УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ КОМПРЕССОРА

Заявляемая полезная модель относится к уплотнительной технике и может использоваться для герметизации цилиндра компрессора. Предшествующий уровень техники.
Известно уплотнение штока (патент РФ на ИЗ №2124664, F16J 15/56 [1]), состоящее из расположенных в рабочей камере (сальниковой камере) разрезных уплотнительных колец, на наружной поверхности каждого из которых выполнена кольцевая проточка, и упругих элементов, размещенных в упомянутых кольцевых проточках. Каждое уплотнительное кольцо имеет пару сквозных, параллельных друг другу разрезов, при чем разрезы каждой пары выполнены по касательным к внутренней поверхности уплотнительных колец в ее диаметрально противоположных точках и в противоположных направлениях.
Известно уплотнение штока или плунжера (патент РФ на ИЗ №2016308, F16J 15/26 [2]), содержащее уплотнительное кольцо, выполненное из трех частей, охватываемых сегментами, и замыкающего кольца, выполненного из трех секторов. Каждое кольцо стянуто браслетной пружиной, входящей в кольцевой паз на наружной цилиндрической поверхности кольца. В пазу в местах сопряжения частей колец между собой по всей ширине паза выполнены цилиндрические углубления. Места сопряжения цилиндрических поверхностей паза и углубления скруглены.
Недостатком обоих устройств является то, что не зафиксированные уплотнительные кольца при работе могут повернуться и совпасть разрезами, в образованную щель будет проникать газ, что приведет к потере уплотняющей способности устройства.
Указанное уплотнительное устройство [1] является по совокупности существенных признаков наиболее близкой системой того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому оно принято в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью является повышение надежности работы уплотнительного устройства.
Сущность полезной модели состоит в том, что уплотнительное устройство содержит по крайней мере одну первую сальниковую камеру, расположенную в отдельном корпусе, и содержащую по крайней мере два зафиксированных между собой уплотнительных кольца, каждое из которых снабжено радиальными разрезами и стянуто браслетной пружиной, и опорное кольцо, которое прилегает к одному из уплотнительных колец.
Устройство может содержать фланец, внутри которого будет размещена вторая сальниковая камера, содержащая зафиксированные между собой штифтом по крайней мере два маслосъемных кольца, каждое из которых будет выполнено разрезным на независимые части, будет содержать радиальные канавки, расположенные на торцовых плоскостях, и будет стянуто браслетной пружиной.
Уплотнительное устройство так же может содержит смежно расположенные в отдельных корпусах три первые сальниковые камеры, при этом торец корпуса предыдущей первой сальниковой камеры должен будет закрывать следующую первую сальниковую камеру, а корпусы первых сальниковых камер и фланец будут стянуты между собой шпильками с гайками.
Уплотнительные кольца целесообразно выполненять из фторопласта с наполнителем марки Ф4К20.
Опорное кольцо желательно выполнять из антифрикционного чугуна или латуни, при этом внутренний диаметр отверстия кольца должен быть больше диаметра штока.
Маслосъмные кольца целесообразно выполнять из антифрикционного чугуна или латуни.
Устройство может содержать закрепленную на фланце фиксирующую крышку, которая будет подпирать с торца вторую сальниковую камеру и будет снабжена по крайней мере одним сливным отверстием.
Устройство может содержать смежно расположенные в отдельных корпусах три сальниковые камеры, каждая из которых будет содержать пару зафиксированных штифтом уплотнительных колец, через радиальные разрезы которых проходят браслетные пружины, и опорное кольцо, которое прилегает к одному из уплотнительных колец, при этом торец предыдущего корпуса сальниковой камеры будет закрывать сальниковую камеру следующего корпуса, а корпусы и фланец будут соединены между собой шпильками с гайками.
Уплотнительные кольца сальниковых камер целесообразно выполнять из фторопласта с наполнителем марки Ф4К20 (флубон -15, -20).
Опорное кольцо желательно выполнять из антифрикционного чугуна или латуни. Если исполнение кольца будет таким, что внутренний диаметр отверстия кольца будет больше диаметра штока, то нижний диаметр отверстия кольца будет выполнять функцию дросселирующего элемента.
Пару маслосъмных колец первой сальниковой камеры целесообразно выполнять из антифрикционного чугуна или латуни.
Устройство может содержать закрепленную со стороны вала на фланце фиксирующую крышку, снабженную тремя отверстиями и подпирающую с торца сальниковую камеру фланца.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана общая схема уплотнительного устройства. На фиг.2, фиг.3 и фиг.4 - маслосъемное кольцо, на фиг.5 и фиг.6 - уплотнительное кольцо первого вида, на фиг.7 и фиг.8 - уплотнительное кольцо второго вида.
Осуществление полезной модели.
Уплотнительное устройство содержит одну или более первые сальниковые камеры (1) и одну вторую сальниковую камеру (2). Число первых сальниковых камер (1) будет возрастать с увеличением давления в компрессоре. Предпочтительно, чтобы в устройстве было четыре первых сальниковых камеры (1), поскольку именно такое количество позволит устройству охватить широкий диапазон давления в компрессоре. Вторая сальниковая камера (2) расположена во фланце (3). Первая сальниковая камера (1) устанавливается со стороны поршня компрессора. Вторая сальниковая камера (2) устанавливается с противоположной от поршня стороны. На фланце (3) крепятся первые сальниковые камеры (1) и фиксирующая крышка (7). Крепление осуществляется с помощью шпилек (5) с гайками (6). Фиксирующая крышка (7) закрывает вторую сальниковую камеру (2). При давлении 60-70 МПа устройство содержит четыре первые сальниковые камеры (1) (фиг.1). При более высоком давлении количество первых сальниковых камер (1) увеличивается, при более низком - уменьшается. Торец предыдущего корпуса первой сальниковой камеры (1) закрывает следующую первую сальниковую камеру (1).
В каждой первой сальниковой камере (1) размещены уплотнительные кольца первого вида (8) (фиг.5-6) и второго вида (9) (фиг.7-8), браслетные пружины (10), штифт (11) и опорное кольцо (12).
Уплотнительные кольца (8 и 9) выполнены из фторопласта с наполнителем марки Ф4К20 (флубон -15, -20). Кольца (8 и 9) имеют по три радиальных разреза и стянуты браслетными пружинами (10). Дополнительно уплотнительные кольца (8 и 9) зафиксированы между собой штифтом (11).
Опорное кольцо (12) выполнено из антифрикционного чугуна или латуни. Внутренняя поверхность отверстия кольца (12) выполнена несколько больше штока, чтобы не создавать трения. Опорное кольцо (12) выполнено без разрезов.
Во второй сальниковой камере (2) размещены маслосъемные кольца (4), браслетные пружины (10) и штифт (11).
В маслосъемных кольцах (4) (фиг.2, фиг.3) по торцовым плоскостям имеются радиальные канавки. Сами кольца (4) выполнены из антифрикционного чугуна или латуни. Маслосъемные кольца (4) выполняют разрезными на три независимые части и стягивают браслетной пружиной (10). Дополнительно маслосъемные кольца (4) фиксируются между собой штифтом (11).
Фланец (3) имеет четыре, шесть или восемь (в зависимости от давления) сквозных гладких отверстия, предназначенных для крепления устройства шпильками (5) к цилиндру компрессора. Также фланец (3) снабжен двумя сквозными резьбовыми отверстиями для снятия устройства с цилиндра компрессора.
Фиксирующая крышка (7) оснащена тремя отверстиями для слива масла. Расположены отверстия в нижней части крышки (7) и соединяют вторую сальниковую камеру (2) с наружной поверхностью уплотнительного устройства.
Описание работы.
Все сопрягаемые поверхности (колец и камер), перед установкой на шток поршня в компрессоре, тщательно притираются друг к другу, тем самым обеспечивая надежное, герметичное соединение.
Разрезные уплотнительные кольца (8 и 9) под действием рабочей среды прижимаются к стенке первой сальниковой камеры (1) и друг к другу, предотвращая пропускание рабочей среды в осевом направлении. Браслетные пружины (10) сжимают кольца (8 и 9), обеспечивая их плотное прилегание друг к другу и к штоку, что предотвращает пропускание рабочей среды в радиальном направлении. Штифт (11) предотвращает поворот относительно друг друга уплотнительных колец (8 и 9). Опорное кольцо (12), прилегая к одному из уплотнительным колец, перекрывает в нем разрезы, через которые может проникать газ. Внутренняя поверхность опорного кольца (12) выполняет функцию дросселирующего элемента, создавая понижение давления после себя, облегчая уплотнению следующей первой камеры (1) задачу по предотвращению утечки рабочей среды.
Так же как и в случае с уплотнительными кольцами (8 и 9), штифт (11) предотвращает поворот маслосъемных колец (4) относительно друг друга. Сток масла в маслосъемных кольцах (4) происходит через радиальные канавки, расположенные на торцевых плоскостях колец (4).
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: «повышение надежности работы уплотнительного устройства» достигается за счет того, что уплотнительное устройство содержит по крайней мере одну первую сальниковую камеру, расположенную в отдельном корпусе, и содержащую по крайней мере два зафиксированных между собой уплотнительных кольца, каждое из которых снабжено радиальными разрезами и стянуто браслетной пружиной, и опорное кольцо, которое прилегает к одному из уплотнительных колец.
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленной полезной модели, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемое уплотнительное устройство может быть реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собрано на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в уплотнительной технике при герметизации цилиндра компрессора.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Уплотнение штока, патент РФ на ИЗ №2124664, F16J 15/56, 1999.
2. Уплотнение штока или плунжера, патент РФ на ИЗ №2016308, F16J 15/26, 1994.