[发明专利]柔性活塞杆

说明书

技术领域：一种柔性活塞杆，用于高速大功率分体式压缩机压缩活塞与导向十字头的连接，涉及气田天然气输送增压设备的制造技术领域。

背景技术：在天然气集输增压、气举采油、采气、氢烃回收、衰减气井的增产等工况中，都需要性能好、可靠性高的大功率分体式压缩机才能实现，在大功率分体式压缩机中，作为连接压缩机活塞和十字头的活塞杆在压缩机的运行中始终处于较为恶劣的工作条件，承受着很大的冲击载荷和拉压应力，因此，常常在活塞杆连接十字头和活塞的螺纹部位发生断裂，这种断裂是往复活塞式压缩机的重大事故，一旦发生断裂就会严重影响高速大功率分体式压缩机的可靠性，会损坏设备，造成设备停机，最终导致停产，影响天然气等物质的输送，进而影响所涉及行业的正常生产。

发明内容：本发明针对现有技术的缺点，依据等刚度理论，设计了一种能够提高螺纹连接的疲劳强度，使螺纹变径处过渡均匀，刚度一致的柔性活塞杆。

本发明是这样实现的：包括活塞连接端、中间段和十字头连接端，其特征在于：

活塞连接端包括柔性杆4、前后配合段3、5和活塞连接螺纹1，中间段由密封轴6构成，活塞连接端连接在中间段的一头，十字头连接端连接在中间段的另一头，十字头连接端包括十字头连接螺纹8和十字头连接螺纹过渡段7；

所述柔性杆4设置在前配合段3和后配合段5之间，在前配合段与活塞连接螺纹之间设置有活塞螺纹过渡段2；

所述柔性杆4的直径为所述活塞连接螺纹1底径的0.85倍，长度与活塞长度相同；

在所述十字头连接螺纹8与密封轴6之间设置有十字头螺纹过渡段7；

所述活塞连接螺纹1和十字头连接螺纹8可以是螺纹，也可以是法兰；

所述活塞螺纹过渡段2的直径为螺纹底径的0.8倍，长度为20～30毫米，活塞螺纹过渡段2起到使螺纹变径处过渡均匀，刚度一致的作用，避免交变负荷作用下的疲劳破坏；

本发明的活塞连接螺纹1和十字头连接螺纹8通过螺母施加1.2倍原结构的扭矩，将柔性活塞杆与活塞连接成一体，为了提高耐磨和密封的性能，密封段6的表面是经过氮化处理的，具有高硬度、高精度的相对摩擦面；柔性段可以使作用在活塞杆上的载荷变化幅度降低，达到提高螺纹连接的强度，使柔性段与螺纹段的强度趋于相等的目的，前配合段3和后配合段5用于与活塞的定位；

本发明的效果是：活塞杆的柔性段与螺纹段强度趋于相等，提高螺纹连接的疲劳强度，连接螺纹的过渡段，使螺纹变径处过渡均匀，刚度一致，避免了在交变负荷作用下的疲劳破坏，从而整体提升了活塞杆的可靠性，保证了其长寿命。

附图说明：

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例：本发明是这样实现的：包括活塞连接端、中间段和十字头连接端，活塞连接端包括柔性杆4、前后配合段3、5和活塞连接螺纹1，中间段由密封轴6构成，密封轴6的表面是经过氮化处理的，具有高硬度、高精度的相对摩擦面；活塞连接端连接在中间段的一头，十字头连接端连接在中间段的另一头，十字头连接端包括十字头连接螺纹8和十字头连接螺纹过渡段7，活塞连接螺纹1和十字头连接螺纹8可以是螺纹，也可以是法兰；柔性杆4设置在前配合段3和后配合段5之间，在前配合段3与活塞连接螺纹1之间设置有活塞螺纹过渡段2，柔性杆4可以使作用在活塞杆上的载荷变化幅度降低，达到提高螺纹连接的强度，使柔性杆4与螺纹段的强度趋于相等的目的，前配合段3和后配合段5用于与活塞的定位；十字头连接螺纹8与密封轴6之间设置有十字头连接螺纹过渡段7；

使用时，如果压缩机的十字头使用的是螺纹连接，就将十字头连接螺纹8旋入增压机十字头的螺纹孔中，如果压缩机的十字头使用的是法兰连接，就将十字头连接螺纹8连接法兰后由法兰与压缩机十字头通过螺钉连接；与压缩机活塞连接时，将活塞连接螺纹1的螺纹通过螺帽，施加1.2倍原结构的扭矩，将本发明的柔性活塞杆与活塞连接成一体；安装本发明的密封轴6时，同时增加密封填料，使密封轴6与填料共同构成密封体，阻止气体的泄漏；设置的柔性杆4的直径是活塞连接螺纹1螺纹底径的0.85倍，长度与活塞长度相同，其作用是使活塞杆上的载荷幅度降低，提高螺纹连接的抗疲劳强度，并使之与活塞连接螺纹1的强度趋于相等；前后配合段3和5用于与活塞的定位，可以保证活塞外圆与活塞杆的直线度要求；活塞螺纹过渡段2的直径为活塞连接螺纹1的螺纹底径的0.8倍，长度为20～30毫米，活塞螺纹过渡段2起到使螺纹变径处过渡均匀，刚度一致的作用，避免交变负荷作用下的疲劳破坏；工作时，压缩机连杆大头的旋转运动通过十字头，使本发明的柔性活塞杆进行往复直线运动，然后带动压缩气缸工作，实现对气体的压缩，设置的柔性杆4能有效的使活塞杆上的载荷幅度降低，提高了螺纹连接的抗疲劳强度，能有效克服活塞杆螺纹处断裂事故。