Многоступенчатое уплотнение

(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им. В.И. Ленина (72) А,М. Богданов(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 конст 7 20 11 2 1 18 Я 19 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР рукции 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 - 1 О 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.Рг=Р5 а Формула изобретения 1 =Ро,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.Многоступенчатое 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 -1 О и поршневых 11 - 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 запирякгцие неподвижные манжеты 26 и 27, образующие между собой подпиточную камеру 28. В последнюю ио каналу 29 непрерывно подается жидкость под давлением. Во всех полостях 7 - 14 также находится жидкость иод 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 мацжетные 7 -0 и поршневые 11 - 14 камеры выполнены совмещенными так, что в каждой ступени уилопения поршневая камера является продолжением манжетной камеры, а манжета совмещена с поршнем,Уплотнение работает следующим образом.В полости А высокого давления возрастает давление уплотняемой среды Р,. Усилие от этого давления передается через поршень 24 и манжету 15 жидкости в полость 7. Когда это усилие превышает усилие от наи льиого давления жидкости Рж в полости 7 ца 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, сжимаошей жидкость, а потерей на преодоление сил трения пренебречь, то можно считать, что в данный и каждый последующий момент возрастания давления Рвыполняется условие где Р- да влецне жидкости в полости 7.При дальнейшем возрастании давлений Ри Р, когда усилие на манжету 16 превышает усилие иа поршень 20 от начального давления жидкости Р в полостях 8 и 11 и силу трения, поршень 20 сжимает жидкость в полостях 8 и 11 до давления 10 15 20 25 30 35 40 45 50 где 5 г - торцовая площадь поршня 20,Так как 5 г 5, то(1 и Рг(Р.,При дальнейшем возрастании давлений Р Р, и Рг аналогично усилие от давления Рг на манжету 17 и поршень 21 сжимает жидкость в полостях 9 и 12 до давления. 1 З=Рг =Р5 8 З5 з в. ьгде 5 з - торцовая площадь поршня 21.Аналогично для следующей ступени Р 4=Рз -=Р,55 Следовательно, для любой ступени уплотнения, состоящей из соответствующих манжет, поршня и следующей за ними полости, справедливо следующее выражение, определяющее рабочее давление жидкости в сту- пени где 1 - порядковый номер ступени, начинаяот полости высокого давления.Общий рабочий перепад давления на многоступенчатое уплотнение распределится следующим образом. На манжету 15 перепад давления действовать не будет, так как Р, - Р=О, следовательно, ее уплотняющая кромка прижата к уплотняемому валу 6 только силой собственной упругости, достаточной, чтобы жидкость не проникала в уплотняемую полость А. Подбором площадей Яг,5 з, 54, Яз можно задать в полостях 8, 11, 9 и 12, 1 О, 13, а также 14 - значения давлений жидкости Рг, Рз, Р 4, Р 1, 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. ФроловРедактор И. Касарда Техред А, Кравчук Корректор М. ПожоЗаказ 2902 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ ССС 1113035, Москва, Ж - 35, Ра) тиская наб., д. 4,15Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарннн, " 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,