УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ШТОКА КОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована в компрессоростроении.
Известно дроссельное уплотнение штока компрессора, которое осуществляется за счет дросселирования газа вследствие трения при протекании его по щели. Конструктивно это уплотнение выполняется в виде дроссельной втулки и используется в комбинации с сальниковым уплотнением, при этом дроссельную втулку размещают со стороны уплотняемой рабочей полости цилиндра (С.Е. Захаренко, С.А. Анисимов, В.А. Дмитревский и др. Поршневые компрессоры/ Под редакцией проф. С.Е. Захаренко. - М. - Л.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961, с. 198-199 [1]).
Выполнение дроссельной втулки в общем корпусе с сальниковым уплотнением усложняет изготовление и сборку узла уплотнения штока компрессора.
Известен также узел уплотнения штока компрессора, содержащий установленные в расточке в дистанционном фонаре компрессора со стороны цилиндра сальник с уплотняющими элементами и дроссельную втулку с буртом, сопрягаемым с корпусом сальника со стороны уплотняемой рабочей полости цилиндра, причем расточка в дистанционном фонаре выполнена двухступенчатой, цилиндрическая часть дроссельной втулки размещена в расточке меньшего диаметра с конструктивными зазорами, а ее бурт и сальник с уплотняющими элементами - в расточке большего диаметра (Пластинин П.И. - Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции - 3-е изд. - М.: КолосС, 2008, с. 355-357 [2]). В известном узле дроссельная втулка выполнена отдельной от сальника, при этом ее положение фиксируют буртом (там же, рис. 3.5.3).
Известный [2] узел уплотнения штока компрессора является наиболее близким к предложенному узлу и выбран в качестве прототипа полезной модели.
В известном узле дроссельная втулка выполнена отдельной от сальника, при этом втулка фиксирована буртом в неподвижном положении и одновременно выполняет функцию направляющей втулки. Однако фиксация втулки в неподвижном положении препятствует использованию этой втулки только как дросселирующей, поскольку отсутствует подвижность втулки в радиальном направлении, что ограничивает возможности выбора рациональной конструкции при проектировании узла уплотнения штока.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение указанного недостатка.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в обеспечении подвижности дроссельной втулки в радиальном направлении.
Указанный результат достигается тем, что известный узел уплотнения штока компрессора, содержащий установленные в расточке в дистанционном фонаре компрессора со стороны цилиндра сальник с уплотняющими элементами и дроссельную втулку с буртом, сопрягаемым с корпусом сальника со стороны уплотняемой рабочей полости цилиндра, причем расточка в дистанционном фонаре выполнена двухступенчатой, и цилиндрическая часть дроссельной втулки размещена в расточке меньшего диаметра с конструктивными зазорами, а ее бурт и сальник с уплотняющими элементами - в расточке большего диаметра, в соответствии с настоящей полезной моделью дополнительно содержит дистанционное кольцо, установленное в плоскости бурта дроссельной втулки, при этом внутренний диаметр и высота дистанционного кольца выбраны из условия гарантированных радиального и осевого зазоров в сопряжении бурта дроссельной втулки со смежными деталями.
Здесь термин «сальник» используется как общепринятый в отечественном машиностроении термин для устройств, уплотняющих поступательно движущиеся штоки ([2], с. 351).
Смежными деталями, с которыми сопрягается бурт дроссельной втулки, являются дистанционное кольцо по внутренней кольцевой поверхности последнего, корпус сальника по его торцевой поверхности и дно расточки большего диаметра.
Наличие дистанционного кольца, установленного в плоскости бурта дроссельной втулки, и выбор размеров этого кольца из условия гарантированных радиального и осевого зазоров в сопряжении бурта дроссельной втулки со смежными деталями обеспечивают подвижность дроссельной втулки в радиальном направлении, тем самым - возможность самоустановки дроссельной втулки по воздействием штока.
В частном случае реализации полезной модели дистанционное кольцо может быть выполнено с кольцевой канавкой на его внутренней цилиндрической поверхности.
В этом частном случае обеспечивается получение дополнительного технического результата: твердые частицы, попавшие вместе со смазкой в кольцевую щель между буртом дроссельной втулки и дистанционным кольцом, скапливаются в этой канавке и не проходят к последующим элементам уплотнения, что повышает долговечность работы узла.
Сущность предложенной полезной модели поясняется графическими материалами, где:
на фиг. 1 показан узел уплотнения штока в дистанционном фонаре компрессора;
на фиг. 2 - узел А на фиг. 1;
на фиг. 3 - дистанционное кольцо.
Дистанционный фонарь 1 (фиг. 1, 2), сопрягается с цилиндром компрессора по поверхности 2. Со стороны уплотняемой рабочей полости цилиндра в дистанционном фонаре 1 выполнены отверстие 3 для прохода штока и двухступенчатая расточка - ступень 4 меньшего диаметра для размещения цилиндрической части дроссельной втулки 5 и ступень 6 большего диаметра для размещения сальника 7 с уплотняющими элементами. Дроссельная втулка 5 выполнена с буртом 8, сопрягаемым с корпусом сальника 7 со стороны уплотняемой рабочей полости цилиндра. В плоскости бурта 8 установлено дистанционное кольцо 9.
Наружный диаметр дистанционного кольца 9 соответствует ступени 6 расточки большего диаметра с посадкой, обеспечивающей сборку и разборку узла. Внутренний диаметр дистанционного кольца 9 больше наружного диаметра бурта 8, вследствие чего между буртом 8 и дистанционным кольцом 9 имеется кольцевая щель 10. Высота дистанционного кольца 9 больше высоты бурта 8 на выбранную величину гарантированного суммарного осевого зазора 11 между буртом 8 и смежными деталями - корпусом сальника 7 по его торцевой поверхности 12 и дном расточки ступени 6 большего диаметра. Величину гарантированного осевого зазора 11 выбирают из условия обеспечения подвижности дроссельной втулки в радиальном направлении в процессе эксплуатации компрессора.
Дроссельная втулка 5 имеет на внутренней поверхности антифрикционный слой 13, например, слой баббита. Цилиндрическая часть дроссельной втулки 5 размещена в расточке ступени 4 меньшего диаметра с радиальным и осевым зазорами, выбираемыми конструктивно.
В дистанционном фонаре 1 выполнены также гидравлическая полость охлаждения 14 и открытая полость 15 для обслуживания узла уплотнения штока.
Узел уплотнения штока компрессора работает известным образом. При этом втулка 5 самоустанавливается под воздействием штока в пределах кольцевой щели 10, выполняя только функцию дросселирования, т.е. втулка 5 не служит опорой для штока.
В другом примере выполнения (см. фиг. 3) в дистанционном кольце 9 выполнена кольцевая канавка 16. При работе узла уплотнения в этой кольцевой канавке 16 скапливаются твердые частицы, попавшие в кольцевую щель 10 вместе со смазкой.
Полезная модель может быть реализована с сальниками различной конструкции, и детали узла могут быть изготовлены из различных материалов.
Примеры выполнения подтверждают возможность достижения заявленного технического результата - в узле уплотнения штока обеспечивается подвижность дроссельной втулки в радиальном направлении.
Проведенные на предприятии испытания опытного образца узла уплотнения штока компрессора с использованием данной полезной модели подтверждают достижение заявленных результатов.