлах поршневых компрессоров.
Уровень техники.
Известен, например, поршень составной дифференциальный (варианты 1 и 2) (патент РФ №2511925 на изобретение, МПК F04B 53/14, F16J 1/12, 2014 [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог [1] содержит шток с упорным буртом, поршень низкого давления и поршень высокого давления. При этом поршень низкого давления насажен на шток до упорного бурта, а поршень высокого давления закреплен на штоке со стороны насаживания поршня низкого давления. Между поршнями расположена корончатая шайба.
У аналога [1] самоотвинчивание поршня высокого давления предотвращается корончатой шайбой.
Указанный аналог [1] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении технического решения, является то, что у аналога [1] поршень высокого давления не зафиксирован относительно поршня низкого давления. Лапки корончатой шайбы аналога [1] отогнуты на поршень высокого давления.
Раскрытие сущности технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является повышение надежности фиксации поршня старшей ступени относительно поршня младшей ступени.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что поршень дифференциальный компрессора содержит шток, на котором установлены поршень младшей ступени и поршень старшей ступени. При этом между поршнями размещено стопорное кольцо. Отличается тем, что:
- на поверхности части поршня младшей ступени, обращенной к поршню старшей ступени, выполнен по крайней мере один конструктивный элемент фиксации;
- на поверхности части поршня старшей ступени, обращенной к поршню младшей ступени, выполнены по крайней мере три конструктивных элемента фиксации;
- части стопорного кольца зафиксированы на конструктивном элементе фиксации поршня младшей ступени и по крайней мере на одном из конструктивных элементов фиксации поршня старшей ступени, смещенном относительно конструктивного элемента фиксации поршня младшей ступени.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «повышение надежности фиксации поршня старшей ступени относительно поршня младшей ступени».
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Конструктивные элементы фиксации предпочтительно представляют собой плоские срезы.
Конструктивные элементы фиксации могут представлять собой пазы.
Шток преимущественно представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнен первый резьбовой участок, а на другом конце выполнен второй резьбовой участок.
На втором резьбовом участке штока преимущественно установлена корончатая гайка. При этом корончатая гайка утоплена в поршне старшей ступени.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показан продольный разрез дифференциального поршня компрессора, на фиг. 2 - аксонометрическое изображение дифференциального поршня.
Осуществление технического решения.
Поршень дифференциальный (фиг. 1) является частью цилиндро-поршневой группы второй и третьей ступеней компрессора 2 ВМ2,5-2,5/18. Поршень дифференциальный содержит шток (1), на котором установлены поршень младшей ступени (2) и поршень старшей ступени (3).
Шток (1) представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнен первый резьбовой участок (4), а на другом конце выполнен второй резьбовой участок (5). Между резьбовыми участками выполнен упорный бурт (6). Первый резьбовой участок (4) предназначен для закрепления штока (1) в резьбовом отверстии крейцкопфа. Упорный бурт (6) предназначен для удержания от осевого перемещения размещенных на штоке поршней (2, 3). К упорному бурту (6) примыкает опорное кольцо (7), которое охватывает боковую поверхность бурта (6).
Поршень младшей ступени (2) предназначен для второй ступени сжатия. Поршень младшей ступени (2) упирается в опорное кольцо (7). Благодаря опорному кольцу (7) усилия от бурта (6) равномерно распределяются по торцевой поверхности поршня младшей ступени (2).
Поршень старшей ступени (3) предназначен для третьей ступени сжатия.
Между поршнями (2, 3) размещено стопорное кольцо (10) (фиг. 2), например шайба с отгибающимися лапками. На поверхности части поршня младшей ступени (2), обращенной к поршню старшей ступени (3), выполнен по крайней мере один конструктивный элемент фиксации (9). Конструктивных элементов фиксации (9) может быть два. При этом конструктивные элементы фиксации (9) расположены диаметрально противоположно. На части поршня старшей ступени (3), обращенной к поршню младшей ступени (2), выполнены по крайней мере три конструктивные элемента фиксации (8). Конструктивные элементы фиксации (8, 9) представляют собой плоские срезы. Угол между двумя соседними конструктивными элементами фиксации (8) поршня старшей ступени (3) тупой.
Части стопорного кольца (10) зафиксированы на конструктивном элементе фиксации (9) поршня младшей ступени (2) и по крайней мере на одном из конструктивных элементов фиксации (8) поршня старшей ступени (3), смещенном относительно конструктивного элемента фиксации (10) поршня младшей ступени (2). За счет такого соединения обеспечивается надежная фиксация поршня старшей ступени (3) относительно поршня младшей ступени (2).
На втором резьбовом участке (5) штока (1) установлена корончатая гайка (11), которая фиксирует поршень старшей ступени (3) на штоке (1). При этом корончатая гайка (11) утоплена в поршне старшей ступени (3) и зафиксирована от самоотвинчивания.
На поверхности поршней (2, 3) установлены поршневые кольца (12, 13).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Поршень старшей ступени (3) содержит выступающий участок, средний участок и головку. Выступающий участок выполнен у торца, обращенного к поршню младшей ступени (2). При этом конструктивные элементы фиксации (8) выполнены на выступающем участке. Поршневые кольца (12) установлены на головке. Средний участок поршня старшей ступени (3) удлинен и имеет самый малый диаметр.
Пример 2. На штоке (1) со стороны второго резьбового участка (5) выполнен шпоночный паз.
Пример 3. Конструктивные элементы фиксации (8, 9) представляют собой пазы. Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Первый резьбовой участок (4) штока (1) устанавливают в крейцкопфе. Опорное кольцо (7) насаживают на шток (1) до упора в бурт (6). После этого на шток (1) устанавливают поршень младшей ступени (2) и стопорное кольцо (10). Части стопорного кольца (10) фиксируют на конструктивном элементе фиксации (9) поршня младшей ступени (2). Затем на шток (1) устанавливают поршень старшей ступени (3). Части стопорного кольца (10) фиксируют на одном из конструктивных элементов фиксации (8) поршня старшей ступени (3). Таким образом поршень старшей ступени (3) фиксируют относительно поршня младшей ступени (2). На второй резьбовой участок (5) штока (1) навинчивают стопорную гайку (11), которая фиксирует поршень старшей ступени (3) на штоке (1).
При работе дифференциальный поршень компрессора совершает продольные возвратно-поступательные движения. Поочередно поршни (2, 3) старшей и младшей ступеней движутся к своим мертвым точкам.
При движении каждого из поршней (2, 3) компрессора от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке в рабочий объем цилиндра поступает газ через всасывающий клапан. При обратном движении поршня газ сжимается и через нагнетательный клапан выходит из цилиндра. Далее цикл впуска-сжатия повторяется.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области компрессоростроения.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Пат. 2511925 Российская Федерация, МПК F04B 53/14, F16J 1/12. Поршень составной дифференциальный (варианты) [Текст] / Эмха Е.Н., Ворошилов И.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Краснодарский Компрессорный Завод» - №2012138669/06; заявл. 10.09.2012; опубл. 10.04.2014, Бюл. №10.