由陶瓷材料制成的活塞制造技术

一种活塞(1)，包括适于与致动器构件(53)联接的第一部分(10)和适于在缸(51)中滑动的由陶瓷材料制成的第二部分(20)。第一部分(10)与第二部分(20)沿活塞(1)的纵向轴线(L)轴向连接。第二部分(20)具有沿活塞(1)的纵向轴线(L)伸长形状，并且具有靠近第一部分(10)的接合基部(21)和远离第一部分(10)的自由基部(23)。此外，自由基部(23)是封闭的，并且整体地限定活塞顶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由陶瓷材料制成的活塞
本专利技术涉及力学领域。详细地，根据本专利技术的实施方式的解决方案涉及一种活塞，特别是至少一部分由陶瓷材料制成的活塞。此外，本专利技术还涉及一种包括这种活塞的操作机构。
技术介绍
众所周知，活塞是用于操作机构(例如泵或马达)的基本部件。在使用时，例如在容积式活塞泵中，泵的工作温度和压力、所泵送的流体的温度和/或其变化可能会使活塞(尤其是如果活塞是由金属材料制成的)承受很大的机械应力以及热胀冷缩循环(有时沿着活塞的纵向轴线具有不对称的强度(intensity))，这可能会导致泵的性能下降和/或加快活塞的磨损，即使不会直接导致其损坏。在本领域中，已经通过提供包括至少部分地由陶瓷材料制成的壳体的活塞解决了这些问题。实际上，陶瓷材料(例如氧化铝)是耐高温的耐热材料，其对增加的压力具有抵抗力，也可以在具有严格受控的摩擦系数的表面上进行加工。典型的部分由陶瓷材料制成的活塞包括金属材料主体，该金属材料主体具有被连接至用于使活塞作往复运动的致动器构件(例如，连杆-曲柄运动机构)的一端以及包括杆的相反端。该杆以贯穿方式插入由陶瓷材料制成的套筒内，以从相反侧伸出，在该相反侧，将诸如螺母或销的紧固元件联接至杆的自由端，以将陶瓷套筒限制在其位置。通常将诸如一个或多个O形圈的阻挡元件放置在杆与套筒之间，以防止流体通过杆与套筒之间的间隔转移。然而，在活塞的寿命期间，杆、紧固元件和/或阻挡元件可能会劣化和/或变形，从而使得流体通过杆与陶瓷套筒之间的间隙泄漏。该间隙通常会降低泵的性能，并且可能在这种实体的套筒上产生应力，从而导致形成裂纹、裂缝，并在极限情况下导致其断裂。而且，在活塞的组装过程中，由于紧固元件的过度拧紧，例如由于螺母被拧得太紧，陶瓷套筒可能受到压迫。实际上，过度拧紧可能会导致套筒破裂、撕裂或断裂。在泵送的流体具有“攻击”(例如腐蚀和/或氧化)杆的材料以及可能“攻击”紧固元件和/或阻挡元件的材料的化学成分的情况下，上述缺点可能会更加突出。本专利技术的一个目的是，在简单合理的解决方案的范围内并以控制成本的方式克服上述现有技术的缺陷。本专利技术的另一个目的是提供一种活塞，该活塞包括两部分，其中一部分由陶瓷材料制成，所述两部分可以以简单有效的方式关联。通过在独立权利要求中阐述的本专利技术的特征实现了这些目的。从属权利要求概述了本专利技术的优选和/或特别有利的方面。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式提供了一种活塞，该活塞包括适于与致动器构件联接的第一部分和适于在缸中滑动的由陶瓷材料制成的第二部分。第一部分和第二部分沿着活塞的纵向轴线轴向地连接。第二部分具有沿着活塞的纵向轴线伸长的形状，并且具有靠近第一部分的接合基部和远离第一部分的自由基部。由陶瓷材料制成的该第二部分的自由基部是封闭的，并且整体地限定活塞顶。得益于该解决方案，如果活塞在工作期间承受升高的工作温度和压力并且也经历重大变化，则该活塞也能够以可靠且持久的方式工作。此外，活塞基本上不会受到各种化学试剂的攻击，因此，该活塞适用于使用腐蚀性和/或氧化性流体的应用，还因为这种流体无法通过陶瓷部分的封闭的自由基部泄露这一事实。另外，该解决方案避免了使用会压迫第二部分的紧固装置，从而消除了其受损的风险。在一个实施方式中，第二部分具有杯形形状并且包括沿着活塞的纵向轴线伸长的空腔，通过接合基部上的开口可进入该空腔。另外，第一部分包括杆，该杆沿着活塞的纵向轴线伸长，并轴向地插入第二部分的空腔中。这样，活塞的两个部分可以以简单且直接但同时稳定且安全的方式关联。在一个实施方式中，第二部分的空腔的纵向延伸大于第一部分的杆的纵向延伸。得益于这种解决方案，自由基部沿着活塞的纵向轴线所承受的应力不会直接传递到杆。此外，由陶瓷材料制成的第二部分可以与具有不同长度的杆的第一部分关联，而无需进行改动。在一个实施方式中，第一部分和第二部分通过粘合元件相互约束，该粘合元件被布置成与第一部分的杆的表面和界定空腔的第二部分的内表面接触。这样，可以以有效的方式将第一部分牢固地固定到第二部分。特别地，在泵中进行使用时，在泵的吸入步骤期间(其中腔室的真空趋于将活塞的两个部分沿轴向方向移开)，粘合元件用于确保活塞的两个部分之间的联接。在本专利技术的一个实施方式中，第一部分的杆包括第一通孔，该第一通孔的轴线横向于活塞的纵向轴线。另外，第二部分包括第二通孔，该第二通孔被形成为面向空腔并且与第一通孔同轴。有利地，销轴向地插入第一通孔中和第二通孔中。这样，活塞的第一部分和第二部分被牢固地固定至彼此，特别是相对于沿活塞的纵向轴线的运动而言。此外，通孔和销的布置允许使第一部分从第二部分脱离，例如以进行更换操作。在一个实施方式中，第一部分包括沿着活塞的纵向轴线延伸的接纳部。此外，第二部分包括联接柄，该联接柄沿着活塞的纵向轴线从接合基部伸出并轴向地插入到接纳部中。这样，活塞的两个部分可以以简单且直接的方式关联。特别地，设置有联接柄的活塞的第二部分不需要已知解决方案中对形成的通孔进行矫正加工的操作，该操作可能会导致陶瓷材料裂开，从而降低活塞的第一部分的品质和/或增加生产废品率。在一个实施方式中，联接柄和接纳部的尺寸被设置以通过机械干涉相互联接。得益于这种解决方案，可以以简单且负担得起的方式来制造联接柄和接纳部，并且同时确保了活塞的两个部分之间的有效的轴向约束，特别地以抵抗在上述泵的吸入步骤中所述部分所承受的应力。在一个实施方式中，联接柄的侧表面和界定接纳部的第一部分的内侧表面具有螺纹，以便彼此拧紧。这样，联接柄和接纳部被特别有效地联接，从而维持活塞的两个部分的牢固联接，也抵抗具有增加的强度的轴向应力。本专利技术的另一方面提供了一种泵，该泵包括缸、致动器构件和上述活塞。详细地，第一部分被连接到致动器构件以使活塞运动，并且活塞的第二部分轴向滑动地插入缸中。有利地，第二部分的自由基部在缸中界定泵送腔室。得益于这种解决方案，获得了可靠且持久的泵，其也适于泵送腐蚀性和/或氧化性流体。在一个实施方式中，第二部分的纵向延伸大于或等于活塞在缸内的行程。这样，仅仅是由陶瓷材料制成的第二部分在缸中滑动。这确保了在泵的任何工作条件下，活塞与缸之间的摩擦系数都基本恒定且较低，这使得其性能提高且均匀。此外，这确保了所泵送的流体永远不会到达活塞的两个部分之间的任何间隔。附图说明在阅读借助于附图通过非限制性示例提供的以下描述之后，本专利技术的其他特征和优点将更加明显。图1是根据本专利技术的实施方式的活塞的侧视图。图2为包括图1的活塞的泵的示意图。图3A至图6B是根据本专利技术的不同实施方式的具有被部分切除和/或横切的部件的活塞及其一部分的侧视图。具体实施方式具体参考这些附图，用数字1表示活塞整体。活塞包括第一部分10和第二部分20，第一部分10和第二部分20沿着活塞1的纵向轴线L轴向地彼此连接。第一部分10可以由金属材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞(1)，包括第一部分(10)和由陶瓷材料制成的第二部分(20)，所述第一部分(10)适于与致动器构件(53)联接，所述第二部分(20)适于在缸(51)中滑动，所述第一部分(10)与所述第二部分(20)沿所述活塞(1)的纵向轴线(L)轴向地连接，其中所述第二部分(20)具有沿所述活塞(1)的所述纵向轴线(L)伸长的形状，并且具有靠近所述第一部分(10)的接合基部(21)和远离所述第一部分(10)的自由基部(23)，其特征在于，所述自由基部(23)是封闭的，并且整体地限定活塞顶。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180403 IT 1020180000041761.一种活塞(1)，包括第一部分(10)和由陶瓷材料制成的第二部分(20)，所述第一部分(10)适于与致动器构件(53)联接，所述第二部分(20)适于在缸(51)中滑动，所述第一部分(10)与所述第二部分(20)沿所述活塞(1)的纵向轴线(L)轴向地连接，其中所述第二部分(20)具有沿所述活塞(1)的所述纵向轴线(L)伸长的形状，并且具有靠近所述第一部分(10)的接合基部(21)和远离所述第一部分(10)的自由基部(23)，其特征在于，所述自由基部(23)是封闭的，并且整体地限定活塞顶。


2.根据权利要求1所述的活塞(1)，其中，所述第二部分(20)具有杯形形状并且包括空腔(25)，所述空腔(25)沿所述活塞(10)的所述纵向轴线(L)伸长，通过所述接合基部(21)上的开口(211)可进入所述空腔(25)，并且其中所述第一部分(10)包括杆(15)，所述杆(15)沿所述活塞(10)的所述纵向轴线(L)伸长，并且轴向地插入所述第二部分(20)的所述空腔(25)内。


3.根据权利要求2所述的活塞(1)，其中，所述第二部分(20)的所述空腔(25)的纵向延伸大于所述第一部分(10)的所述杆(15)的纵向延伸。


4.根据权利要求2或3所述的活塞(1)，其中，所述第一部分(10)和所述第二部分(20)通过粘合元件(30)相互约束，所述粘合元件(30)被设置为与所述第一部分(10)的所述杆(15)的表面和界定所述空腔(25)的所述第二部分(20)的内表面(251)接触。


5.根据权利要求2或3所述的活塞(1)，其中，所述第一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮耶路易吉·阿真蒂诺，
申请(专利权)人：安诺维雷韦尔贝里有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT