密封组件及其操作方法技术

本发明专利技术公开一种用于密封活塞压缩机的活塞杆(2)的密封组件(1)，所述活塞杆沿轴向(A)延伸并能沿轴向(A)往复运动，所述密封组件包括至少一个封腔(4)，其中该封腔(4)在轴向(A)上由第一和第二侧壁(5,6)界定，其中至少一个密封环(7)或刮环(8)及弹簧装置(9)布置在封腔(4)中，并且弹簧装置(9)和至少一个密封环(7)或刮环(8)从第一侧壁(5)起沿轴向(A)依次布置，其中所述密封环(7)或刮环(8)抵靠第二侧壁(6)，并且弹簧装置(9)以磁性弹簧形式构成并由在轴向(A)上间隔的两个组合件(9a,9b)、即第一组合件(9a)和第二组合件(9b)构成，其中每个组合件(9a,9b)包括至少一个磁体(10a,10b)，并且该磁体(10a,10b)以相互匹配方式布置在两个组合件(9a,9b)中，从而两个组件(9a,9b)相互排斥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于密封活塞压缩机的活塞杆的密封组件，该活塞杆轴向延伸且能够沿轴向往复运动。本专利技术还涉及该密封组件的操作方法。
技术介绍
活塞压缩机是被用于输送气体或用于压缩气体直至任意高压的做功机械。这种压缩机以柱塞原理运行，即压缩室在吸入气体后完全关闭。在力作用下，气缸容积减小且所述气体被压缩。这种也被称为十字头活塞压缩机的活塞压缩机包括能线性往复运动的活塞杆，活塞杆一方面连接至活塞，另一方面连接至十字头或曲轴传动机构。为了隔离活塞和曲轴传动机构之间的高压力差，沿活塞杆布置具有腔室盘的压封机构。这种压封机构包括至少一个呈密封环或刮环状的封环。通常朝，这种压封机构朝向曲轴传动机构侧地包括至少一个刮环用于刮除粘附至活塞杆的油，例如来自曲轴传动机构的润滑油。文献AT512609公开了一种具有腔室盘的压封机构，其中，每个腔室盘形成一个封腔，并且至少一个呈刮环或密封环形式的封环布置在至少其中一个封腔内用于刮除粘附至活塞杆的油。封环通过弹簧件在轴向上被偏置以阻止在封环和腔室盘界面之间形成渗漏路径。文献AT512609所公开的封环结合弹簧件的结构具有以下缺点，在活塞杆的每次冲程中，封环均有轴向间隙，因而在封环和封环所暂时抵靠的腔室盘界面之间有径向间隙敞开，油能不受阻碍地经该径向间隙从曲轴箱或传动机构进入封腔。另外，刮环受到更严重磨损，因此须以更短的维护间隔进行更换。文献AT508782公开了一种两个封环结合一个弹簧件的组件。该组件的缺点是，由封环的轴向间隙决定了可能在两个封环之间和/或在封环和腔室盘界面之间有径向间隙敞开，故油能从活塞杆或曲轴箱不受阻碍地经该径向间隙进入封腔。刮环还受到更严重磨损，因此须以更短的维护间隔进行更换。文献US5,558,341公开了一种用于不可压缩流体的密封装置。该密封
装置适合密封转动轴。但这种密封装置不适合用于密封沿轴向执行往复运动的轴。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种更有利的密封组件，其更不易于形成径向间隙且还具有较小的磨损。该任务通过包括如权利要求1所述的特征的密封组件来完成。从属权利要求2至16涉及其它有利的实施方案。该任务还通过包括如权利要求17所述特征的密封组件操作方法来完成。从属权利要求18和19涉及其它有利的方法步骤。该任务尤其通过一种用于密封活塞压缩机的活塞杆的密封组件来完成，该活塞杆轴向延伸且能轴向往复运动，该密封组件包括至少一个封腔，其中该封腔在轴向上由第一和第二侧壁界定，其中呈密封环或刮环状的至少一个封环和一弹簧装置布置在所述封腔内，并且该弹簧装置和所述至少一个封环从所述第一侧壁起沿所述轴向依次布置，其中所述封环抵靠第二侧壁，并且所述弹簧装置以磁性弹簧形式构成且由沿所述轴向间隔的两个组合件构成，即第一组合件和第二组合件，其中每个组合件包括至少一个磁体，并且所述磁体以相互匹配方式布置在所述两个组合件中，从而所述两个组合件相互排斥。该任务尤其还通过一种操作用于密封活塞压缩机的活塞杆的密封组件的方法来完成，该活塞杆轴向延伸且能轴向往复运动，其中该密封组件包括至少一个封腔，并且包括电磁体的磁性弹簧装置和至少一个封环沿所述轴向依次布置在所述封腔中，其中所述活塞压缩机的状态参数被测量，并且该电磁体根据所述状态参数被控制，以便根据所述状态参数来改变由所述磁性弹簧装置施加至所述封环的弹簧力。已经证明，通过增加弹簧力能减小在封环和腔室盘界面之间或者在两个相邻布置的封环之间形成的轴向间隙或径向间隙。但如果在封环与腔室盘之间或在两个封环之间的相互压紧力太大，则增大弹簧力会造成封环的径向移动、也就是沿活塞杆延伸方向的径向的移动会被减弱或阻止。这造成封环相对于活塞杆保持在偏心位置上，这导致封环磨损加剧且封环渗漏加剧。使用磁性弹簧的优点是其具有非线性弹簧特性。有利地这样选择磁性弹簧的弹簧力，即封环沿径向运动是可行的，并且当在封环和腔室盘界
面之间或在两个封环之间出现轴向间隙或轴向移位时，弹簧力非线性增大，即超比例增大。这种非线性弹簧特性会使得轴向间隙被减小或阻止，对此，封环沿径向运动至少暂时可行。根据本专利技术的密封组件因此具有以下优点，其更不易于形成径向间隙且封环具有更小磨损或更高的密封性。磁性弹簧还具有磨损小的优点。在一个尤其有利的实施方式中，该磁体以永磁体形式构成。本实施方式的优点是弹簧装置能够尤其成本划算且可靠地构成。在另一个有利实施方式中，两个组合件的磁体以电磁体形式构成。在另一个可行的实施方式中，一个组合件的磁体呈永磁体状而另一组合件的磁体呈电磁体状。包括至少一个电磁体的弹簧装置的实施方式有以下优点，由弹簧装置施加的弹簧力能通过电磁体的相应磁化进行控制。密封组件所需的弹簧力尤其取决于活塞压缩机的转速或冲程频率。因此在一个有利方案中设有调节装置，其根据活塞压缩机的转速调节该弹簧力。本专利技术的密封组件尤其具有弹簧装置无磨损的优点。因此，也未出现用坏情况且所述弹簧装置不需要或几乎不需要更换。这降低了维护成本并提高了密封组件的可靠性。呈磁性弹簧形式的弹簧装置还有以下优点，磁性弹簧具有非线性的力-位移特性曲线。这意味着磁性弹簧的两个间隔组合件的排斥力随着距离递减很快速递增，即以非线性方式增大。在一些情况下，气隙的如半毫米的微弱距离减小已能使斥力提高一半。磁性弹簧的这种弹簧特性造成由于轴向间隙而通过轴向移位而离开其规定位置的密封环或刮环很快速地又回到其正确初始位置，从而朝向侧壁布置的密封环或刮环很快速地再抵靠第二侧壁。这减小了密封环或刮环的磨损且减少了密封环或刮环的渗漏，因为密封环或刮环被主要保持在为其预设的位置。这也降低了维护成本且提高了密封组件的可靠性。附图说明用于解释实施例的附图示出了：图1示出密封组件第一实施例的纵剖视图；图2示出密封组件第二实施例的纵剖视图；图3示出密封组件第三实施例的纵剖视图；图4示出密封组件第四实施例的纵剖视图；图5示出两个永磁体的立体图；图6示出另两个永磁体的立体图；图7示出包括磁体支架的组合件的俯视图；图8示出两个组合件的立体图；图9示出组合件的另一实施例的俯视图；图10示出密封组件第五实施例的纵剖视图；图11示出密封环的立体图；图12示出弹簧特性曲线。原则上，在附图中，相同的零部件带有相同的附图标记。具体实施方式图1至图4以及图10分别示出用于密封活塞压缩机的活塞杆2的不同的密封组件1的纵剖视图，该活塞杆沿轴向A延伸并可在运动方向B上移动地支承。密封组件1包括形成封腔4或凹部的腔室盘3或封罩3，其中封腔4在轴向A上由第一侧壁5和第二侧壁6界定。第一侧壁5被布置成更靠近气缸室14，而第二侧壁6被布置成更靠近曲轴箱13或传动机构。在封腔4中设有弹簧装置9，此外设有被构造成或是如图1所示的刮环8形式或是如图2至图4或图10所示的密封环7形式的至少一个封环。刮环8尤其用于刮除积聚在活塞杆2表面上的油。密封环7尤其用于封隔和/或刮除存在的气雾。从第一侧壁5起，沿轴向A依次首先设置弹簧装置9，随后是至少一个刮环8或密封环7，在此，密封环7或刮环8抵靠第二侧壁6。弹簧装置9以磁性弹簧形式构成且由沿轴向A间隔布置的两个组合件9a和9b、即第一组合件9a和第二组合件9b组成，在此，每个组合件9a、9b包括至少一个磁体10a、10b，且磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于密封活塞压缩机的活塞杆(2)的密封组件(1)，该活塞杆沿轴向(A)延伸且能沿所述轴向(A)往复运动，该密封组件包括至少一个封腔(4)，其中所述封腔(4)在所述轴向(A)上由第一和第二侧壁(5,6)界定，其中呈密封环(7)或刮环(8)状的至少一个封环(78)以及弹簧装置(9)布置在所述封腔(4)内，并且从所述第一侧壁(5)起在所述轴向(A)上依次布置弹簧装置(9)和至少一个封环(78)，其中所述封环(78)抵靠所述第二侧壁(6)，其特征在于，所述弹簧装置(9)以磁性弹簧形式构成且由沿所述轴向(A)间隔的两个组合件(9a,9b)即第一组合件(9a)和第二组合件(9b)构成，其中每个组合件(9a,9b)包括至少一个磁体(10a,10b)，并且这些磁体(10a,10b)以相互匹配方式布置在所述两个组合件(9a,9b)中，从而所述两个组合件(9a,9b)相互排斥。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.02 EP 13195239.21.一种用于密封活塞压缩机的活塞杆(2)的密封组件(1)，该活塞杆沿轴向(A)延伸且能沿所述轴向(A)往复运动，该密封组件包括至少一个封腔(4)，其中所述封腔(4)在所述轴向(A)上由第一和第二侧壁(5,6)界定，其中呈密封环(7)或刮环(8)状的至少一个封环(78)以及弹簧装置(9)布置在所述封腔(4)内，并且从所述第一侧壁(5)起在所述轴向(A)上依次布置弹簧装置(9)和至少一个封环(78)，其中所述封环(78)抵靠所述第二侧壁(6)，其特征在于，所述弹簧装置(9)以磁性弹簧形式构成且由沿所述轴向(A)间隔的两个组合件(9a,9b)即第一组合件(9a)和第二组合件(9b)构成，其中每个组合件(9a,9b)包括至少一个磁体(10a,10b)，并且这些磁体(10a,10b)以相互匹配方式布置在所述两个组合件(9a,9b)中，从而所述两个组合件(9a,9b)相互排斥。2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件包括至少两个沿所述轴向(A)相互紧靠布置的封环(78)。3.根据权利要求1或2所述的密封组件，其特征在于，所述磁体(10a,10b)以永磁体形式构成。4.根据权利要求1或2所述的密封组件，其特征在于，所述至少一个磁体(10a,10b)以电磁体形式构成。5.根据权利要求1至4之一所述的密封组件，其特征在于，所述封环(78)还通过以下方式包括所述第二组合件(9b)，磁体(10b)设置在所述封环(78)内并且所述封环(78)由非铁磁材料构成。6.根据权利要求1至5之一所述的密封组件，其特征在于，至少一个磁体(10a)设置在该腔室盘(3)的所述第一侧壁(5)中，从而所述腔室盘(3)包括所述第一组合件(9a)，并且所述腔室盘(3)由非铁磁材料构成。7.根据权利要求1至5之一所述的密封组件，其特征在于，所述第一组合件(9a)包括环形磁体支架(11a)，在该环形磁体支架中设有至少一个磁体(10a)，所述环形磁体支架(11a)布置在所述封腔(4)中，且所述环形磁体支架(11a)抵靠所述第一侧壁(5)，所述环形磁体支架(11a)由非铁磁材料构成。8.根据排除权利要求5的权利要求6或7所述的密封组件，其特征在于，所述第二组合件(9b)包括环形磁体支架(11b)，在该中环形磁体支架设有至少一个磁体(10b)，所述环形支架(11b)布置在所述封腔(4)中，所述环形磁体支架(11b)抵靠所述封环(78)，且所述环形磁体支架(11b)由非铁磁材
\t料构成。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·德拉佩尔索纳，N·法伊斯特埃尔，A·沃瑟，
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