Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня

(57) Изобретение относится к областикомпрессоростроения и позволяет повыситьнадежность уплотнения поршня. Цилиндр 1Л снабжен вторым рядом 8 питающих отверстий 3, диаметр д 0 которых может быть определен из уравнения С(0=-Г 40 с/и, где с - величина дроссельного или радиального зазора; 0 - диаметр поршня; и - число отверстий 3. По обе стороны отверстий 3 обоих рядов 2 и 8 выполнены карманы, диаметр которых равен В/и. 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.Изобретение относится к компрессоростроению и касается компрессоров с бесконтактным уплотнением поршня.Цель изобретения - повышение надежности уплотнения. 5На фиг, 1 схематично изображен компрессор с бесконтактным уплотнением поршня, продольный разрез; на фиг, 2 - узел1 на фиг. 1.Компрессор с бесконтактным уплотнениемпоршня содержит цилиндр 1 с рядом 2питающих отверстий 3, установленную нанем с образованием дроссельного зазора 4втулку 5 и поршень 6, размещенный в цилиндре 1 с кольцевым зазором 7, подключенным через питательные отверстия 3 идроссельный зазор 4 к источнику давления.При этом цилиндр 1 снабжен вторым рядом8 питающих отверстий 3 и выполненнымипо обе стороны от отверстий 3 обоих рядов2 и 8 карманами 9. Втулка 5 установлена нацилиндре 1 при помощи упругих уплотнительных элементов 10, карманы 9 имеют диаметр, определяемый из уравненияРд= - ,игде Р - диаметр поршня 6;25и - число питающих отверстий 3 в ряду2 или 8,а питающие отверстия 3 имеют диаметр,определяемый из уравнения4 Рс 30игде Р - диаметр поршня 6,с - величина дроссельного или радиального зазора 4 или 7,п - число питающих отверстий 3 в ряду2 или 8. 35Компрессор дополнительно содержитполости 11 и 12 высокого и низкого давления, подключенные выполненными в цилиндре 1 кольцевыми проточками 13 и 14 соответственно к дроссельному и радиальному 40зазорам 4 и 7, Полость 11 высокого давления служит источником давления.Компрессор с бес контактным уплотнением поршня работает следующим образом.Поршень 6, совершая возвратно-поступа 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 сравнителььо 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 способ. ствует симметричное.формирование смазочного слоя в зазоре 7, обусловленное кольцевой проточкой 14, которая защищает смазочный слой от оспабления при проникновении газа высокого давления из цилиндрапри 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 цилиндрапри 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 питаюпих отверстий 3. Поскольку питакщие отверстия 3 не 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 1 О. При этом увеличивается величина дроссельного зазора 4 с левой стороны и обеспечивается повыпенный приток аза в кольцевой зазор 7, и следовательно, повышенное давление в псм, комис попруогцее увеличивпуюся нагрузку на поршень 6. Справа от поршня 6 происходят аналогич - пье явления, только с противоположными характеристиками. Колып вой зазор 7 увеличи. вается (при действии нагрузки и смещении поршня 1 влево), что ирйводит 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 поршня 6, представляюгцая собой несущую способность бесконтактного уплотнения и компенсирующая увеличившуюся нагрузку на поршень 6.1318721 Формула изобретения 25 Составитель В.ФелоровТехред И. Верее Корректор Л. ЗимокосовТираж 574 Подписноеного комитета СССР по делам изобретений и открытийосква, Ж- - 35, Раушская наб л. 4,5графическое предприятие, г. Ужгород, тп. Проектная, 4 Редактор Н. ГунькоЗаказ 249028ВНИР 1 ПИ Госуларстве13035,МПроизводственно. поли При действии на поршень 6 момента сил произойдет перекос поршня 6 в цилиндре 1. При этом восстанавливающее усилие газово 1 о 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, подключенным через питательные отверстия и дроссель ный зазор к источнику давления, Отличающийся тем, что, с целью повышенияадежности 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 ио и. 1, отличающийсятем, что карманы имеют диаметр, определяемый из уравнения5Дрп где Р - диаметр поршня; и - число питающих отверстий в ряду. 3. Компрессор по и. 1, отличающийся тем, что питающие отверстия имеют диаметр, определяемый из уравнения4 Рс где с - величина дроссельного илн радиального зазора;Р - диаметр поршня;и - число питающих отверстий в ряду.