Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня

 

Изобретение относится к области компрессоростроения и позволяет повысить надежность уплотнения поршня. Цилиндр снабжен вторым рядом 8 питающих отверстий 3, диаметр do которы.х может быть определен из уравнения do A 4Dc/n| где с - величина дроссельного или радиального зазора; D - диаметр поршня; п - число отверстий 3. По обе стороны отверстий 3 обоих рядов 2 и 8 выполнены карманы, диаметр которых равен D/n. Втулка 5 установлена на цилиндре 1 при помощи уплотнительных элементов 10. В результате такого выполнения компрессора улучшается центрирование порщня 6, что повыщает надежность уплотнения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л 00 СХ5 К5 Фиг.1

ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Пи4 Г04В3100

77 (21) 3858449/25-06 (22) 21.02.85 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (72) В. А. Лесуков, В. Г. Деньгин и А. Г. Винокуров (53) 621.512 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 883549, кл. 3 F 04 В 31/00, 1979, (54) КОМПРЕССОР С БЕСКОНТАКТНЫМ

УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ (57) Изобретение относится к области компрессоростроения и позволяет повысить надежность уплотнения поршня. Цилиндр 1

„„SU„„1318721 снабжен вторым рядом 8 питающих отверстий 3, диаметр d< которых может быть определен из уравнения 5> — — - Г413с7й, где с— величина дроссельного или радиального зазора; D — диаметр поршня; n — число отверстий 3. По обе стороны отверстий 3 обоих рядов 2 и 8 выполнены карманы, диаметр которых равен D/è. Втулка 5 установлена на цилиндре 1 при помощи уплотнительных элементов 10. В результате такого выполнения компрессора улучшается центрирование поршня 6, что повышает надежность уплотнения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

l 3 1 872 I

Изобретение относится к компрессоростроению и касается компрессоров с бесконтактным уплотнением поршня.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения. 5

На фиг. 1 схематично изображен компрессор с бесконтактным уплотнением поршня, продольный разрез; на фиг. 2 — узел

1 на фиг. l.

Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня содержит цилиндр 1 с рядом 2 питающих отверстий 3, установленную на нем с образованием дроссельного зазора 4 втулку 5 и поршень 6, размещенный в цилиндре 1 с кольцевым зазором 7, подключенным через питательные отверстия 3 и дроссельный зазор 4 к источнику давления.

При этом цилиндр I снабжен вторым рядом

8 питающих отверстий 3 и выполненными по обе стороны от отверстий 3 обоих рядов

2 и 8 карманами 9. Втулка 5 установлена на цилиндре 1 при помощи упругих уплотни- 20 тельных элементов 10, карманы 9 имеют диаметр, определяемый из уравнения

dI = —, п где D — диаметр поршня 6;

25 и — число питающих отверстий 3 в ряду

2или8, а питающие отверстия 3 имеют диаметр, определяемый из уравнения

4Dc 30 и где D — диаметр поршня 6, с — величина дроссельного или радиального зазора 4 или 7, п — число питающих отверстий 3 в ряду

2 или 8. 35

Компрессор дополнительно содержит полости 11 и 12 высокого и низкого давления, подключенные выполненными в цилиндре 1 кольцевыми проточками 13 и 14 соответственно к дроссельному и радиальному 40 зазорам 4 и 7. Полость 11 высокого давления служит источником давления.

Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня работает следующим образом.

Поршень 6, совершая возвратно-поступа- 45 тельное движение, нагнетает газ в полость

11 высокого давления, откуда часть газа поступает через кольцевую проточку 13 в дроссельный зазор 4 и далее через карман 9 и питающие отверстия 3 в кольцевой зазор 7, образуя несущий смазочный слой, 50 предотвращающий касание поршня 6 о цилиндр 1. При этом питающие отверстия 3 не являются дроссельными, имея сравнительно большую площадь проходного сечения, и с обеих сторон окаймлены карманами 9 для того, чтобы максимально облегчить доступ газа в кольцевой зазор 7 и обеспечить дозвуковые скорости течения через питающие отверстия 3.

Благоприятной рабоге поршня 6 способствует симметричное формирование смазочного слоя в зазоре 7, обусловленное кольцевой проточкой 14, которая защищает смазочный слой от оспабления при проникновении газа высокого давления из цилиндра

) при его сжатии. Это происходит потому, что в кольцевой проточке 14 поддерживается низкое давление, так как она соединена с полостью 12 низкого давления и эвакуирует туда газ, просочившийся из цилиндра при сжатии. Таким образом, газ смазочного слоя в зазоре 7 симметри но растекается в противоположных осевых направлениях от питающих отверстий 3 и формирует смазочный слой, обладающий сравнительно высокой несущей способностью.

При действии нагрузки (безразлично какой по происхождению} на поршень 6, например справа налево, поршень 6 смещается влево, уменьшая кольцевой зазор 7. Уменьшение зазора 7 приводит к возрастанию сопротивления движущемуся газу и увеличению давления на выходе газа из питающих отверстий 3. !1о кольку питающие отверстия 3 III являются дроссел иными, имея сравнительно болыиую площадь проходного сечения, и течение газа через них всегда дозвуковое, то возмущение от увеличивающегося давления на выходе газа из питающих отверстий 3 проникает на вход питающих отверстий 3 и далее в дроссельный зазор 4, что приводит к смещению втулки 5 влево и деформации упругих уплотнительных элементов 10. При этом увеличивается величина дроссельного зазора 4 с левой стороны и обеспечивается повышенный приток I аза в кольцевоч зазор 7, и следовательно, Iioâûøi.IIIIîå Jdâление в IIcM, комис нснру|ощее увеличиви ю с я II I I p 1, :3 K) I I cI I i 0 j) I i I I I i h 6.

Справа от поршня 6 происходят аналоги!пые явления, только с противоположными характеристиками. Колып вой зазор 7 увеличивается (при действии нагрузки и смещении поршня 1 влево), что прйводит к уменьшению сопротивления движущемуся газу и уменьшению давления газа на выходе из питающих отверстий 3. Возмущение от уменьшившегося давления на выходе из питающих отверстий 3 проникает на вход питающих отверстий 3 и далее в дроссельный зазор 4, увеличивая разность давления в дроссельном зазоре 4 с левой и правой стороны втулки 5. Это облегчает ее смещение влево, при этом дроссельный зазор 4 с правой стороны уменьшается, снижая приток газа в кольцевой зазор 7 и уменьшая давление в нем. Поэтому возрастает разность давлений в кольцевом зазоре 7 с левой и правой стороны от lIopLUHH 6, представляюгцая собой несущую способность бесконтактного уплотнения и компенсирующая увеличившуюся нагрузку на поршень 6.

1318721

Формула изобретения

Составитель В.Федоров

Редактор Н. Гунько Техред И. Верее Корректор A. Зимокосов

Заказ 2490/28 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж- — 35, Раушская наб.. д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При действии на поршень 6 момента сил произойдет перекос поршня 6 в цилиндре 1. При этом восстанавливающее усилие газово1 и потока, развиваемое вторым рядом 7 питающих отверстий 3 и приложенное к верхней половине поршня 6, противонаправлено восстанавливающему усилию, развиваемому газовым потоком питающих отверстий 3 ряда 2 и приложенному к нижней половине поршня 6. В соответствии с перекосом поршня 6 под действием усилия от газового потока произоидет и перекос втулки 5 с соответствующим распределением дроссельного зазора

4 таким образом, чтобы выполнить подачу газа в кольцевой зазор 7 с необходимым распределением расхода по питаю цим отверстиям 3 и обеспечить необходимый несущий восстанавливающий момент, который компенсирует нагрузочный момент сил, действующих на поршень 6.

Таким образом, предлагаемое выполнение компрессора с бесконтактным уплотнением поршня позволяет улучшить центрирование поршня и повысить надежность уплотнения.

1. Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня, содержащий цилиндр с рядом питающих отверстий, установленную на нем с образованием дроссельного зазора втулку и поршень, размещенный в цилиндре с кольцевым зазором, 1годключенным через питательные отверстия и дроссе,;1—

5 ный зазор к источнику давления, orëè÷àþщийся тем, что, с целью повышения»адежности уплотнения, цилиндр снабжен вторым рядом питающих отверстий и выполненными по обе стороны от отверстий обоих рядов карманами, а втулка установлена на цилиндре при помощи упругих уплотнительных элементов.

2. Компрессор по и. 1, отличающийся тем, что карманы имеют диаметр, определяемый из уравнения

dp ——

n где D — диаметр поршня;

n — число питающих отверстий в ряду.

3. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что питающие отверстия имеют диаметр, определяемый из уравнения по =

4Рс где с — величина дроссельного илн падиального зазора;

Р— диаметр поршня; п — число питающих отверстий в ряду.