Многоступенчатое уплотнение

 

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в компрессорах и насосах, а также в различных видах пневмо-и гидроаппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения конструкции и уменьшения материалоемкости. Многоступенчатое уплотнение размещено в расточке корпуса 1 и содержит пакет обойм 2 - 5, образующих между собой и уплотняемым валом 6 ряд манжетных 7 - 10 и поршневых 11 - 14 камер, в которых имеются манжеты 15 - 19 и поршни 20 - 23, причем манжета и поршень одной ступени отделены от манжеты и поршня другой ступени слоем жидкости, а торцовые площади поршней увеличены в сторону полости низкого давления соответственно торцовым площадям поршневых камер. Подбором торцовых площадей поршней можно задать в камерах 8 и 11, 9 и 12, 10 и 13, 14 такие значения давления жидкости, чтобы перепады давления на манжеты 16 - 19 были одинаковы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1596159 (51)5 F 16 J 15 32

r .z

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4603777/31-29 (22) 09.11.88. (46) 30.09.90. Бюл. № 36 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. В.И. Ленина (72) А.М. Богданов (53) 62 — 762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1337594, кл. F 16 J 15/32, 1987. (54) МНОГОСТУПЕНЧАТОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в компрессорах и насосах, а также в различных видах пневмо- и гидроаппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения конст1 2 7 20 11

5 2/ 12 1 22 13 5 Л

18 /О 19

14 И Л 27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР рукции и уменьшения материалоемкости.

Многоступенчатое уплотнение размещено в расточке корпуса 1 и содержит пакет обойм

2 — 5, образующих между собой и уплотняе-, мым валом 6 ряд манжетных 7 — 10 и поршневых 11 — 14 камер, в которых имеются манжеты 15 — 19 и поршни 20 — 23. Причем манжета и поршень одной ступени отделены от манжеты и поршня другой ступени слоем жидкости, а торцовые площади поршней увеличены в сторону полости низкого давления соответственно торцовым площадям поршневых камер. Подбором торцовых площадей поршней можно задать в камерах

8 и 11, 9 и 12, 10 и 13, 14 такие значения давления жидкости, чтобы перепады давления на манжеты 16 — 19 были одинаковы. 1 ил.

1596159

P2=P I

S а

Р4=РЗ =! 1

5 S«

Формула изобретения

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах и насосах, а также в различных видах пневмо- и гидроаппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности путем упрощения конструкции и уменьшения материалоемкости.

На чертеже показано многоступенчатое уплотнение, общий вид.

М ногоступенчатое уплотнение размещено в расточке корпуса 1, разделяющего полости высокого А и низкого Б давления, и содержит пакет обойм 2 — 5, образующих между собой и уплотняемым валом 6 ряд манжетных 7 -10 и поршневых 1 — 14 камер, в которых имеются манжеты 15 — 19, установленные с возможностью осевого перемещения, и поршни 20 — 23. Перед манжетой 15 установлен дополнительный поршень 24, воспринимающий давление уплотняемой среды.

Пакет уплотнения удерживается в сборе фланцем 25, в котором установлены запиряющие неподвижные манжеты 26 и 27, образующие между собой подпиточную камеру

28. В последнюю rto каналу 29 непрерывно подается жидкость под давлением. Во всех полостях 7 — 14 также находится жидкость под некоторым начальным давлением, удерживающим манжетно-поршневые пары 15 и

24; 16 и 20; 17 и 21; 18 и 22; !9 и 23 в крайнем левом положении. При этом манжетные

7 — !О и поршневые 11 — 14 камеры выполнены совмещенными так, что в каждой ступеlIll уплотнения поршневая камера является

tIpo;lo2IæåIIèåì манжетной камеры, а манжета совмещена с поршнем.

Ун Io tletltte работает следующим образом.

В полости А высокого давления возрастает давление уплотняемой среды Р,. Усилие оп этого давления передается через поршень 24 и манжету 15 жидкости в полость 7.

Когда это усилие превышает усилие от нач льного давления жидкости Р в полости

7 на манжету 15 и силу трения манжеты 15 и поршня 24 о вал 6 и обойму 2, жидкость в полости 7 дополнительно сжимается. Если учесть, что торцовая площадь, на которую действует давление уплотняемой среды, равна торцовой площадки манжеты, сжимающей жидкость, а потерей на преодоление сил трения пренебречь, то можно считать, что в данный и каждый последующий момент возрастания давления Р„ выполняется условие где Pl — давление жидкости в полости 7.

При дальнейшем возрастании давлений

Р„и РI, когда усилие на манжету 16 превышает усилие на поршень 20 от начального давления жидкости P в полостях 8 и 11 и силу трения, поршень 20 сжимает жидкость в полостях 8 и 11 до давления

50 где S2 — торцовая площадь поршня 20.

Так как S2)SI, то (! и P2(PI.

$, При дальнейшем возрастании давлений

ЄРи Р2 аналогично усилие от давления

Р2 на манжету 17 и поршень 21 сжимает жидкость в полостях 9 и 12 до давления.

3=Р2 =Р1 >

5 З S

5з

Inc Sa — торцовая площадь поршня 21.

Аналогично для следующей ступени

Следовательно, для любой ступени уплотнения, состоящей из соответствующих манжет, поршня и следующей за ними полости, справедливо следующее выражение, определяющее рабочее давление жидкости в ступени где i — порядковый номер ступени, начиная от полости высокого давления.

Общий рабочий перепад давления на многоступенчатое уплотнение распределится следующим образом.

На манжету 15 перепад давления действовать не будет, так как Р,— PI=0, следовательно, ее уплотняющая кромка прижата к уплотняемому валу 6 только силой собственной упругости, достаточной, чтобы жидкость не проникала в уплотняемую полость

А. Подбором площадей S2, S, S4, S; можно задать в полостях 8, 11, 9 и 12, 10, 13, а также

14 — значения давлений жидкости Р2, Рз, Р4, Р1, чтобы перепады давления на манжеты

16 — 19 были одинаковы. Давление жидкости

Рж в полости 28 можно подобрать таким, чтобы на запирающие манжеты 26 и 27 действовали такие же перепады давления, как и на подвижные.

Многоступенчатое уплотнение, содержащее вал и помещенное в корпус, разделяющий полости высокого и низкого давления, и состоящее из нескольких ступеней, в каждой из которых расположены сообщенные манжетная камера с уплотняющей манжетой и поршневая камера с поршнем, причем манжета и поршень одной ступени отделены от манжеты и поршня другой ступени слоем жидкости, а торцовые площади поршней увеличены в сторону полости низкого давления соответственно торцовым пло1596159

Составитель А. Фролов

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 2902 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССI

113035, Москва, >K — 35, Раугпская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул. Гагарннн. i . щадям поршневых камер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в каждой ступени уплотнения поршневая камера расположена как продолжение манжетной камеры, при этом манжета совмещена с поршнем.