RU209535U1 - Монолитный поршень - Google Patents
Монолитный поршень Download PDFInfo
- Publication number
- RU209535U1 RU209535U1 RU2021127504U RU2021127504U RU209535U1 RU 209535 U1 RU209535 U1 RU 209535U1 RU 2021127504 U RU2021127504 U RU 2021127504U RU 2021127504 U RU2021127504 U RU 2021127504U RU 209535 U1 RU209535 U1 RU 209535U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- sealing
- cylinder
- monolithic
- reciprocating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
Abstract
Полезная модель относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения, преимущественно, для поршневых компрессоров без смазки проточной части цилиндра.Предложен монолитный поршень, который в значительной мере снижает массовые утечки сжимаемой среды из рабочей камеры, тем самым, увеличивая производительность поршневого компрессора. Монолитная конструкция способна работать в диапазоне температур от -60 до +250°С и высоких давлениях. Монолитный поршень может быть выполнен, например, из фторопластовой композиции Ф4К15М5, предназначенной для работы в условиях сухого трения, что обеспечит подачу потребителю сухого и чистого газа. Монолитный поршень может быть использован, как для цилиндров простого действия, так и для цилиндров двойного действия. Монолитный поршень включает в себя рабочий цилиндр, уплотнительную манжету с разжимными кромками и полостями, которая насажена на подвижный шток, а в крышке рабочего цилиндра расположены органы газораспределения (всасывающий и нагнетательный клапана), а также все тело поршня выполнено единиц целым с уплотнительными манжетами с возможностью установки на подвижный шток компрессора. Заявленное техническое решение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения, преимущественно, для поршневых компрессоров без смазки проточной части цилиндра. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения, преимущественно, для поршневых компрессоров без смазки проточной части цилиндра.
Технической задачей полезной модели является снижение массовых утечек через существующие зазоры в цилиндропоршневой группе, в условиях эксплуатации поршневых компрессоров при высоких температурах (до 250°С) и давлении (до 15 МПа).
Техническая задача решается за счет создания конструкции манжетного уплотнения U-образного сечения, выполненного заодно с поршнем и является монолитной конструкцией. Монолитный поршень может быть выполнена из фторопластовых композиций, предназначенных для работы в условиях сухого трения в широком диапазоне температур от -200 до +260°С при давлении в рабочей камере от атмосферного до высокого. Монолитный поршень может быть использован, как для цилиндров простого действия, так и для цилиндров двойного действия. Монолитный поршень изготавливается, преимущественно, методом токарной обработки.
Известно манжетное уплотнение [RU 2 502 907], которое выполнено в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение. Указанное кольцо сформировано из фольги, содержащей слой терморасширенного графита (ТРГ) с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца. Описанное выше манжетное уплотнение за счет того, что оно имеет широкий температурный диапазон применения (до 650°С на воздухе, до 3000°С - в инертной атмосфере), а также благодаря стойкости к «вымыванию» ТРГ, армированного расправленным углеродным жгутом, позволяет повысить герметичность подвижных соединений в условиях эксплуатации при высоких рабочих температурах (выше 200°С).
Данное техническое решение имеет следующие недостатки. Существующая конструкция, с одним манжетным уплотнением, способная работать в очень ограниченном диапазоне давлений, и не способна выдержать перепад давления до , согласно [Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. Френкель М. И., изд-во «Машиностроение», 1969. 744 стр. + 3 вкладки. Табл. 78. Ил. 470. Библ. 135 назв., стр. 405]. Так как данное техническое решение является составной конструкцией, между сопряженными деталями 1, 9 и 8, вследствие шероховатости поверхностей, происходят массовые утечки рабочей среды.
Наиболее близким к предлагаемому решению является поршень для гидроцилиндра из упругого материала, который выполнен за одно целое с уплотнительными манжетами [Буренин В.В. Новые конструкции силовых гидроцилиндров строительных и дорожных машин // Строительные и дорожные машины. – 1985. – №9. – С. 7–9.]. Монолитное уплотнение, насаживается на шток гидроцилиндра и фиксируется шайбой. Сборочный узел устанавливается в цилиндр гидроцилиндра.
Известное решение имеет следующие недостатки. Существующая конструкция с одной уплотнительной кромкой манжеты в поступательном и возвратном направлении способна работать в ограниченном диапазоне давлений, а в условиях работы поршневых компрессоров без смазки проточной части цилиндра, приведет к быстрому износу материала. Так как в монолитном поршне имеется отверстие под посадку на шток, то вследствие наличия шероховатости сопряженных поверхностей и плюсового допуска на отверстие, через существующие зазоры, будут происходит массовые утечки рабочей среды в направлениях, показанных на фиг. 3, согласно [Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах / И. И. Новиков, В. П. Захаренко, Б. С. Ландо. Под общ. ред. И. И. Новикова. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.– С. 90-95]. Массовые утечки G1 характеризуют утечки рабочей среды через зазор между посадочным отверстие и штоком при поступательном движении, когда превалирует давление P. Массовые утечки G2 характеризуют утечки рабочей среды через зазор между посадочным отверстие и штоком при возвратном движении, когда превалирует давление P’. Массовые утечки G3 характеризуют утечки рабочей среды через зазор между зеркалом цилиндра и уплотнительными кромками манжетного уплотнения при возвратном движении, когда превалирует давление P. Массовые утечки G’3 характеризуют утечки рабочей среды через зазор между зеркалом цилиндра и уплотнительными кромками манжетного уплотнения при возвратном движении, когда превалирует давление P’.
Техническая задача решается за счет создания монолитного поршня, который в значительной мере снижает массовые утечки сжимаемой среды из рабочей камеры, тем самым, увеличивая производительность поршневого компрессора. Монолитная конструкция способна работать в диапазоне температур от -60 до +250°С и высоких давлениях. Монолитный поршень может быть выполнен, например, из фторопластовой композиции Ф4К15М5, предназначенной для работы в условиях сухого трения, что обеспечит подачу потребителю сухого и чистого газа. Монолитный поршень может быть использован, как для цилиндров простого действия, так и для цилиндров двойного действия.
Предлагаемое решение поясняется следующими фигурами.
На фиг. 1 представлена конструкция монолитного поршня для цилиндра простого действия поршневого компрессора.
На фиг. 2 представлена конструкция монолитного поршня для цилиндра двойного действия .
На фиг. 3 представлены массовые утечки в манжетном уплотнении.
Цилиндр простого действия 1, содержит нагнетательный клапан 2 и всасывающий клапан 3. С цилиндром простого действия 1, сопряжен монолитный поршень 4 с U-образными уплотнительными манжетами 5, полостями 6 для разжатия уплотнительной манжеты 5 давлением сжимаемой среду, на конце монолитного поршня 4 предусмотрена резьба (например метрическая "М") для соединения со штоком компрессора 7. Монолитный поршень 4 в сборе со штоком 7 устанавливается в цилиндр простого действия 1 поршневого компрессора. Монолитный поршень 4 может быть выполнен из фторопластового композита, например из материала Ф4К15М5. Диаметр (D) монолитного поршня 4 следует изготавливать по квалитету - не менее k6. Уплотняющие манжеты 5, должны быть тщательно обработаны (шероховатость не должна превышать Ra=0,32). Количество уплотнительных манжет 5, а соответственно, и полостей 6 для разжатия, следует выбирать исходя из значений перепада давления на уплотнительную манжету 5, по рекомендациям приведенных в [Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. Френкель М. И., изд-во «Машиностроение», 1969. 744 стр. + 3 вкладки. Табл. 78. Ил. 470. Библ. 135 назв., стр. 405].
При движении монолитного поршня 4, в цилиндре простого действия 1, объем рабочей камеры 8 уменьшается, газ, поступивший через всасывающий клапан 3, сжимается. Давление P в рабочей камере 8 увеличивается и через полость 6 воздействует на уплотнительные манжеты 5, которые в свою очередь прижимаются к зеркалу цилиндра простого действия 1, обеспечивая плотный контакт. При достижении требуемого давления нагнетательный клапан 2 открывается, и сжатый газ поступает к потребителю. При достижении верхней мертвой точки, находящейся вблизи клапанной плиты, монолитный поршень 4 движется в обратную сторону.
При движении монолитного поршня 4, в цилиндре двойного действия 1’, объем рабочей камеры 8 уменьшается, газ, поступивший через всасывающий клапан 3, сжимается. Давление P в рабочей камере 8 увеличивается и через полость 6 воздействует на уплотнительные манжеты 5, которые в свою очередь прижимаются к зеркалу цилиндра 1, обеспечивая плотный контакт. В это время, в рабочей камере 8’ образуется разряжение и газ через всасывающий клапан 3’ поступает в рабочую камеру 8’. При достижении требуемого давления нагнетательный клапан 2 открывается, и сжатый газ поступает к потребителю. При достижении верхней мертвой точки, находящейся вблизи клапанной плиты, монолитный поршень 4 движется в обратную сторону. В цилиндре двойного действия 1’, объем рабочей камеры 8’ уменьшается, газ, поступивший через всасывающий клапан 3’, сжимается. Давление P в рабочей камере 8’ увеличивается и через полость 6 воздействует на уплотнительные манжеты 5, которые в свою очередь прижимаются к зеркалу цилиндра двойного действия 1’, обеспечивая плотный контакт. При достижении требуемого давления нагнетательный клапан 2' открывается, и сжатый газ поступает к потребителю. При достижении верхней мертвой точки, находящейся вблизи клапанной плиты, монолитный поршень 4 движется в обратную сторону и процесс повторяется.
При использовании заявленного технического решения, повышается герметичность рабочей камеры поршневого компрессора работающего без смазки проточной части цилиндра за счет того, что массовые утечки сжимаемой среды возможны только в одном направлении, через зазора между зеркалом цилиндра и уплотнительной манжеты, для цилиндра простого действия в поступательном движении, характеризуется величиной - G1, для цилиндра двойного действия в поступательном движении, характеризуется величиной - G1, в возвратном движении, величиной - G’1.
Величину теоретического зазора δ между зеркалом цилиндра и уплотнительной манжеты, можно рассчитать по формуле [Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах / И. И. Новиков, В. П. Захаренко, Б. С. Ландо. Под общ. ред. И. И. Новикова. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.– С. 90-95].
δ=VB/AH (1),
где VB - полный объем щели между контактирующими поверхностями, м3;
AH - номинальная площадь манжеты, м2.
Claims (1)
- Монолитный поршень, включающий в себя уплотнительную манжету с разжимными кромками и полостями, отличающийся тем, что все тело поршня выполнено единым целым с уплотнительными манжетами, на конце поршня выполнена резьба для соединения со штоком компрессора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127504U RU209535U1 (ru) | 2021-09-20 | 2021-09-20 | Монолитный поршень |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127504U RU209535U1 (ru) | 2021-09-20 | 2021-09-20 | Монолитный поршень |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209535U1 true RU209535U1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021127504U RU209535U1 (ru) | 2021-09-20 | 2021-09-20 | Монолитный поршень |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209535U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046227C1 (ru) * | 1991-02-12 | 1995-10-20 | Акционерное общество "Новатор" | Уплотнение поршня |
RU2055154C1 (ru) * | 1992-09-07 | 1996-02-27 | Фирма "Макис" | Забойный пакер-отсекатель |
CZ288270B6 (en) * | 1996-11-28 | 2001-05-16 | Uniplet | Air valve |
RU2191307C1 (ru) * | 2001-06-25 | 2002-10-20 | Открытое акционерное общество "Борец" | Уплотнительная манжета |
RU156138U1 (ru) * | 2015-07-16 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Пробоотборник донных отложений |
-
2021
- 2021-09-20 RU RU2021127504U patent/RU209535U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2046227C1 (ru) * | 1991-02-12 | 1995-10-20 | Акционерное общество "Новатор" | Уплотнение поршня |
RU2055154C1 (ru) * | 1992-09-07 | 1996-02-27 | Фирма "Макис" | Забойный пакер-отсекатель |
CZ288270B6 (en) * | 1996-11-28 | 2001-05-16 | Uniplet | Air valve |
RU2191307C1 (ru) * | 2001-06-25 | 2002-10-20 | Открытое акционерное общество "Борец" | Уплотнительная манжета |
RU156138U1 (ru) * | 2015-07-16 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Пробоотборник донных отложений |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Буренин В.В. Новые конструкции силовых гидроцилиндров строительных и дорожных машин// Строительные и дорожные машины. - 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10184563B2 (en) | Single seal ring stuffing box | |
US5921755A (en) | Dry vacuum pump | |
US2739855A (en) | Composite packing | |
US3216651A (en) | Seal | |
RU209535U1 (ru) | Монолитный поршень | |
CN110513323B (zh) | 一种用于涡轮泵的非接触式隔离密封结构 | |
CN111006065A (zh) | 一种双向密封环和密封装置 | |
US9394996B2 (en) | Sealing device | |
KR101342001B1 (ko) | 공압식 자동 피스톤 펌프 | |
US3642295A (en) | Self-adjusting seal ring | |
CN213206553U (zh) | 一种多道真空密封、水冷结构保护的真空气缸 | |
CN116538052B (zh) | 一种带进排气阀的双作用循环液封压缩气缸总成 | |
RU190440U1 (ru) | Цилиндр ступени компрессора | |
RU2546380C1 (ru) | Уплотнительный узел штока силового цилиндра | |
JPS61197856A (ja) | シ−ルリング | |
CN219328304U (zh) | 回转窑双重密封结构 | |
CN216618533U (zh) | 一种无油压缩机的填料组件 | |
RU2781089C1 (ru) | Цилиндропоршневое уплотнение | |
CN114110242B (zh) | 一种双膜片密封结构 | |
RU2298690C1 (ru) | Тепловой компрессор | |
US20230349465A1 (en) | Laterally moveable compressor piston rod lip seal assembly | |
JP2004353556A (ja) | 高圧ガス圧縮機 | |
RU77934U1 (ru) | Поворотное соединение трубопровода | |
JPH0446121Y2 (ru) | ||
SU624035A1 (ru) | Уплотнение поршн |