干运转活塞杆密封组件以及运行干运转活塞杆密封组件的方法技术

用于密封活塞杆(5)的干运转活塞杆密封组件(10)，活塞杆以可纵向(L)移动方式安装，干运转活塞杆密封组件包括至少一个空腔环(3)、密封腔(3a)以及布置在密封腔(3a)内的密封环(2)，其中该活塞杆密封组件(10)具有高压侧(10a)和低压侧(10b)，其中顶升机构(4)被设计和布置成使顶升机构能够沿纵向(L)上顶升和降低密封环(2)。

Dry running piston rod seal assembly and method for running dry running piston rod seal assembly

The dry running piston rod seal assembly (10) is used to seal the piston rod (5). The piston rod is mounted in a longitudinal (L) movement, and the dry running piston rod seal assembly comprises at least one cavity ring (3), a seal chamber (3a), and a seal ring (2) arranged in the sealing cavity (3a), in which the piston rod seal assembly (10) has a high pressure side (10a) and a low pressure. Side (10b), wherein the jacking mechanism (4) is designed and arranged so that the jacking mechanism can lift and reduce the sealing ring (2) along the longitudinal (L).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干运转活塞杆密封组件以及运行干运转活塞杆密封组件的方法
本专利技术涉及根据权利要求1的前序的干运转活塞杆密封组件。本专利技术也涉及根据权利要求9的前序的运行干运转活塞杆密封组件的方法。
技术介绍
干运转活塞压缩机是在压缩部件中无需外部润滑(比如举例为润滑油)而进行工作的压缩机。此处该压缩机室必须尽可能地针对其环境进行密封，以防止待压缩的介质发生不期望的外流或者至少将外流降到最低。有关密封的关键点尤其在于活塞杆穿入气缸内部的区域，其中这个通道也被称作活塞杆密封组件。在干运转压缩机中，尤其是密封元件，比如举例为用于密封活塞杆的密封环，要承受极高的机械载荷和热载荷。除了良好的摩擦性外，此密封元件也必须在高温和高压力差下保持它们的密封性。尤其是对于在干运转活塞压缩机中密封活塞杆，现今的密封元件常由塑料例如填充聚合物或高温聚合物制成。所采用的聚合物材料例如为聚四氟乙烯(PTFE)，聚醚醚酮(PEEK)，聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酰亚胺(PAI)。这些聚合物通常与填料比如碳、石墨、玻璃纤维、金属、陶瓷或固体润滑剂混合，并且以这种形式被称为填充聚合物。出版物WO2006042866A1描述了一种用于具有纵向可移动的活塞杆的活塞压缩机的干运转活塞杆密封组件。这个活塞杆密封组件包括至少一个密封环和至少一个致动器，其中该致动器作用在密封环上并且可相对于活塞使其径向移位。通过这种方式，密封环和活塞杆之间的间隙宽度能够以可控的方式变化。这种机构本身已知的缺点在于其相对复杂，并且密封环要承受局部更大的磨损。出版物WO2015082497A1描述了一种用于具有纵向可移动的活塞杆的活塞压缩机的干运转活塞杆密封组件。这个活塞杆密封组件包括至少一个密封环和至少一个致动器，其中该致动器可对密封环施加相对于活塞杆轴向延伸的力。这种机构的缺点在于，由于作用其上的力，密封环相对于活塞杆径向移动是困难的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提出一种更有利的干运转活塞杆密封组件以及一种更有利的操作干运转活塞杆密封组件的方法。这个目的通过具有权利要求1特征的干运转活塞杆密封组件而达到。从属权利要求2至8涉及活塞杆密封组件的其它有利的实施例。此外，该目的通过具有权利要求9的特征的方法来达到。从属权利要求10至14涉及其它有利的方法步骤。尤其是，该目的通过干运转活塞杆密封组件来达到，其用于密封被安装成可沿纵向移动的活塞杆，包括至少一个空腔环和密封环，其中所述空腔环具有密封腔，所述密封环被布置在所述密封腔内，其中所述活塞杆密封组件具有高压侧和低压侧，其中所述密封腔具有朝向高压侧并且相对于所述低压侧界定所述密封腔的支撑面，其中所述密封环沿径向具有内侧和外侧，并且其中所述密封环具有第一端面和第二端面，其中所述第一端面朝向高压侧并且形成压力施加面，并且其中所述第二端面朝向低压侧并且形成接触面，从而位于压力下的密封环通过接触面贴靠于支撑面，其中已动作的顶升机构被构造为使其沿纵向朝向高压侧顶升贴靠于支撑面的密封环以便在支撑面与密封环的接触面之间形成中间间隙。本目的还尤其通过一种干运转活塞杆密封组件的运行方法来实现，所述干运转活塞杆密封组件用于密封可纵向移动地安装的活塞杆，其中所述活塞杆密封组件包括至少一个空腔环和密封环，其中所述空腔环具有密封腔，所述密封环布置在所述密封腔内，其中所述活塞杆密封组件包围所述活塞杆，其中所述活塞杆密封组件具有关于工作气体的高压侧和低压侧，其中所述密封腔具有朝向所述高压侧且相对于所述低压侧界定所述密封腔的支撑面，其中所述密封环沿径向具有内侧和外侧，并且所述密封环具有第一端面和第二端面，所述第一端面朝向所述高压侧并形成用于工作气体的压力施加面，且所述第二端面朝向所述低压侧并形成接触面，从而所述密封环在正常运行时通过所述接触面被压迫和贴靠到所述支撑面，并且为了对中，贴靠所述支撑面的所述密封环首先通过有效作用的顶升机构沿纵向移向所述高压侧并由此被抬离所述支撑面，从而在所述支撑面与所述密封环的接触面之间形成中间间隙，工作气体从高压侧进入所述中间间隙，从而沿纵向的所述密封环的压紧力减小，由此减小为了沿径向相对于纵向移动所述密封环所要克服的摩擦力，且该密封环在其已被顶离之后沿径向被移位。在一个有利的实施例中，所述密封环被构造为环状密封环，此环状密封环可相对于所述活塞杆尤其容易地对中。但所述密封环也可被构造为由多个部段构成，且尤其包括多个(优选三个)部段，所述部段沿周向布置并且相对于彼此至少沿径向是可移位的。根据本专利技术的干运转活塞杆密封组件的优势在于，其对安装成可沿纵向移动的活塞杆进行尤其良好的密封其具有低磨损并且因此长期可靠。所述活塞杆密封组件包括至少一个具有密封腔的空腔环，并且优选地包括沿纵向相继布置的多个空腔环和密封腔，其中密封环(优选环状密封环)被布置在每个密封腔内并且围绕所述活塞杆。所述密封环具有第二端面，该第二端面朝向所述活塞杆密封组件的低压侧，其中通常有至少一个静态压力作用在密封环上，从而其通过第二端面压靠支撑面，其中所述支撑面限定出所述密封腔。根据本专利技术的活塞杆密封组件包括顶升机构，其沿活塞杆的延伸方向顶升密封环，从而在支撑面和第二端面之间形成了中间间隙。由此，减小必须克服以使密封环沿径向移动的密封环的静摩擦。因此根据本专利技术的活塞杆密封组件的优势在于，首先，所述密封环可通过较低的力沿径向移动，其次，在密封环沿径向移位时产生明显减小的摩损或者甚至没有摩损，反之亦然。在特别有利的实施例中，在顶升状态下，所述密封环通过作用其上的压力相对于所述活塞杆自动对中，所述密封环有利地对中使其不接触活塞杆，从而在活塞杆上或者在朝向活塞杆的密封环的密封面上没有产生摩损。使密封环沿纵向容易移位的可能性也带来的优势为可将活塞杆与朝向活塞杆的密封环的密封面之间的密封间隙保持为非常小，因为可相对于所述活塞杆改变或调整所述密封环的位置。在一个有利的方法中，所述密封环相对于所述活塞杆有规律地对中。对中优选发生在活塞杆的吸气动作过程中。在一个尤其有利的方法中，所述密封环在活塞杆的每个吸气动作过程中(即在曲轴的每个360°旋转期间)被顶升机构顶升，并且通过作用在所述密封环上的工作气体的压力而自动优选地相对于所述活塞杆对中。但是也可证明提供机械地作用在密封环上以使处于顶升状态的密封环沿径向对中的至少一个附加径向致动器是有利的。根据本专利技术的活塞杆密封组件因此具有的优势为所述密封环没有摩损或者只有非常轻微的摩损，从而所述活塞杆密封组件可在更长的操作周期内无需维护而操作。根据本专利技术的活塞杆密封组件具有的另外的优势为所述活塞杆和所述密封环之间的密封间隙可在无摩损的情况下保持为非常小。这种小的密封间隙具有的优势为根据本专利技术的活塞杆密封组件也可在更高的压力下被可靠地密封，或者需要更少的密封环来进行密封。所述顶升机构优选被构造为尤其包括压电晶体的机电机构或机械机构。在一个有利的实施例中，根据本专利技术的活塞杆密封组件包括至少一个用于检测所述密封环相对于所述活塞杆的位置的传感器。这个传感器可例如被构造为用于检测所述活塞杆的表面与所述密封环的密封面之间距离的距离传感器。所述传感器可例如也被构造为检测所述密封环或活塞杆的温度的温度传感器，以便检测在所述密封环与所述活塞杆之间相互接触时产生的温升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干运转活塞杆密封组件(10)，其用于密封可纵向(L)移动地安装的活塞杆(5)，包括至少一个空腔环(3)和密封环(2)，其中所述空腔环(3)具有密封腔(3a)，所述密封环(2)被布置在所述密封腔内，其中所述活塞杆密封组件(10)具有高压侧(10a)和低压侧(10b)，其中所述密封腔(3a)具有朝向所述高压侧(10a)且相对于所述低压侧(10b)界定所述密封腔(3a)的支撑面(3b)，其中所述密封环(2)沿径向具有内侧(2e)和外侧(2f)，并且所述密封环(2)具有第一端面和第二端面(2a，2b)，所述第一端面(2a)朝向所述高压侧(10a)且形成压力施加面，且所述第二端面(2b)朝向所述低压侧(10b)且形成接触面(2c)，从而处于压力下的密封环(2)通过所述接触面(2c)贴靠所述支撑面(3b)，其特征是，有效作用的顶升机构(4)被构造它在纵向(L)上朝向该高压侧(10a)顶升贴靠所述支撑面(3b)的密封环(2)，以便在所述支撑面(3b)与所述密封环(2)的接触面(2c)之间形成中间间隙(Z)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 EP 15196957.31.一种干运转活塞杆密封组件(10)，其用于密封可纵向(L)移动地安装的活塞杆(5)，包括至少一个空腔环(3)和密封环(2)，其中所述空腔环(3)具有密封腔(3a)，所述密封环(2)被布置在所述密封腔内，其中所述活塞杆密封组件(10)具有高压侧(10a)和低压侧(10b)，其中所述密封腔(3a)具有朝向所述高压侧(10a)且相对于所述低压侧(10b)界定所述密封腔(3a)的支撑面(3b)，其中所述密封环(2)沿径向具有内侧(2e)和外侧(2f)，并且所述密封环(2)具有第一端面和第二端面(2a，2b)，所述第一端面(2a)朝向所述高压侧(10a)且形成压力施加面，且所述第二端面(2b)朝向所述低压侧(10b)且形成接触面(2c)，从而处于压力下的密封环(2)通过所述接触面(2c)贴靠所述支撑面(3b)，其特征是，有效作用的顶升机构(4)被构造它在纵向(L)上朝向该高压侧(10a)顶升贴靠所述支撑面(3b)的密封环(2)，以便在所述支撑面(3b)与所述密封环(2)的接触面(2c)之间形成中间间隙(Z)。2.根据权利要求1所述的活塞杆密封组件，其特征是，它包括沿纵向(L)相继布置的多个空腔环(3)和密封腔(3a)，其中在每个密封腔(3a)中布置单个密封环(2)。3.根据前述权利要求中任一项所述的活塞杆密封组件，其特征是，所述密封环(2)被构造为连续密封环。4.根据前述权利要求中任一项所述的活塞杆密封组件，其特征是，每个密封环(2)配属有至少两个且优选三个顶升机构(4)，并且所述顶升机构(4)在所述密封环(2)的周向上彼此间隔布置。5.根据权利要求4所述的活塞杆密封组件，其特征是，所述顶升机构(4)包括永磁体(2d)和电磁铁，其中所述永磁体(2d)布置在所述密封环(2)内，且所述电磁铁布置在所述空腔环(3)内，其中所述永磁体(2d)和电磁铁优选在纵向(L)上彼此相对布置。6.根据权利要求4所述的活塞杆密封组件，其特征是，所述顶升机构(4)包括具有推动面(4d)的推动部，其中所述推动面(4d)在启动状态下突出超过所述接触面(2c)。7.根据权利要求4或6所述的活塞杆密封组件，其特征是，所述顶升机构(4)包括压电晶体，其中所述压电晶体布置在所述空腔环(3)内。8.根据前述权利要求中任一项所述的活塞杆密封组件，其特征是，它包括径向致动器(6)，该径向致动器被构造成使它作用于所述密封环(2)的外侧(2f)并使整个密封环(2)或所述密封环(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·法伊斯特埃尔，
申请(专利权)人：伯克哈特压缩机股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH