CS253598B2 - Grease-less piston compressor - Google Patents

Abstract

Kompresor sestává z klikové skříně, v níž je umístěno ústrojí klikového hřídele, z diferenciálních pístů s vodícími kroužky a s těsnicími kroužky a z válců s hlavami ventilů, přičemž kliková skříň je připevněna ke krytu motoru nebo přímo k tělesu motoru tvořícího jeho kryt. Podstata řešení spočívá v tom, že v klikové skříni jsou provedeny výřezy blokované přírubami a rozteč mezi vodicím kroužkem uloženým na vodicím úseku diferenciálního pístu opatřeného uvnitř vodícího úseku vybráním a těsnicími kroužky uloženými na menším průměru diferenciálního pístu je menší než zdvih diferenciálního pístu. Výhoda řešení je mimo všeobecnou výhodu všech bezmazných částí pístových kompresorů v tom, že zabraňují znečištění stlačovaného vzduchu, vytvoření klikové skříně s výřezy na čelní straně, což umožňuje smontování a rozmontování celého ústrojí snadným přístupem k pístním kroužkům a ventilům při zachování co nejmenších rozměrů klikové skříně.Compressor consists of crankcase, where the crankshaft device is located of differential pistons with guides rings and sealing rings and cylinders with valve heads, with crankcase it is attached to the motor housing or directly to the motor housing forming its housing. The essence of the solution is that in the crank Cabinets are cut out blocked flanges and the spacing between the guide ring mounted on a differential guide a piston provided within the guide section the recesses and the sealing rings mounted on the smaller diameter of the differential piston is smaller than the differential piston stroke. The advantage of the solution is beyond the general advantage all piston-free piston compressors in that they prevent contamination of the compressed air, creating a crankcase with cutouts on the front, allowing assembling and disassembling the entire device easy access to piston rings and valves as small as possible dimensions of the crankcase.

Description

Vynález se týká bezmazného pístového jednostupňového nebo vícestupňového kompresoru se suchou klikovou skříní a s diferenciálními písty se zvyšovacími stlačovacími stupni.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a non-lubricating piston single or multi-stage compressor with a dry crankcase and differential pistons with increasing compression stages.

Cílem různých provedení bezmazného pístového kompresoru se suchou klikovou skříní je zmenšit jejich rozměrnost, dosáhnout optimálních podmínek chlazení válců a ústrojí klikového hřídele a zajistit nejpříznivější podmínky pro jejich montáž.The various dry lubricated piston compressor designs aim to reduce their size, achieve optimum cooling conditions for the cylinders and the crankshaft, and ensure the most favorable conditions for their installation.

Jedno z dosud známého provedení používá dělených spojovacích tyčí, přičemž hřídel spojovací tyče je připevněn k základně svorníky. Takovéto uspořádání usnadňuje odmontování ústrojí klikového hřídele z kompresoru. Avšak v důsledku rozdělení dynamicky namáhaného úseku je snížena spolehlivost ústrojí klikového hřídele, což vyžaduje přídavné vyvažování hmot vykonávajících vratný pohyb. To má za následek zvětšení rozměrů klikové skříně a tím i celého kompresoru. Mimoto této konstrukce nelze použít u kompresorů s malou klikovou skříní, jelikož dělené spojovací tyče se těžko sestavují a rozebírají.One of the known embodiments uses split tie rods, wherein the tie rod shaft is attached to the base by bolts. Such an arrangement facilitates the removal of the crankshaft assembly from the compressor. However, due to the division of the dynamically stressed section, the reliability of the crankshaft assembly is reduced, requiring additional balancing of the reciprocating masses. This results in an increase in the size of the crankcase and thus of the entire compressor. Furthermore, this design is not applicable to compressors with small crankcase, as split connecting rods are difficult to assemble and disassemble.

Jiné provedení používá speciálně tvarovaných válců, které jsou po vestavění do celého ústrojí klikového hřídele připevněny přímo k přírubě hnacího motoru. Tato konstrukce vyžaduje složitých odlitků, čímž vznikají značné potíže při opracovávání nosných ploch válců. K rozmontování ústrojí klikového hřídele je třeba rozmontovat celý kompresor a při výměně pístových kroužků je třeba odstranit klikovou skříň a rozmontovat válce.Another embodiment uses specially shaped cylinders which, when built into the entire crankshaft assembly, are attached directly to the drive motor flange. This design requires complex castings, which creates considerable difficulties in machining the bearing surfaces of the rollers. To disassemble the crankshaft assembly, the entire compressor must be disassembled, and when replacing the piston rings, the crankcase and the cylinders must be removed.

Je dále známo provedení, u něhož objímky válců tvoří celek s hlavou ventilu. Tato hlava je připevněna ke klikové skříni, kde jsou umístěny válce. Kliková skříň je na straně obrácené k motoru opatřena výřezy za účelem usnadnění průchodu pístů a je přímo spojena s tělesem hnacího motoru. Takováto konstrukce umožňuje minimální rozměry kompresoru, snižuje však možnost opatřit válec žebry, což má za následek snížení proudu chladicího vzduchu. Snížení možnosti odvádění tepla má za následek, že kompresory nejsou schopné pracovat plynule a při vyšší teplotě okolí, nehledě k tomu, že se takovéto pracovní podmínky projevují podstatným snížením životnosti těsnicích kroužků a vodicích kroužků. Mimoto je při opravě ústrojí klikového hřídele nutné rozmontovat kvůli výřezům provedeným ve straně obrácené k motoru celý kompresor.Further, an embodiment is known in which the cylinder sleeves are integral with the valve head. This head is attached to the crankcase where the cylinders are located. The crankcase is provided with cut-outs on the engine-facing side to facilitate the passage of the pistons and is directly connected to the drive motor housing. Such a design allows for minimal compressor dimensions, but reduces the possibility of providing the cylinder with ribs, which results in a reduction of the cooling air flow. Reduced heat dissipation results in the compressors being unable to operate continuously and at a higher ambient temperature, despite the fact that such operating conditions result in a significant reduction in the life of the sealing rings and guide rings. In addition, when repairing the crankshaft, it is necessary to disassemble the entire compressor due to cut-outs in the engine-facing side.

Celkové rozměry známých provedení několikastupňových bezolejových pístových kompresorů jsou též omezeny konstrukcí pístů na vyšším stupni komprese. Písty jsou odstupňovány tak, že rozteč mezi nižším těsnicím kroužkem a vodicím kroužkem je stejná nebo větší než zdvih pístu. U popisovaných konstrukcí bezolejových pístových kompresorů je se zdokonalením jedné z podmínek potřebných například pro smontování ústrojí klikového hřídele, snížení rozměrů kompresoru na minimum nebo dosažení optimálního chlazení válců a ústrojí klikového hřídele, spojeno zhoršení alespoň jedné z jiných žádoucích podmínek.The overall dimensions of known embodiments of multi-stage oil-free piston compressors are also limited by the design of the pistons at a higher compression level. The pistons are graduated such that the pitch between the lower sealing ring and the guide ring is equal to or greater than the piston stroke. In the described oil-free reciprocating compressor designs, deterioration of at least one of the other desirable conditions is associated with the improvement of one of the conditions required, for example, to assemble the crankshaft assembly, reduce the compressor dimensions to a minimum or achieve optimum cooling of the cylinders and crankshaft assembly.

Okolem vynálezu je zkonstruovat bezmazný pístový kompresor, který by zajišťoval snadnou montáž a demontáž ústrojí klikového hřídele a výměnu opotřebovaných částí, měl menší rozměry a udržoval optimální podmínky pro chlazení válců a ústrojí klikového hřídele.It is an object of the present invention to provide a non-lubricating piston compressor that provides easy assembly and disassembly of the crankshaft and replacement of worn parts, has smaller dimensions, and maintains optimal conditions for cooling the crankshaft and crankshaft.

Podstata vynálezu u bezolejového pístového kompresoru, sestávajícího z klikové skříně, v níž je umístěno ústrojí klikového hřídele, z diferenciálních pístů s vodícími kroužky a s těsnicími kroužky a z válců s hlavami ventilů, přičemž kliková skříň je připevněna ke krytu motoru nebo přímo k tělesu motoru tvořícího jeho kryt, spočívá v tom, že v klikové skříni jsou provedeny výřezy blokované přírubami a rozteč mezi vodicím kroužkem uloženým na vodicím úseku diferenciálního pístu, opatřeného uvnitř vodícího úseku vybráním a těsnicími kroužky uloženými na užším průměru diferenciálního pístu, je menší než zdvih diferenciálního pístu.SUMMARY OF THE INVENTION In an oil-free piston compressor comprising a crankcase housing a crankshaft assembly, differential pistons with guide rings and O-rings and cylinder head cylinders, the crankcase being attached to the engine housing or directly to the engine housing constituting its The cover consists in that the crankcase has cut-outs cut by flanges and the distance between the guide ring mounted on the guide section of the differential piston provided with a recess inside the guide section and the sealing rings arranged on the narrower diameter of the differential piston is less than the stroke of the differential piston.

Příruba je připevněna k válci.The flange is attached to the cylinder.

V jiném provedepí je příruba uložena jako samostatný prvek na válci a je připevněna na klikové skříni.In another embodiment, the flange is mounted as a separate element on the cylinder and is mounted on the crankcase.

Výhodou vynálezu je vytvoření klikové skříně s výřezy na čelní straně, které umožňuje smontování a rozmontování celého ústrojí klikového hřídele snadným přístupem k pístním kroužkům a ventilům při zachování co možno nejmenších rozměrů klikové skříně. Vynález též zajištuje optimální podmínky pro chlazení válců. Použití zařízení podle vynálezu obsahující přírubu, válec a hlavu ventilu, umožňuje volbu optimální technologie výroby válců z hliníkové slitiny zajištující dokonalou spolupráci kroužků vyrobených ze samomazných materiálů, prodlužujících životnost válců.An advantage of the invention is the provision of a crankcase with cut-outs on the front which allows the assembly and disassembly of the entire crankshaft assembly by easy access to the piston rings and valves while keeping the crankcase dimensions as small as possible. The invention also provides optimum conditions for cooling the rollers. The use of the device according to the invention comprising a flange, a cylinder and a valve head allows the selection of an optimum aluminum alloy cylinder production technology ensuring perfect cooperation of rings made of self-lubricating materials, extending the life of the cylinders.

Bylo též zjištěno, že vhodnou roztečí vodicích kroužků na vodicích úsecích diferenciálních pístů lze získat příznivé podmínky pro vedení těchto pístů, což přispívá k prodloužení životnosti kroužků a zvyšuje účinnost těsnění. Konstrukce podle vynálezu též příznivě ovlivňuje namáhání ložisek a umožňuje dosažení malé hmotnosti celého kompresoru. Změna v uspořádání diferenciálního pístu rovněž přispívá ke snížení hmotnosti kompresoru a ke zmenšení jeho rozměrů.It has also been found that by suitable spacing of the guide rings on the guide sections of the differential pistons, favorable conditions for guiding these pistons can be obtained, which contributes to the prolongation of the life of the rings and increases the efficiency of the seals. The design of the invention also favorably affects bearing stresses and allows low weight of the entire compressor. A change in the arrangement of the differential piston also contributes to reducing the weight of the compressor and reducing its dimensions.

Vynález je blíže vysvětlen na příkladu jednoho provedení znázorněného na připojených výkresech, kde značí obr. 1 pohled na kompresor v polovičním řezu shora, ze strany stupně ¹ vyššího stlačení, obr. 2 pohled shora na výřez v klikové skříni, obr. 3 detail válce s připevněnou přírubou.The invention is illustrated on the example of one embodiment illustrated in the accompanying drawings, where Fig. 1 shows a view of a compressor in a half section from above, from step ¹ of higher compression, Fig. 2 a top view of a portion in the crankcase, Fig. 3 is a detail cylinders attached with flange.

Na příkladu provedení znázorněného na obr. 1 sestává bezmazný pístový kompresor ze suché klikové skříně 2 přimontované přímo na těleso motoru 2 provedené jako jeho kryt. V klikové skříni 2 jsou provedeny výřezy J3 (obr. 2) . Ostrojí klikového hřídele _4 přesahuje jako celek skrze výřezy 2 konec hřídele motoru 2_ a je zajištěno proti posuvu. Výřezy 2 jsou blokovány přírubami 5, v nichž jsou provedeny otvory pro nastavení polohy válce 6. Příruby 2 jsou připevněny ke klikové skříni 2 svorníky Válec 2 spolu s hlavou 2 í^e připevněn k přírubám 2 svorníky 2· Písty kompresoru jsou opatřeny vodicími kroužky a těsnicími kroužky ze samomazného materiálu spolupracujícími s povrchy válců 2· ^v diferenciálním pístu 10 je provedeno vybrání 21, ^do něhož vstupuje při horní poloze diferenciálního pístu 10 válec 2 ^s vyšším stupněm stlačení. Těsnicí kroužky 12 jsou umístěny na menším průměru diferenciálního pístu 10 tak, že jejich vzdálenost od vodícího kroužku 13 umístěného na vodicím úseku 14 je menší než zdvih tohoto pístu.In the embodiment shown in FIG. 1, the non-lubricating piston compressor consists of a dry crankcase 2 mounted directly on the motor housing 2, designed as its housing. In the crankcase 2, cut-outs 13 are provided (FIG. 2). The crankshaft 4 protrudes, as a whole, through the slots 2, to the end of the motor shaft 2 and is secured against displacement. The cutouts 2 are blocked by the flanges 5, in which the holes for adjusting the position of cylinder 6. The flanges 2 are fastened to the crankcase 2 bolts cylinder 2 together with the head 2 s ^e attached to the flanges 2 bolts 2 · compressor piston are provided with guide rings and sealing rings of self-lubricating material cooperating with the surfaces of the rollers 2 ^{in the} differential piston 10 are provided with a recess 21 ^into which, in the upper position of the differential piston 10, a cylinder 2 ^{with a} higher degree of compression enters. The sealing rings 12 are located on the smaller diameter of the differential piston 10 so that their distance from the guide ring 13 located on the guide section 14 is less than the stroke of the piston.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Bezmazný pístový kompresor, sestávající z klikové skříně, v níž je umístěno ústrojí klikového hřídele, z diferenciálních pístů s vodicími kroužky a těsnicími kroužky a z válců s hlavami ventilů, přičemž kliková skříň je připevněna ke krytu motoru nebo přímo k tělesu motoru tvořícího jeho kryt, vyznačující se tím, že v klikové skříni (1) jsou provedeny výřezy (3) blokované přírubami (5) a rozteč mezi vodicím kroužkem (13) uloženým na vodicím úseku (14) diferenciálního pístu (10), opatřeného uvnitř vodícího úseku (14) vybráním (11) a těsnicími kroužky (12) uloženými na menším průměru diferenciálního pístu (10), je menší než zdvih diferenciálního pístu (10) .1. A non-lubricating piston compressor comprising a crankcase housing a crankshaft assembly, differential pistons with guide rings and O-rings and cylinder head cylinders, the crankcase being attached to the engine housing or directly to the engine housing forming its housing. characterized in that the crankcase (1) comprises cut-outs (3) blocked by flanges (5) and the spacing between the guide ring (13) mounted on the guide section (14) of the differential piston (10) provided inside the guide section (14) by the recess (11) and the sealing rings (12) mounted on the smaller diameter of the differential piston (10) is smaller than the stroke of the differential piston (10). 2. Bezmazný pístový kompresor podle bodu 1, vyznačující se tím, že příruba (5) je připevněna k válci (6).Oil-free piston compressor according to claim 1, characterized in that the flange (5) is attached to the cylinder (6). 3. Bezmazný pístový kompresor podle bodu 1, vyznačující se tím, že příruba (5) je uložena jako samostatný prvek na válci (6) a je připevněna na klikové skříni (1). ² Oil-free piston compressor according to claim 1, characterized in that the flange (5) is mounted as a separate element on the cylinder (6) and is fixed to the crankcase (1). ²