Контактное радиальное уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/32 

1

Изобретение относится к уплетиительной технике, в частности к уплотнителям компрессионных машин сверхвысокого давления.

Цель изобретения - увеличение срока службы уплотнения при работе без смазки в uiHpOKOM диапазоне давлений за счет повышения герметичности в радильном направлении.

На фиг. 1 изображено уплотнение; на фиг. 2 - сальник из уплотнений; на фиг. 3 - антиэкструзионное (сборочное) кольцо (в сжатом состоянии); на фиг. 4 - то же (в свободном состоянии).

Уплотнение плунжера I относительно цилиндра 2 содержит в направлении от области низкого давления к области высокого опорное антиэкструзионное кольцо 3 в виде пружинистой спирали, уплотнительные кольца 4 и 5 из жесткого полимерного материала, изготовленные так, что исключается третинообразование их при компенсации износа, уплотнительное кольцо 6 из менее жесткого полимерного материала, например фторопласта Ф-4, прижимное кольцо 7 из эластичного материала, антиэкструзионный экран 8 и сборочное кольцо 9, выполненное аналогично кольцу 3 в виде спирали.

Опорное кольцо 3 и сборочное кольцо 9 выполнены в виде спирали, нанример, из бериллиевой бронзы. Для уменьшения нагрузки на плунжер при его возможной радиальной деформации спираль целесообразно покрыть твердой смазкой, например фторопластовым лаком. Спираль выполняют литьем в спиральном профиле с осадкой в нагретом состоянии и последующей rspoточкой на конус 10. Кольца 3 и 9 охватывают плунжер с незначительным натягом за счет радиальной упругости.

Кольца 4 и 5 треугольного сечения установлены навстречу друг другу и на некотором расстоянии друг от друга. Они изготавли ваются из частиц самосмазываюшихся полимерных материалов (АСП-пластики). Крупность частиц такова, что превышает зазор между плунжером и онорным (сборочным) кольцом. В качестве материала, сязующего частицы, применен фторопласт Ф-4. С.мыкающиеся частицы кольца образуют каркас, способный к пластическому изменению формы за счет плacтичfloй фторопластовой связки. Выполняют кольцо из смеси частиц жесткого полимерного материала и фторопласта Ф-4 в пресс-форме под давлением и при повышенной температуре.

Уплотнение содержит по антиэкструзионно.му экрану 8 с каждой стороны прижимного кольца, расположенные так, как показано на фиг. 1. Экран 8 выполнен переменного сечения, напри.мер, из меди. Толщина экрана уменьшается в направлении оси уплотнения до величины (0,2-0,3 мм), допускающей возможность в процессе износа уплотнительных колец изменения формы экрана.

Кольцо 6 нреимущественно из фторопласта Ф-4 выполнено по ширине от антиэкструзионного кольца до сборочного кольца, расположено своими краями над кольцами 4 и 5 и одновременно контактирует в промежутке между ними с уплотняемой поверхностью.

Прижимное кольцо 7 с большим объемом имеет большую деформацию и лучше осушествляет слежение за износом уплотнительных колец при поддержании уровня начальных контактных давлений. Поэтому целесообразно увеличить его объем за счет овального уширения цилиндрической стенки 11 камеры сальника, как изображено на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом.

Под действием прижимного кольца 7, опорного и сборочного колец 3 и 9 уплотнительнь е кольца 4--6 находятся в объемном сжатии, обеспечивающем начальное контактное давление их (преимущественно кольца 6) с уплотняемой поверхностью плунжера I. При увеличении давления газа в камере сжатия компрессора объемное сжатие уплотнительных колец 4-6 увеличивается, при этом увел1 чивается контактное дав. колец с уплотняемой поверхностью до величины, при которой; выпол яется уплотнения колец 4 и 5. Кольг1,о 6 между кольца.уи 4 и 5 находится как ;, обойг,е, что обеспечивает его иовышепную износостойкость при высоком 1{ CEiepxBbicoKOM давлении газа.

низком дав/14М ;и-; функцию по уплотнению несет кольцо 6. (пи увеличении дав.сния газа в pafl;);v включаются кольца 4 и о. Кольца 4 к Г) .;;)сгоянно контактируют с уплотняемой поперхиостью, предотвращая -;KCTpy:i ioHi-;bji; i :з(эозио11пый износ кольца 6. 1 ослел 1ее оГп.ясняется сохранением в процессе эксплуатации уп.гютнения планируемого персиада дa }Jjoн iя на кольце 6.

.Лсжду кончактирующими поверхностями (уплотнение -- плунжер) существует газовая прос.юйка, заполняющая микронеровности поверхности плунжера. Эта газовая прослойка обуславливает утечки 1аза и, одновременно, у.ченьшение контакта уплотнительного кольца с поверхностью плунжера, т. е. уменьшение нагрузки на оставшуюся контактную поверхность. С.ледовательно, работоспособность кольца из менее жесткого материала определяется сохранением параметров газа прослойки (температуры, перепада давлений, т. е. его энергии), что вызывает необходимость обеспечения планируе.мого контактного давления с плунжеро.м прилегающего кольца 4 независимого от износа последнего. Самокомпенсация износа колец 4 и 5 обусловлена способностью их к пластичному изменению формы. В процессе износа колец уплотнения экран 8 соответственно трансформируется, сохраняя функцию по обеспечению

КОНТАКТНОЕ РАДИАЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее опорное антиэкструзионное и сборочное кольца, между которыми расположены уплотнительные кольца из полимерных материалов различной жесткости, одно из которых антиэкструзионное, контактирующие между собой по конусной поверхности, и прижимное кольцо из упругого материала, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы уплотнения при работе без смазки в щироком диапазоне давлений, оно снабжено дополнительным уплотнительным антиэкструзионным кольцом, установленным между сборочным кольцом и кольцом из менее жесткого материала и контактирующим с последним по конической поверхности, при этом кольцо из менее жесткого материала расположено между уплотнительными антиэкструзионными кольцами и контактирует средней частью с уплотняемой поверхностью, причем опорное антиэкструзионное и сборочное кольца выi полнены в виде спиралей и установлены в (Л упругосжатом состоянии. qD