PL181438B1

PL181438B1 - Piston ring

Info

Publication number: PL181438B1
Application number: PL96326701A
Authority: PL
Inventors: Norbert Feistel
Original assignee: Burckhardt Ag Maschf
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2001-07-31
Also published as: PL326701A1; AU708508B2; BR9611460A; AU7276096A; CZ151298A3; WO1997019280A1; RU2176043C2; NO982231L; NO982231D0; ATE237083T1; CA2237787A1; EP0861391B1; DE59610335D1; SK61598A3; EP0861391A1

Abstract

1 Pierscien tlokowy do montowania na tloku pracuja- c ym na sucho wzdluz osi, który ma wzdluzna os srodkowa, zawierajacy pierwszy element pierscieniowy ze szczelina styko- wa, przy czym pierwszy element pierscieniowy ma przekrój poprzeczny o ksztalcie litery L z pierwszym ramieniem 1 drugim ramieniem, przy czym pierwsze ramie rozciaga sie równolegle do wzdluznej osi srodkowej i przy czym drugie ramie rozciaga sie w kierunku normalnym do wzdluznej osi srodkowej i tworzy pro- mieniowo na zewnatrz powierzchnie stykowa, oraz zawierajacy drugi, wspólosiowy element pierscieniowy ze szczelina stykowa, znamienny tym, ze drugie ramie (10g) przekroju poprzecznego o ksztalcie litery L wyznacza druga wewnetrzna powierzchnie czesciowa (10l), która jest w ten sposób pochylona pod katem ostrym wzgledem wzdluznej osi srodkowej tloka pracujacego na sucho, ze przekrój poprzeczny drugiego ramienia (10g) w kierun- ku osiowym powieksza sie wraz z rosnaca w kierunku promie- niowym odlegloscia od pierwszego ramienia (10h), zas pierwsze ramie (10h) ma pierwsza, przebiegajaca równolegle do wzdluznej osi srodkowej wewnetrzna powierzchnie czesciowa (10n), a drugi wspólosiowy element pierscieniowy (10b) ma pierscieniowa pierwsza powierzchnie czesciowa (10k), która tworzy polaczenie ksztaltowe z wewnetrzna powierzchnia czesciowa (10l) pierwsze- go elementu pierscieniowego (10a), przy czym drugi element pierscieniowy (10b) ma skierowana promieniowo na zewnatrz stykowa powierzchnie czesciowa (10c), a elementy pierscieniowe (10a, 10b) sa wykonane z tworzywa sztucznego Fig.2a PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pierścień tłokowy do montowania na tłoku pracującym na sucho.

Do sprężania płynów, takich jak gazy i pary, stosuje się suche sprężarki tłokowe, przy czym na tłoku pracującym na sucho umieszczone są elementy uszczelniające w postaci pierścieni uszczelniających z tworzywa sztucznego, takiego jak na przykład policzterofluoroetylen (PTFE). Tego typu elementy uszczelniające mają tę wadę, że podczas pracy wykazują znaczne zużycie, co sprawia, że ich okres trwałości jest niewystarczający. Zwłaszcza swobodne przekroje szczelinowe w kierunku osiowym i promieniowym, powstające wskutek uderzeń pierścienia i zużycia elementów uszczelniających, mają istotny udział w tym, że elementy uszczelniające nie osiągają pełnej skuteczności w żądanym przedziale czasowym. Zwłaszcza przy sprężaniu bardzo lekkich gazów, takich jak wodór, potrzebny jest element uszczelniający o dobrym i stałym w długim okresie czasu działaniu uszczelniającym.

Znane pierścienie podwójne z tworzywa sztucznego mają tę wadę, że oba elementy pierścieniowe są przesuwne względem siebie w kierunku promieniowym. Ponieważ przebieg ciśnienia w zwróconych ku ściance cylindra, częściowych powierzchniach uszczelniających obu pierścieni nie jest stały, wzajemna promieniowa przesuwność obu części sprawia, że jeden z obu elementów pierścieniowych zużywa się szybciej niż drugi. To nierównomierne zużycie powoduje, że oba elementy pierścieniowe nie pokrywają się w całości. W ten sposób powstają szczeliny, przez które, zwłaszcza w przypadku bardzo lekkich gazów, płyną duże ilości przeciekającego gazu, co znacznie pogarsza sprawność suchej sprężarki tłokowej.

Celem wynalazku jest zaproponowanie bardziej ekonomicznego, zwłaszcza odpornego na zużycie pierścienia tłokowego do montowania na tłoku pracującym na sucho dla suchej sprężarki tłokowej, zwłaszcza do sprężania bardzo lekkich gazów.

Pierścień tłokowy do montowania na tłoku pracującym na sucho wzdłuż osi, który ma wzdłużną oś środkową, zawierający pierwszy element pierścieniowy ze szczeliną stykową przy czym pierwszy element pierścieniowy ma przekrój poprzeczny o kształcie litery L z pierwszym ramieniem i drugim ramieniem, przy czym pierwsze ramię rozciąga się równolegle do wzdłużnej osi środkowej i przy czym drugie ramię rozciąga się w kierunku normalnym do wzdłużnej osi środkowej i tworzy promieniowo na zewnątrz powierzchnię stykową oraz zawierający drugi, współosiowy element pierścieniowy ze szczeliną stykową według wynalazku charakteryzuje się tym, że drugie ramię przekroju poprzecznego o kształcie litery L wyznacza drugą wewnętrzną powierzchnię częściową która jest w ten sposób pochylona pod kątem ostrym względem wzdłużnej osi środkowej tłoka pracującego na sucho, że przekrój poprzeczny drugiego ramienia w kierunku osiowym powiększa się wraz z rosnącą w kierunku promieniowym odległością od pierwszego ramienią zaś pierwsze ramię ma pierwszą przebiegającą równolegle do wzdłużnej osi środkowej wewnętrzną powierzchnię częściową a drugi współosiowy element pierścieniowy ma pierścieniową pierwszą powierzchnię częściową która tworzy połączenie kształtowe z wewnętrzną powierzchnią częściową pierwszego elementu pierścieniowego, przy czym drugi element pierścieniowy ma skierowaną promieniowo na zewnątrz stykową powierzchnię częściową a elementy pierścieniowe są wykonane z tworzywa sztucznego.

Korzystnie, pochyloną wewnętrzna powierzchnia częściową wyznaczana przez drugie ramię przekroju poprzecznego o kształcie litery L, jest powierzchnią stożkową

Korzystnie, pochylona, wewnętrzna powierzchnia częściową wyznaczana przez drugie ramię przekroju poprzecznego, jest powierzchnią zakrzywioną w kierunku promieniowym.

Korzystnie, co najmniej jeden z elementów pierścieniowych ma część wystającą która w złożonym pierścieniu tłokowym jest usytuowana w szczelinie stykowej.

Korzystnie, część wystająca korzystnie drugiego elementu pierścieniowego jest skierowanym do wewnątrz występem promieniowym.

Korzystnie, elementy pierścieniowe są wykonane z policzterofluoroetylenu (PTFE).

Korzystnie, elementy pierścieniowe są wykonane z modyfikowanego polimeru wysokotemperaturowego.

181 438

Korzystnie, modyfikowany polimer wysokotemperaturowy jest wybrany spośród polidwueteroketonu (PEEK), polieteroketonu (PEK), poliimidu (PI), polisiarczku fenylenu (PPS), polibenzimidazolu (PBI), poliamidoimidu (PAJ) i modyfikowanej żywicy epoksydowej.

Korzystnie, tworzywo sztuczne, z którego wykonane są elementy pierścieniowe, zawiera stałe materiały smarne.

Korzystnie, stałe materiały smarne są wybrane spośród węgla, grafitu, dwusiarczku molibdenu i policzterofluoroetylenu (PTFE).

Pierścień tłokowy według wynalazku do montowania na tłoku pracującym na sucho, zwłaszcza dla suchej sprężarki tłokowej, składa się z dwóch jednoczęściowych elementów pierścieniowych ze szczelinami stykowymi. Te elementy pierścieniowe są usytuowane wzajemnie współosiowo względem wzdłużnej osi środkowej. Pierwszy element pierścieniowy ma przekrój w kształcie zbliżonym do litery L i zawiera przebiegające w kierunku osiowym, równolegle do wzdłużnej osi środkowej, pierwsze ramię oraz przebiegające promieniowo na zewnątrz względem wzdłużnej osi środkowej, drugie ramię. Oba ramiona mają po jednej powierzchni wewnętrznej, przy czym drugi element pierścieniowy jest tak ukształtowany, że przylega swoimi zwróconymi do pierwszego elementu pierścieniowego powierzchniami do wewnętrznych powierzchni pierwszego elementu pierścieniowego. Przebiegające w kierunku promieniowym względem wzdłużnej osi środkowej na zewnątrz drugie ramię pierwszego elementu pierścieniowego ma powierzchnię wewnętrzną nachyloną w kierunku promieniowym względem osi środkowej, przy czym nachylenie to jest mniejsze niż 90°, a powierzchnia wewnętrzna ma przebiegającą w kierunku promieniowym styczną która przecina oś środkową pod ostrym kątem. W korzystnym wykonaniu wynalazku ta powierzchnia wewnętrzna ma kształt stożkowy.

W suchych sprężarkach tłokowych nie występuje środek smarny do smarowania pierścieni tłokowych i dodatkowego ich uszczelniania. Wskutek tego metalowe pierścienie tłokowe nie nadają się do takiego bezsmarowego zastosowania przy pracy na sucho. Współpracujące ze sobą elementy tłoka do pracy na sucho funkcjonują dzięki stałym środkom smarnym, zawartym w jednym z elementów danej pary. Pierścień tłokowy według wynalazku jest w związku z tym wykonany z tworzywa sztucznego, modyfikowanego specjalnie do pracy na sucho stałymi środkami smarnymi, jak policzterofluoroetylen, grafit lub dwusiarczek molibdenu.

Przede wszystkim przy sprężaniu bardzo lekkich gazów, takich jak na przykład wodór, do bardzo wysokiego ciśnienia, niezbędne są elementy uszczelniające o bardzo dobrym działaniu uszczelniającym, aby jak najskuteczniej zapobiegać występowaniu przecieków. Dobre działanie uszczelniające można osiągnąć na przykład w taki sposób, że dwa pierścienie uszczelniające są tak połączone w pierścień podwójny, że nie występują przelotowe szczeliny lub miejsca styku.

Samosmarujące działanie pracujących na sucho uszczelek ciernych powoduje stopniowe zużywanie się pierścieni tłokowych dostarczających środka smarnego.

Dzięki wyeliminowaniu szczelin, które w znanych rozwiązaniach powstawały wskutek nierównomiernego zużywania elementów, pierścień tłokowy według wynalazku nadąje się zwłaszcza do suchego sprężania bardzo lekkich gazów do bardzo wysokiego ciśnienia. Pierścień tłokowy ma tę zaletę, że dzięki złożeniu go z dwóch elementów pierścieniowych oraz ich wzajemnemu ukształtowaniu i połączeniu kształtowemu uzyskuje się podczas pracy równomierne, harmonijne zużywanie się obu elementów pierścieniowych. Pod ciśnieniem sprężanego płynu oba elementy pierścieniowe są dociskane do siebie, przy czym kształtowe połączenie obu elementów pierścieniowych zapobiega całkowicie lub prawie całkowicie ich wzajemnemu przemieszczaniu, dzięki czemu przykładowo zwrócone ku ściance cylindra, uszczelniające powierzchnie częściowe obu elementów pierścieniowych wykazują równomierny ubytek materiału. To z kolei zapobiega powstawaniu przecieków w ogóle lub dopuszcza jedynie niewielkie miejscowe przecieki, w związku z czym w suchych sprężarkach tłokowych uszczelniające działanie pierścienia tłokowego pozostaje w przybliżeniu stałe przez długi czas eksploatacji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tłok z cylindrem w przekroju pionowym, fig. 2a - drugi element pier

181 438 ścieniowy w przekroju poprzecznym, fig. 2b - pierwszy element pierścieniowy w przekroju poprzecznym, fig. 3a - drugi element pierścieniowy w widoku z góry, fig. 3b - pierwszy element pierścieniowy w widoku z góry, fig. 4 - pierścień tłokowy umieszczony w jednoczęściowym tłoku, fig. 5 - dwa pierścienie tłokowe umieszczone w tłoku złożonym, fig. 6a - inny przykład wykonania drugiego elementu pierścieniowego w przekroju poprzecznym, fig. 6b inny przykład wykonania pierwszego elementu pierścieniowego w przekroju poprzecznym, fig. 7a - drugi element pierścieniowy w widoku z góry, fig. 7b - pierwszy element pierścieniowy w widoku z góry.

Figura 1 ukazuje w przekroju wzdłużnym suchą sprężarkę tłokową z cylindrem 1, w którym znajduje się przesuwny w górę i w dół tłok 2. Dolny koniec tłoka 2 przechodzi w drążek tłokowy 3, połączony w znany, nie przedstawiony sposób z mechanizmem korbowym. Nad tłokiem 2 znajduje się komora sprężania 4, do której w znany, nie przedstawiony sposób podczas suwu tłoka 2 w dół zasysany jest przeznaczony do sprężania gaz, który następnie, podczas suwu w górę, jest sprężany i usuwany z komory sprężania. Tłok 2 ma drążkową końcówkę 5 drążka tłokowego 3, znajdującą się w tulei 6, na której umieszczonych jest, jeden nad drugim, siedem pierścieni tłokowych 10. W złożonym tłoku 2 poszczególne części tłoka 2 oraz pierścienie tłokowe 10 są utrzymywane razem za pomocą nakrętki 7, nakręconej na górny koniec drążkowej końcówki 5. Przedstawiona jest również wzdłużna oś środkowa C tłoka 2.

Fragment A, zaznaczony na fig. 1, jest przedstawiony na fig. 5 w powiększeniu ukazującym dwa fragmenty A. Złożony tłok składa się z pojedynczych części i zawiera przebiegającą w kierunku osiowym tuleję 6, umieszczone wokół tulei 6 pierścienie komorowe 8a, 8b oraz umieszczone w rowkach pierścienie tłokowe 10, z których każdy składa się z pierwszego elementu pierścieniowego lOa i drugiego elementu pierścieniowego lOb. Oba elementy pierścieniowe lOa, lOb są tak dopasowane do siebie kształtem, że ich stykające się ze sobą części powierzchni przylegają do siebie kształtowo. Każdy z obu elementów pierścieniowych lOa, lOb ma zwróconą ku ściance cylindra 1 stykową powierzchnię częściową lOc, lOd, które to powierzchnie w czasie pracy tłoka 2 poruszają się w górę i w dół ślizgając się po ściance cylindra 1.

Na figurze 4 ukazany jest fragment A jednoczęściowego tłoka 2 z pierścieniem komorowym 8 i umieszczonym w rowku pierścieniem tłokowym 10, który składa się z dwu elementów pierścieniowych lOa, lOb. Pierwszy element pierścieniowy lOa jest umieszczony w cylindrze 1 po stronie ciśnieniowej, przy czym ciśnienie gazu 9 wytwarza siły, działające na pierwszy element pierścieniowy 1 Oa, mianowicie siły osiowe 9a i siły promieniowe 9b, w związku z czym cały pierścień tłokowy 10 jest po pierwsze dociskany w kierunku promieniowym do wewnętrznej ścianki cylindra 1, po drugie zaś w kierunku osiowym do odwrotnej względem strony ciśnieniowej, ograniczającej powierzchni rowka. Powoduje to zwiększenie uszczelniającego działania pierścienia tłokowego w czasie pracy, zaś oba elementy pierścieniowe lOa, lOb są utrzymywane względem siebie kształtowo w rowku, bez wzajemnego przemieszczania lub jedynie z nieznacznym przemieszczaniem względem siebie. To wzajemne połączenie kształtowe sprawia, że ślizgające się i trące po ściance la cylindra, stykowe powierzchnie częściowe lOc, lOd obu elementów pierścieniowych lOa, lOb ulegają równomiernemu zużyciu, dzięki czemu nie powstaje żadne miejsce lokalnych przecieków, przy czym oba elementy pierścieniowe lOa, lOb przylegają jednakowo skutecznie przez długi czas eksploatacji do ścianki la cylindra.

Przedstawiony na fig. 4 i fig. 5 pierścień tłokowy 10, zawierający elementy pierścieniowe lOa, lOb, jest przedstawiony szczegółowo na fig. 3a i fig. 3b w widoku z góry, zaś na fig. 2a i fig. 2b w przekroju poprzecznym. Oba elementy pierścieniowe lOa, lOb otaczają kołowo wzdłużną oś środkową C. Figura 3b ukazuje pierwszy element pierścieniowy lOa pierścienia tłokowego 10, w postaci mającego kształt litery L lub zbliżonego do niej, elementu pierścieniowego ze szczeliną stykową lOe. Pierwszy element pierścieniowy lOa ma dwa ramiona lOg, lOh przebiegające równolegle względem osi środkowej C, pierwsze ramię lOh i drugie, przebiegające promieniowo lub w przybliżeniu promieniowo względem osi środkowej C na zewnątrz, ramię lOg. Szerokość szczeliny stykowej lOe jest tak ustalona, że umożliwia ona pewne ugięcie sprężyste pierwszego elementu pierścieniowego 1 Oa w kierunku obwodowym.

181 438

Na figurze 2b jest przedstawiony pierwszy element pierścieniowy lOa w przekroju wykonanym wzdłuż linii A-A, zaznaczonej na fig. 3b. Mający kształt litery L przekrój pierwszego elementu pierścieniowego lOa ma przebiegające równolegle do wzdłużnej osi środkowej C , pierwsze ramię lOh z zewnętrzną powierzchnią częściową 10ο i wewnętrzną powierzchnią częściową 10η. Drugie, przebiegające promieniowo względem wzdłużnej osi środkowej C, ramię lOg ma prostopadłą do osi środkowej C, zewnętrzną powierzchnię lOp. Wewnętrzna powierzchnia częściowa 101 ma kształt stożkowy i tworzy w kierunku promieniowym kąt a z prostą prostopadłą do osi środkowej C. W niniejszym przykładzie wykonania drugie ramię lOg jest tak ukształtowane, że jest ono, w odniesieniu do kierunku określonego przez wzdłużną oś środkową C, stosunkowo wąskie przy pierwszym ramieniu lOh i rozszerza się w kierunku na zewnątrz, ku powierzchni lOd. Przekrój dnigiego elementu pierścieniowego lOb, przedstawionego na fig. 2a, jest dopasowany do kształtu obu wewnętrznych powierzchni częściowych 101, 10η pierwszego elementu pierścieniowego. Drugi element pierścieniowy lOb ma cztery powierzchnie, mianowicie stykową powierzchnię częściowa lOc, zwrócona ku ściance cylindra, powierzchnię częściową 10q zwrócona do pierścienia komorowego 8 oraz dwie powierzchnie częściowe lOm, lOk zwrócone ku pierwszemu elementowi pierścieniowemu lOa. Obie ostatnie powierzchnie częściowe lOm, lOk są tak dopasowane względem pierwszego elementu pierścieniowego lOa, że przy umieszczonych jeden w drugim elementach pierścieniowych lOa, lOb powierzchnie częściowe lOm, lOk przylegają kształtowo do obu wewnętrznych powierzchni częściowych 101, 10η pierwszego elementu pierścieniowego lOa. W związku z tym powierzchnia częściowa 1 Ok jest również stożkowa i przebiega promieniowo ku wzdłużnej osi środkowej C z pochyleniem pod kątem a.

Figura 3a ukazuje w widoku z góry drugi element pierścieniowy lOb ze szczeliną stykową lOf. Element pierścieniowy lOb ma z jednej strony szczelinę stykową lOf, zaś po stronie przeciwnej do tej szczeliny stykowej ma część wystającą lOs, w postaci występu promieniowego wystającego w kierunku ku wzdłużnej osi środkowej C. Przy zmontowanym pierścieniu tłokowym 10 drugi element pierścieniowy lOb znajduje się nad pierwszym elementem pierścieniowym lOa, przy zachowaniu położenia ukazanego na fig. 3a i fig. 3b, w związku z czym część wystająca lOs wchodzi w szczelinę stykową lOe pierwszego elementu pierścieniowego lOa. W ten sposób drugi element pierścieniowy lOb jest zabezpieczony przed obrotem względem pierwszego elementu pierścieniowego lOa, ponieważ część wystająca lOs i ramię lOh ograniczają wzajemne przemieszczenia. Korzystnie, część wystająca lOs w postaci występu promieniowego jest w kierunku obwodowym węższa niż szerokość szczeliny stykowej lOe, wskutek czego pierwszy element pierścieniowy lOa zachowuje w szczelinie stykowej lOe pewną możliwość ruchu w kierunku obwodowym. Na figurze 7a i fig. 7b ukazany jest kolejny przykład wykonania elementów pierścieniowych lOa, lOb w zakresie zabezpieczenia przed wzajemnym obrotem. Na pierwszym elemencie pierścieniowym lOa, po stronie przeciwnej względem szczeliny stykowej lOe, na drugim ramieniu lOg znajduje się część wystająca lOr w postaci przebiegającego w kierunku pionowym walcowego kołka ustalającego. Przy montażu pierścienia tłokowego 10 drugi element pierścieniowy lOb znajduje się nad pierwszym elementem pierścieniowym lOa, przy zachowaniu położenia ukazanego na fig. 7a i fig. 7b, wskutek czego część wystająca lOr w postaci kołka ustalającego wchodzi w szczelinę stykową lOf drugiego elementu pierścieniowego lOb. W ten sposób drugi element pierścieniowy 1 Ob jest zabezpieczony przed obrotem względem pierwszego elementu pierścieniowego lOa. Elementy pierścieniowe lOa, lOb w stanie połączonym można włożyć w rowek jednoczęściowego tłoka 2 poprzez jednoczesne rozparcie obu części pierścienia, jak przedstawiono na fig. 4, lub zamontować w złożonym tłoku 2 bez rozpierania, jak przedstawiono na fig. 5.

Zaletę pierścienia tłokowego 10 według wynalazku stanowi to, że powierzchnie częściowe 101, 10η, lOk, lOm obu elementów pierścieniowych lOa, lOb przylegają do siebie kształtowo przez długi okres podczas eksploatacji pierścienia tłokowego 10. Oba elementy pierścieniowe lOa, lOb są tak ukształtowane, że jest w dużym stopniu wyeliminowane bezpośrednie oddziaływanie znajdującego się pod ciśnieniem gazu na powierzchnie częściowe 101,

10η, lOk, lOm. Oddziałujące na elementy pierścieniowe lOa, lOb ciśnienie gazu działa zazwyczaj w szczelinie stykowej lOf i wytwarza siłę działającą w kierunku obwodowym pierw181 438 szego elementu pierścieniowego lOa, co przy kącie a = 0 mogłoby powodować unoszenie pierwszego elementu pierścieniowego lOa z drugiego elementu pierścieniowego lOb tak, że ciśnienie gazu działałoby bezpośrednio na powierzchnie częściowe 101, 10η, lOk, lOm. Tego typu bezpośrednie oddziaływanie ciśnienia gazu na powierzchnie częściowe 1 Ok, 1 Om drugiego elementu pierścieniowego lOb pociągałoby za sobą stosunkowo szybkie zużycie drugiego elementu pierścieniowego lOb. Aby temu zapobiec, pierścień według wynalazku jest tak ukształtowany, że pierwszy element pierścieniowy lOa nie może się unieść z drugiego elementu pierścieniowego lOb. Jak widać na fig. 4, pierścień tłokowy 10 jest dociskany działającym gazem, tj. siłami osiowymi 9a w kierunku osiowym do pierścienia komorowego 8 oraz siłami promieniowymi 9b w kierunku promieniowym do ścianki cylindra 1. Pierwszy element pierścieniowy lOa oddziaływuje pod wpływem tego ciśnienia odpowiednimi siłami na drugi element pierścieniowy lOb. Dzięki stożkowemu ukształtowaniu powierzchni częściowych 101, lOk siły wytwarzane przez ciśnienie gazu powodują wzmocnione wzajemne zaklinowanie obu elementów pierścieniowych lOa, lOb, wskutek czego powierzchnie częściowe lOk, 101, lOm, 10η są silniej dociskane do siebie. Zapobiega to bezpośredniemu oddziaływaniu ciśnienia gazu na powierzchnie częściowe lOk, 101, lOm, 10η, co z kolei powoduje zmniejszenie zużycia pierwszego elementu pierścieniowego lOa, równomierne zużycie obu elementów pierścieniowych lOa, lOb, zwłaszcza ich stykowych powierzchni częściowych lOc, lOd, a co za tym idzie zapewnia dłuższy czas pracy pierścienia tłokowego 10.

Istnieje wiele możliwości takiego ukształtowania powierzchni częściowych lOk, 101, lOm, 10η, aby przy zmontowanych i poddanych działaniu ciśnienia gazu elementach pierścieniowych lOa, lOb miało miejsce ich wzajemne zaklinowywanie wskutek dodatkowego dociskania do siebie stykających się powierzchni częściowych lOk, 101, lOm, 10η. Figura 6a i fig. 6b ukazują przekrój pierwszego elementu pierścieniowego lOa oraz drugiego elementu pierścieniowego lOb w drugim przykładzie wykonania. Obie powierzchnie częściowe lOm, 10η mają tutaj kształt cylindryczny i są równoległe do osi środkowej C. Pozostałe powierzchnie częściowe 101, lOk mają kształt takich krzywizn, że przy zmontowanym pierścieniu tłokowym 10 przylegają do siebie kształtowo. Wewnętrzna powierzchnia częściowa 101, lOk przebiega w kierunku promieniowym względem osi środkowej C z nachyleniem, przy czym kąt pomiędzy styczną do wewnętrznej powierzchni częściowej 101, lOk i osią środkową C w obszarze powierzchni lOd wynosi około 90°, zaś w kierunku pierwszego ramienia lOh staje się coraz bardziej ostry, to znaczy staje się kątem mniejszym niż 90°.

Elementy pierścieniowe lOa, lOb są wykonane z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z takiego tworzywa sztucznego, jak policzterofluoroetylen (PTFE), modyfikowany polimer wysokotemperaturowy, jak polidwueteroketon (PEEK.), polieteroketon (PEK), poliimid (PI), polisiarczek fenylenu (PPS), polibenzimidazol, poliamidoimid lub modyfikowana żywica epoksydowa. Polimery wysokotemperaturowe są tworzywami sztucznymi, które w czystej postaci nie nadają się do pracy na sucho, w związku z czym zawierają one zwykle wypełniacze w postaci dodatkowych stałych środków smarnych, jak na przykład węgiel, grafit, dwusiarczek molibdenu lub policzterofluoroetylen (PTFE).

181 438

Fig.3b

181 438

Fig.5

181 438

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pierścień tłokowy do montowania na tłoku pracującym na sucho wzdłuż osi, który ma wzdłużną oś środkową zawierający pierwszy element pierścieniowy ze szczeliną stykową przy czym pierwszy element pierścieniowy ma przekrój poprzeczny o kształcie litery L z pierwszym ramieniem i drugim ramieniem, przy czym pierwsze ramię rozciąga się równolegle do wzdłużnej osi środkowej i przy czym drugie ramię rozciąga się w kierunku normalnym do wzdłużnej osi środkowej i tworzy promieniowo na zewnątrz powierzchnię stykową oraz zawierający drugi, współosiowy element pierścieniowy ze szczeliną stykową znamienny tym, że drugie ramię (lOg) przekroju poprzecznego o kształcie litery L wyznacza drugą wewnętrzną powierzchnię częściową (101), która jest w ten sposób pochylona pod kątem ostrym względem wzdłużnej osi środkowej tłoka pracującego na sucho, że przekrój poprzeczny drugiego ramienia (lOg) w kierunku osiowym powiększa się wraz z rosnącą w kierunku promieniowym odległością od pierwszego ramienia (lOh), zaś pierwsze ramię (lOh) ma pierwszą przebiegającą równolegle do wzdłużnej osi środkowej wewnętrzną powierzchnię częściową (10n), a drugi współosiowy element pierścieniowy (lOb) ma pierścieniową pierwszą powierzchnię częściową (lOk), która tworzy połączenie kształtowe z wewnętrzną powierzchnią częściową (101) pierwszego elementu pierścieniowego (lOa), przy czym drugi element pierścieniowy (lOb) ma skierowaną promieniowo na zewnątrz stykową powierzchnię częściową (lOc), a elementy pierścieniowe (lOa, lOb) są wykonane z tworzywa sztucznego.
2. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że pochyloną wewnętrzna powierzchnia częściowa (101), wyznaczana przez drugie ramię (lOg) przekroju poprzecznego o kształcie litery L, jest powierzchnią stożkową
3. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że pochyloną wewnętrzna powierzchnia częściowa (101), wyznaczana przez drugie ramię (lOg) przekroju poprzecznego, jest powierzchnią zakrzywioną w kierunku promieniowym.
4. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden z elementów pierścieniowych (lOa, lOb) ma część wystającą (lOr, lOs), która w złożonym pierścieniu tłokowym jest usytuowana w szczelinie stykowej (lOf, lOe).
5. Pierścień według zastrz. 4, znamienny tym, że część wystająca (lOs) korzystnie drugiego elementu pierścieniowego (lOb) jest skierowanym do wewnątrz występem promieniowym.
6. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy pierścieniowe (lOa, lOb) są wykonane z policzterofluoroetylenu (PTFE).
7. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy pierścieniowe (lOa, lOb) są wykonane z modyfikowanego polimeru wysokotemperaturowego.
8. Pierścień według zastrz. 7, znamienny tym, że modyfikowany polimer wysokotemperaturowy jest wybrany spośród polidwueteroketonu (PEEK), polieteroketonu (PEK), poliimidu (PI), polisiarczku fenylenu (PPS), polibenzimidazolu (PBI), poliamidoimidu (PAI) i modyfikowanej żywicy epoksydowej.
9. Pierścień według zastrz. 1, znamienny tym, że tworzywo sztuczne, z którego wykonane są elementy pierścieniowe (lOa, lOb), zawiera stałe materiały smarne.
10. Pierścień według zastrz. 9, znamienny tym, że stałe materiały smarne są wybrane spośród węglą grafitu, dwusiarczku molibdenu i policzterofluoroetylenu (PTFE).

181 438