專利名稱：用于往復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于往復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤(packing cup)，具體而言但非排它性地， 其能夠用于在生產(chǎn)源自乙烯的聚合物和共聚物的領(lǐng)域中運(yùn)行的高壓力壓縮機(jī)(所謂的“超 級壓縮機(jī)”)上。
背景技術(shù)：
如所知道的那樣，壓縮機(jī)是能夠通過使用機(jī)械能來提高可壓縮流體(氣體)的壓 力的機(jī)器。在往復(fù)式壓縮機(jī)中，流體的壓縮由相應(yīng)的缸體內(nèi)的、具有往復(fù)式運(yùn)動的一個或多 個可動活塞來實(shí)現(xiàn)。待被壓縮的流體通過一個或多個進(jìn)口管道被抽送到缸體中，而經(jīng)壓縮 的流體則從缸體排向一個或多個輸送管道。通常，往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞或多個活塞由電動 馬達(dá)促動，或者另外由內(nèi)燃機(jī)通過用于傳遞運(yùn)動的曲軸和傳統(tǒng)的連桿-曲柄機(jī)構(gòu)來促動。在用于生產(chǎn)聚合物和共聚物(例如低密度聚乙烯(LDPE)或醋酸乙烯乙酯(EVA)) 的設(shè)備中運(yùn)行的往復(fù)式壓縮機(jī)會經(jīng)歷非常高的疲勞條件。例如，用于生產(chǎn)聚合物和共聚物 的超級壓縮機(jī)的第二級的缸體可設(shè)法將氣體(氣態(tài)乙烯)壓縮至高達(dá)超過3500巴的壓力。 因此，由于非常高的運(yùn)行壓力以及吸入管道和排出管道之間的壓力波動的原因，往復(fù)式超 級壓縮機(jī)的缸體必須設(shè)計(jì)成以便承受高的疲勞載荷。一般而言，在往復(fù)式壓縮機(jī)的缸體中，存在一系列的填料盤，各個填料盤在其內(nèi)部 包含密封元件。該組填料盤通常稱為填料疊層。為了改進(jìn)疲勞性能，各個填料盤轉(zhuǎn)而由兩 個同心環(huán)件或盤制成，它們通過干涉配合而組裝起來，以便在內(nèi)部盤上產(chǎn)生預(yù)壓縮狀態(tài)，內(nèi) 部盤由于氣體的壓力波動的原因會經(jīng)受更大的應(yīng)力?；诮?jīng)驗(yàn)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)填料疊層通常構(gòu)成對超級壓縮機(jī)的缸體的可靠性而言最關(guān)鍵 的元件。在機(jī)器的正常運(yùn)行期間，在填料盤上確實(shí)可存在不同類型的斷裂，包括在聯(lián)接表面 上的腐蝕和磨損現(xiàn)象，以及由于疲勞引起的徑向和周向破裂。因此，在需要使用的備用件和 設(shè)備的產(chǎn)量減少方面，必定導(dǎo)致機(jī)器停機(jī)來允許進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)工作的各個斷裂是對用戶 造成經(jīng)濟(jì)損失的原因。到現(xiàn)在為止，已經(jīng)使用了不同的技術(shù)來改進(jìn)超級壓縮機(jī)的通常由低合金鋼合金制 成的填料盤的強(qiáng)度。為了減少磨損現(xiàn)象和增加填料盤的疲勞壽命周期，相關(guān)的內(nèi)部盤可經(jīng) 受預(yù)應(yīng)力處理、噴丸和鍍敷處理。但是，由于制造已知填料盤所用的材料的種類以及施加到 填料盤上的載荷的類型的原因，非常頻繁地存在上述類型的疲勞斷裂問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是制造用于往復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤，具體而言但不排它性地， 用于在生產(chǎn)源自聚乙烯的聚合物和共聚物的領(lǐng)域中運(yùn)行的超級壓縮機(jī)的填料盤，與根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)所出現(xiàn)的情況相比，該填料盤能夠改進(jìn)可靠性且能夠增加壓縮機(jī)的填料疊層的運(yùn)行 壽命周期。通過制造在權(quán)利要求1中所概述的用于往復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這個目的。從屬權(quán)利要求突出了本發(fā)明的另外的特性，從屬權(quán)利要求是本描述的一體部分。


參照所附示意圖，根據(jù)作為非限制性實(shí)例給出的以下描述，根據(jù)本發(fā)明的用于往 復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤的特性和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，其中圖1是可以在其中使用根據(jù)本發(fā)明制造的一個或多個填料盤的往復(fù)式超級壓縮 機(jī)的缸體的局部截面圖；圖2是圖1所示的往復(fù)式超級壓縮機(jī)的填料疊層的截面圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的、用于往復(fù)式壓縮機(jī)的填料盤的透視圖。
具體實(shí)施例方式具體參照圖1，以局部截面的方式示意性地顯示了往復(fù)式壓縮機(jī)的缸體10，具體 而言，用于生產(chǎn)源自乙烯的聚合物和共聚物(如，例如低密度聚乙烯(LDPE)或醋酸乙烯乙 酯(EVA))的往復(fù)式超級壓縮機(jī)的第二級的缸體。缸體10基本包括法蘭12，其用作與壓縮機(jī)的支承框架(未顯示)連接的連接件； 以及頭部14，其容納用于待被壓縮的氣體的吸入與排出閥16。氣體被特定的活塞18壓縮， 活塞18包括稱為“柱塞”的圓柱形軸，該圓柱形軸以在填料疊層和布置在頭部14和填料疊 層本身之間的間隔件元件16內(nèi)的往復(fù)式運(yùn)動的方式來滑動。填料疊層包括多個填料盤22 (圖幻。在填料疊層的外部存在稱為鞘套的構(gòu)件20， 其執(zhí)行容納在填料盤22外部流動的冷卻油的功能。另外，潤滑和冷卻系統(tǒng)通過供給桿M(圖1)將油帶入填料盤22中。這種油具有 減小密封元件(在下文描述)和柱塞18之間的摩擦的目的，以及帶走在滑動期間產(chǎn)生的熱 量的目的。各個填料盤22 (圖幻包括兩個同心盤，換句話說，第一外部盤觀和第二內(nèi)部盤 30，在第二內(nèi)部盤30內(nèi)由于密封元件而形成了座部。收縮配合這兩個同心盤觀和30，以 便在壓縮機(jī)的正常運(yùn)行狀況下在所述內(nèi)部盤30上產(chǎn)生張力壓縮狀態(tài)。因此，在內(nèi)部盤30 上制造一個或多個軸向通孔32，以便于由潤滑桿M供給的、用于潤滑密封元件的潤滑油通 過。根據(jù)本發(fā)明，各個填料盤22的至少內(nèi)部盤30由高強(qiáng)度金屬合金制成，高強(qiáng)度金屬 合金能夠確保填料盤22本身具有良好的可靠性特性以及抗疲勞特性和抗磨損特性。詳細(xì) 而言，典型地為鋼的這種金屬合金具有合金元素的以下化學(xué)成分(以與材料的總重量相比 所占的重量百分比來表述的值)
成分重量％碳(C)0. 13% +0. 17%鉻(Cr)1. 80% +2. 20%
權(quán)利要求
1.一種用于往復(fù)式壓縮機(jī)的缸體(10)的填料盤(22)，所述填料盤0 由第一外部盤 (28)和第二內(nèi)部盤(30)形成，該第二內(nèi)部盤(30)與所述第一外部盤08)同心，并且在該 第二內(nèi)部盤(30)內(nèi)部形成了用于活塞(18)的至少一個密封元件的座部，其特征在于，所述 內(nèi)部盤(30)或外部盤08)中的至少一個由高強(qiáng)度鋼制成，所述高強(qiáng)度鋼包含與材料的總 重量相比占以下重量百分比的以下合金元素碳(0. 13% +0. 17% )； 鉻(1. 80% +2. 20% )； 鎳(9. 50% +10. 50% )； 鈷(13. 50% +14. 50% )； 鉬(0. 90% +1. 10% )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料盤(22)，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼還包含與所述材料 的總重量相比占以下重量百分比的以下合金元素鋁(0% +0. 015% )； 鈦(0% +0. 015% )； 錳(0% +0. 10% )； 硅(0% +0. 10% )； 硫(0% +0. 005% )； 磷(0% +0. 008% )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的填料盤(22)，其特征在于，通過真空感應(yīng)熔煉技術(shù)對所 述高強(qiáng)度鋼進(jìn)行熔煉，以及/或者通過真空電弧再熔技術(shù)對所述高強(qiáng)度鋼進(jìn)行再熔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的填料盤(22)，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋼經(jīng)受塑性變形循環(huán)， 以便改進(jìn)其機(jī)械特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的填料盤(22)，其特征在于，通過在受控的氣氛中在爐子 內(nèi)部進(jìn)行的熱循環(huán)來使所述高強(qiáng)度鋼經(jīng)受熱處理，以便最大化其硬度、韌性和強(qiáng)度的特性。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的填料盤(22)，其特征在于，收縮配合 所述兩個同心盤08，30)，以便在所述內(nèi)部盤(30)上產(chǎn)生張力壓縮狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的填料盤(22)，其特征在于，在所述內(nèi)部盤(30)上制造一個或 多個軸向通孔(3 ，以便于待供給到所述至少一個密封元件的潤滑油通過。
8.一種往復(fù)式壓縮機(jī)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一個或多個 填料盤(22)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于往復(fù)式壓縮機(jī)的缸體(10)的填料盤(22)。填料盤(22)由第一外部盤(28)和第二內(nèi)部盤(30)形成，第二內(nèi)部盤(30)同心于第一外部盤(28)，并且在其內(nèi)部形成了用于活塞(18)的至少一個密封元件的座部。填料盤(22)的至少一部分由通過熔煉過程和隨后的塑性變形而獲得的高強(qiáng)度金屬合金制成。該材料最終經(jīng)受特殊的熱處理，以改進(jìn)填料盤(22)的總體機(jī)械性質(zhì)。
文檔編號F04B53/16GK102076960SQ200980125059
公開日2011年5月25日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者F·基西, M·加諾茲, M·貝拉奇, N·坎波 申請人:諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司