ПОРШЕНЬ СОСТАВНОЙ КОМПРЕССОРА

Заявляемая полезная модель  относится к области компрессоростроения и может быть использована в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.
Уровень техники.
Известен поршень составной двухстороннего действия компрессора (патент РФ №157448 на полезную модель, МПК F04B 53/14, 2015, [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный составной поршень [1] содержит шток. Поршень на штоке зафиксирован гайкой.
Указанный аналог состоит [1] из двух полупоршней. Гайка установлена на выступающей части штока и зафиксирована стопорной шайбой от самоотвинчивания.
Также известен сплошной дисковый поршень (Пластинин П.И. «Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции». М.: КолосС, 2008, стр. 295, рис. 3.3.18, б, [2]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог содержит шток и гайку. При этом отверстие под гайку выполнено у первого торца поршня.
У указанного аналога [2] гайка утоплена в поршне и содержит торцевые пазы под ключ.
Указанный аналог [2] 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 использовании заявляемого технического решения, является необходимость обеспечения компактности поршня и простоты затяжки гайки на штоке.
У аналога [1] гайка размещена на выступающем участке штока. Такая конструкция упрощает затягивание гайки, однако длина поршня увеличивается.
У прототипа [2] гайка утоплена в поршне, что уменьшает длину поршня. Однако между гайкой и стенками отверстия поршня отсутствует необходимый для навинчивания гайки зазор. При этом гайку затягивают на штоке при помощи торцевых пазов. При эксплуатации поршня возможно прикипание гайки к штоку. В этом случае затягивание гайки на штоке усложняется.
Вышеуказанные причины препятствуют решению технической проблемы.
Раскрытие сущности технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является упрощение затяжки гайки на штоке при утопленном размещении гайки.
1
1
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что поршень составной компрессора содержит шток и гайку. При этом отверстие под гайку выполнено у первого торца поршня. Отличается тем, что минимальный диаметр D отверстия под гайку равен 1,1⋅D, где D - диаметр гайки, мм.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «упрощение затяжки гайки на штоке при утопленном размещении гайки».
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Отверстие под гайку может быть выполнено в теле поршня.
Отверстие под гайку может быть выполнено в первом кольце, которое установлено в теле поршня.
Поршень предпочтительно содержит второе кольцо, которое установлено в отверстии у второго торца поршня. При этом второе кольцо охватывает упорный бурт штока.
Поршень предпочтительно состоит из двух полупоршней. При этом ширина первого полупоршня меньше ширины второго полупоршня. Кроме того, отверстие под гайку выполнено во втором полупоршне. При этом на втором полупоршне установлены два поршневых чугунных кольца.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре показан чертеж поршня.
Осуществление технического решения.
Заявленный составной поршень компрессора является поршнем первой ступени сжатия компрессора 2ВМ2,5-2,5/18. Поршень содержит шток (1), два полупоршня (2, 3) и гайку (4).
На штоке (1) выполнен упорный бурт (5).
Первый полупоршень (2) размещен на штоке (1) со стороны упорного бурта (5). Ширина первого полупоршня (2) меньше ширины второго полупоршня (3). На втором полупоршне (3) установлены два поршневых чугунных кольца (6). На сопрягаемой поверхности первого полупоршня (2) выполнена канавка, в которую установлено уплотнительное кольцо (7), снижающее уровень перетечек из рабочей полости цилиндра через пространство между полупоршнями (2, 3).
Полупоршни (2, 3) закреплены на штоке (1) гайкой (4). Отверстие под гайку (8) выполнено у первого торца поршня, во втором полупоршне (3). Отверстие под гайку (8) может быть выполнено в теле поршня или в первом кольце, которое установлено в теле поршня (не показано). С целью упрощения затягивания гайки (4) на штоке (1) минимальный диаметр D, мм, отверстия под гайку (8) определяется по формуле
1
где D - диаметр гайки (4), мм.
Гайка (4) утоплена в отверстии по гайку (8), что уменьшает длину поршня. Указанный минимальный диаметр D отверстия под гайку (8) обеспечивает наличие зазора между гайкой и стенками отверстия под гайку (8). В этот зазор (8) устанавливают инструмент, например гаечный ключ, которым осуществляется затяжка гайки (4). Гайка (4) зафиксирована от проворота на штоке (1) стопорной шайбой (10). При этом ус стопорной шайбы (10) загнут в продольный паз штока (1) и на гайку (9).
В отверстии у второго торца поршня установлено второе кольцо (9), которое охватывает упорный бурт (5) штока (1). Второе кольцо (9) распределяет нагрузку от полупоршней (2, 3) на упорный бурт (5).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Шток (1) выполнен из коррозионностойкой стали с поверхностным упрочнением трущихся поверхностей.
Пример 2. На наружной поверхности штока (1) по одну сторону от упорного бурта (5) выполнены рабочий участок, участок с многогранным сечением и первый резьбовой участок. Между рабочим участком и участком с многогранным сечением выполнен конический переход. По другую сторону от упорного бурта (5) выполнены посадочная поверхность под полупоршни (2, 3) и второй резьбовой участок.
Пример 3. Первый и второй полупоршни (2, 3) выполнены из алюминия.
Пример 4. Гайка (4) выполнена корончатой.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
При использовании заявляемого составного поршня компрессора на шток (1) устанавливают первый и второй полупоршни (2, 3). Затем полупоршни (2, 3) фиксируют от осевого перемещения гайкой (4). При этом сначала на шток (1) устанавливают стопорную шайбу (10), а затем наворачивают гайку (4). Диаметр D, мм, отверстия под гайку (8) дает достаточное место для манипулирования инструментом, например ключом. Затем на гайку (4) отгибают ус стопорной шайбы (10), тем самым фиксируя гайку (4) от проворота. При эксплуатации поршня компрессора гайку (4) можно легко подтянуть.
В канавки второго полупоршня (3) устанавливают поршневые уплотнительные кольца (6). Затем первый резьбовой участок штока (1) закрепляют в крейцкопфе.
При движении поршня 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 всасывания-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 компрессоростроении.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Пат. 157448 Российская Федерация, МПК F04B 53/14. Поршень составной двухстороннего действия компрессора [Текст] / Ворошилов И.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Краснодарский Компрессорный Завод». - №2014135039/06; заявл. 26.08.2014; опубл. 10.12.2015, опубл. 10.12.2015, Бюл. №34.
2. Пластинин, П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. - 3-е изд., перераб. и доп. [Текст] / П.И. Пластинин; - М.: КолосС, 2008.