УПЛОНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО НИЗКИХ СТУПЕНЕЙ КОМПРЕССОРА
SEALING DEVICE OF LOW COMPRESSOR STAGES

Область техники.
Заявляемое изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для герметизации цилиндра компрессора.
Предшествующий уровень техники.
Известно торцовое уплотнение вала агрегата (свидетельство РФ на ПМ №38874, F16J 15/44 [1]), содержащее уплотнительный узел, расположенный в корпусе, состоящем из трех разъемных частей. На торцовых поверхностях разъемных частей выполнены кольцевые выступы и впадины, которыми разъемные части фиксируются между собой и на корпусе агрегата. Уплотнение шпильками, проходящими через все разъемные части, закреплено на корпусе агрегата. При установке в уплотнение встраивается кольцевой холодильник. Уплотнение оснащено выносными пружинами.
Недостатком является то, что по своей природе торцовое уплотнение такого типа требует существенных затрат на эксплуатацию: большие ежегодные затраты на замену уплотнений, специальные инструментарии для контроля герметичности, комплексные системы затворного газа и смазки и т.д.
Известно уплотнительное устройство (патент РФ №2248484, F16J 15/18 [2]), содержащее два блока уплотнительных колец, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса. Уплотнительные кольца выполнены неразрезными из эластомерного материала, а между блоками установлены пружины с возможностью обеспечения их равномерного поджатия.
Недостатком является то, что при использовании устройства в компрессорах в результате нагревания на стенках корпуса будут закоксовываться частицы, образованные в результате износа уплотнительных колец. Это приведет к тому, что изношенные материалы уплотнительного устройства невозможно будет удалить, так как диаметр выходного отверстия устройства окажется меньше диаметра уплотнительных элементов, которые необходимо заменить для нормальной работы устройства.
Указанное уплотнительное устройство [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близкой системой того же назначения к заявляемому изобретению, поэтому оно принято в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Раскрытие изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является обеспечение ремонтопригодности уплотнительного устройства.
Сущность изобретения состоит в том, что уплотнительное устройство низких ступеней компрессора содержит первый корпус, внутри которого образована сальниковая камера, в которой установлена пара уплотнительных колец конусообразной формы, поджимающие пружины, прижимное кольцо, муфта и два нажимных кольца. Каждое нажимное кольцо имеет прямую и воронкообразную сопрягаемые поверхности, при этом нажимные кольца расположены воронкообразными сопрягаемыми поверхностями друг к другу и к их внешней поверхности прилегает внутренней поверхностью муфта. К плоской сопрягаемой поверхности одного из нажимных колец вышеупомянутыми пружинами прижато прижимное кольцо. Уплотнительные кольца располагаются между нажимными так, что их конические сопрягаемые поверхности расположены в сторону нажимных колец, при этом между уплотнительными кольцами расположено дроссельное кольцо.
На первом корпусе могут быть закреплены фланец и фиксирующая крышка, закрывающая сальниковую камеру.
Устройство может дополнительно содержать второй и третий корпусы, внутри каждого из которых образована сальниковая камера, внутри каждой из которых размещены:
- два нажимных кольца, каждое из которых имеет прямую и воронкообразную сопрягаемые поверхности, при этом нажимные кольца расположены воронкообразными сопрягаемыми поверхностями друг к другу;
- муфту, внутренняя поверхность которой прилегает к внешней поверхности нажимных колец;
- пружины;
- прижимное кольцо, прижатое поджимающими пружинами к плоской сопрягаемой поверхности одного из нажимных колец;
- пару уплотнительных колец конусообразной формы, находящихся между нажимными так, что их конические сопрягаемые поверхности расположены в сторону нажимных колец;
- дроссельное кольцо, расположенное между уплотнительными кольцами,
при этом торец предыдущего корпуса закрывает сальниковую камеру следующего корпуса, а корпусы соединены между собой шпильками с гайками.
Нажимные кольца целесообразно выполнять из стекловолокна.
Уплотнительные кольца целесообразно выполнять из прессованного асбестового шнура, пропитанного суспензией фторопласта с тальком.
Первое уплотнительное кольцо первого корпуса может выполнять функцию маслосъемного кольца и выполнять его целесообразно из графитофторопластового материала.
Дроссельное кольцо целесообразно выполнять из стекловолокна.
Муфту целесообразно выполнять из маслостойкой резины.
В канавке первого корпуса может быть расположено кольцо резиновое круглого сечения.
Краткое описание чертежей.
На фигуре показана схема уплотнительного устройства.
Осуществление изобретения.
Уплотнительное устройство (фиг.1) содержит три корпуса. Корпусы соединены шпильками (4) с гайками (5). На первом корпусе (1) закреплен фланец (6) и фиксирующая крышка (7). В каждом корпусе размещена сальниковая камера (8). Фиксирующая крышка (7) закрывает сальниковую камеру (8) первого корпуса (1). При этом торец предыдущего корпуса закрывает сальниковую камеру (8) следующего корпуса. В канавке первого корпуса (1) расположено кольцо резиновое (9) круглого сечения, обеспечивающее уплотнение устройства в расточке цилиндра.
В каждой сальниковой камере (8) размещены пружины (10), муфта (11) и уплотнительный пакет, содержащий пару уплотнительных колец (12), два нажимных кольца (13), дроссельное кольцо (14) и прижимное кольцо (15).
Нажимные кольца (13) выполнены из стекловолокна. Одна сопрягаемая поверхность каждого нажимного кольца (13) воронкообразная, а вторая - прямая. В одной сальниковой камере (8) нажимные кольца (13) расположены воронкообразными сопрягаемыми поверхностями друг к другу. Прямая сопрягаемая поверхность первого нажимного кольца (13) сальниковой камеры (8) первого корпуса (1) упирается в фиксирующую крышку (7). Прямая сопрягаемая поверхность первых нажимных колец (13) сальниковых камер (8) второго (2) и третьего (3) корпусов упирается в предыдущий корпус. Прямая сопрягаемая поверхность другого нажимного кольца (13) в каждой сальниковой камере подпирается прижимным кольцом (15). Пружины (10) поджимают прижимное кольцо (15) и таким образом сжимают уплотнительный пакет.
Муфта (11) выполнена из маслостойкой резины и внутренней поверхностью прилегает к внешней поверхности нажимных колец (13). Муфта (11) защищает сальниковую камеру от попадания механических загрязнений и газового давления, находящегося между уплотнительными элементами (кольцами) и корпусом сальниковой камеры.
Уплотнительные кольца (12) имеют конусообразную форму. Кольца (12) находятся между нажимными кольцами (13) таким образом, что конические сопрягаемые поверхности уплотнительных колец (12) расположены в сторону нажимных колец (13). Уплотнительные кольца (12) выполнены из прессованного асбестового шнура, пропитанного суспензией фторопласта с тальком. Первое уплотнительное кольцо (16) первого корпуса (1) выполнено из графитофторопластового материала, например АФГ-80 ВС, и является также маслосъемным кольцом.
Дроссельное кольцо (14) выполнено из стекловолокна и расположено между уплотнительными кольцами (12).
Описание работы.
Заявляемое устройство устанавливают на штоке поршня в компрессоре.
Уплотнение штока создается за счет давления прижимных пружин (10) на прижимные кольца (15). Благодаря конической форме сопрягаемых поверхностей нажимных (13) и уплотнительных колец (12) последние прижимаются к штоку. Таким образом, изнашивающиеся (стирающиеся) со временем уплотнительные кольца (12) постоянно поддавливаются пружинами (10), обеспечивая необходимое уплотнение, вплоть до упора нажимных колец (13) в дроссельные кольца (14). После этого давление на уплотнительные кольца (12) прекращается и их необходимо заменить.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении заявляемый технический результат: «обеспечение ремонтопригодности уплотнительного устройства» достигается за счет того, что уплотнительное устройство низких ступеней компрессора содержит первый корпус, внутри которого образована сальниковая камера, в которой установлена пара уплотнительных колец конусообразной формы, поджимающие пружины, прижимное кольцо, муфта и два нажимных кольца, при этом каждое нажимное кольцо имеет прямую и воронкообразную сопрягаемые поверхности, при этом нажимные кольца расположены воронкообразными сопрягаемыми поверхностями друг к другу и к их внешней поверхности прилегает внутренней поверхностью муфта, при этом к плоской сопрягаемой поверхности одного из нажимных колец вышеупомянутыми пружинами прижато прижимное кольцо, при этом уплотнительные кольца находятся между нажимными так, что их конические сопрягаемые поверхности расположены в сторону нажимных колец, при этом между уплотнительными кольцами расположено дроссельное кольцо.
Промышленная применимость.
Автором изобретения изготовлен опытный образец заявленного изобретения, 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.