RU2662750C2 - Sealing element of stem packing - Google Patents
Sealing element of stem packing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662750C2 RU2662750C2 RU2016142554A RU2016142554A RU2662750C2 RU 2662750 C2 RU2662750 C2 RU 2662750C2 RU 2016142554 A RU2016142554 A RU 2016142554A RU 2016142554 A RU2016142554 A RU 2016142554A RU 2662750 C2 RU2662750 C2 RU 2662750C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rings
- split
- sealing
- ring
- sealing element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемое техническое решение относится к уплотнительной технике и применяется в сальниках штоков поршневых компрессоров среднего и высокого давлений, работающих при средних и высоких перепадах давления со смазкой, с ограниченной смазкой и без смазки цилиндров и сальников.The claimed technical solution relates to the sealing technique and is used in the gaskets of piston compressors of medium and high pressure, operating at medium and high pressure drops with lubricant, with limited lubrication and without lubrication of the cylinders and seals.
Уровень техникиState of the art
Известно, например, уплотнительное устройство высокого давления компрессора (патент РФ №143449 на полезную модель, МПК F16J 15/00, 2014, [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог содержит сальниковые камеры. В каждой сальниковой камере размещены уплотнительные кольца первого вида и второго вида, браслетные пружины и опорное кольцо. Уплотнительные кольца имеют по три радиальных разреза и стянуты браслетными пружинами. Опорное кольцо выполнено без разрезов.It is known, for example, a high-pressure compressor sealing device (RF patent No. 143449 for a utility model, IPC F16J 15/00, 2014, [1]). As in the claimed technical solution, the specified analogue contains stuffing box. In each stuffing box there are sealing rings of the first and second types, bracelet springs and a support ring. O-rings have three radial cuts and are pulled together by bracelet springs. The support ring is made without cuts.
У аналога [1] уплотнительные кольца зафиксированы между собой штифтом.At the analogue [1], the sealing rings are fixed with each other by a pin.
Первым недостатком аналога [1] является то, что опорное кольцо прилегает только к одному из уплотнительных колец. При изменении направления движения газа второе уплотнительное кольцо не защищено от экструзии. Вторым недостатком аналога [1] является то, что опорное кольцо свободно лежит на штоке, что приводит к износу опорного кольца и штока.The first disadvantage of the analogue [1] is that the support ring abuts only one of the o-rings. When changing the direction of gas movement, the second o-ring is not protected from extrusion. The second disadvantage of the analogue [1] is that the support ring lies freely on the rod, which leads to wear of the support ring and rod.
Также известно уплотнительное устройство низких ступеней компрессора (патент РФ №2529050 на изобретение, МПК F16J 15/18, F04D 29/08, 2014, [2]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог содержит сальниковую камеру, в которой размещен уплотнительный пакет, содержащий пару уплотнительных колец. Между уплотнительными кольцами расположено дроссельное кольцо.Also known is a sealing device for low compressor stages (RF patent No. 2529050 for an invention, IPC F16J 15/18, F04D 29/08, 2014, [2]). As in the claimed technical solution, the specified analogue contains a stuffing box, in which is placed a sealing bag containing a pair of sealing rings. A throttle ring is located between the sealing rings.
Также в каждой сальниковой камере аналога [2] установлены пружины, муфта, два нажимных кольца и прижимное кольцо. Уплотнительные кольца находятся между нажимными кольцами таким образом, что конические сопрягаемые поверхности уплотнительных колец расположены в сторону нажимных колец. Одна сопрягаемая поверхность каждого нажимного кольца воронкообразная, а вторая - прямая. В одной сальниковой камере нажимные кольца расположены воронкообразными поверхностями друг к другу. Прямая сопрягаемая поверхность первого нажимного кольца сальниковой камеры первого корпуса упирается в фиксирующую крышку. Прямая сопрягаемая поверхность первых нажимных колец второго и третьего корпусов упирается в предыдущий корпус. Прямая сопрягаемая поверхность другого нажимного кольца в каждой сальниковой камере подпирается прижимным кольцом. Пружины поджимают прижимное кольцо и, таким образом, сжимают уплотнительный пакет. Муфта прилегает к внешней поверхности нажимных колец. Уплотнительные кольца выполнены из прессованного асбестового шнура, пропитанного суспензией фторопласта с тальком. Нажимные кольца и дроссельное кольцо выполнены из стекловолокна.Also, in each stuffing box of the analog [2], springs, a coupling, two pressure rings and a pressure ring are installed. O-rings are located between the pressure rings so that the tapered mating surfaces of the sealing rings are located towards the pressure rings. One mating surface of each pressure ring is funnel-shaped, and the second is straight. In one stuffing box, the pressure rings are funnel-shaped surfaces to each other. The direct mating surface of the first pressure ring of the stuffing box of the first housing abuts against the fixing cover. The direct mating surface of the first pressure rings of the second and third housings abuts against the previous housing. The direct mating surface of the other pressure ring in each stuffing box is supported by a pressure ring. The springs compress the pressure ring and thus compress the sealing bag. The coupling is adjacent to the outer surface of the pressure rings. O-rings are made of pressed asbestos cord impregnated with a suspension of fluoroplastic with talc. The pressure rings and throttle ring are made of fiberglass.
Первым недостатком указанного аналога [2] является то, что уплотнительные кольца прижаты нажимными кольцами к торцу корпуса последующей камеры. При больших перепадах давления газа происходит перетекание газа в предыдущую камеру. Это снижает герметичность сальника. Вторым недостатком аналога [2] является то, что дроссельное кольцо не уплотняет зазор между кольцами и штоком, а служит только для перекрытия разрезов уплотнительных колец. Это также снижает герметичность сальника.The first disadvantage of this analogue [2] is that the sealing rings are pressed by pressure rings to the end of the housing of the subsequent chamber. With large differences in gas pressure, gas flows into the previous chamber. This reduces the tightness of the seal. The second disadvantage of the analogue [2] is that the throttle ring does not seal the gap between the rings and the rod, but serves only to overlap the cuts of the sealing rings. It also reduces the seal tightness.
Также известен уплотнительный элемент сальника штока (патент РФ №163652 на полезную модель, МПК F16J 15/56, 2016, [3]). Как и в заявляемом техническом решении уплотнительный элемент сальника штока содержит по крайней мере одну камеру, в которой размещены разрезное замыкающее кольцо, разрезное уплотняющее кольцо, первое неразрезное опорное кольцо, второе неразрезное опорное кольцо. Части разрезных колец стянуты пружинами. Первое и второе неразрезные кольца установлены в расточках соответственно замыкающего и уплотняющего колец со стороны их наружных торцевых поверхностей. Неразрезные опорные кольца выполнены из материала, более прочного, чем материал замыкающего и уплотняющего колец.Also known is the sealing element of the stem seal (RF patent No. 163652 for utility model, IPC F16J 15/56, 2016, [3]). As in the claimed technical solution, the sealing element of the stem seal contains at least one chamber in which a split closing ring, a split sealing ring, a first continuous support ring, and a second continuous support ring are placed. Parts of the split rings are pulled together by springs. The first and second continuous rings are installed in the bores of the closing and sealing rings, respectively, from the side of their outer end surfaces. Continuous support rings are made of a material that is more durable than the material of the closing and sealing rings.
У приведенного аналога [3] осевая высота разрезного уплотняющего кольца больше осевой высоты разрезного замыкающего кольца. При этом осевая высота второго неразрезного кольца больше осевой высоты первого неразрезного кольца. Между наружными поверхностями первого и второго неразрезных колец и внутренними расточками замыкающего и уплотняющего колец после изготовления сальникового уплотнения предусматривается зазор, по величине меньший, чем зазор между неразрезными кольцами и штоком.The given analogue [3] has an axial height of a split sealing ring greater than an axial height of a split end ring. Moreover, the axial height of the second continuous ring is greater than the axial height of the first continuous ring. Between the outer surfaces of the first and second continuous rings and the inner bores of the closing and sealing rings after the packing is made, a gap is provided that is smaller in size than the gap between the continuous rings and the stem.
Первым недостатком указанного аналога [3] является деформация разрезных уплотняющего и замыкающего колец при больших перепадах давления. Это уменьшает герметичность сальника штока. При перепаде давления на уплотнительный элемент, например, равном 4 МПа, разрезные кольца прижимаются к стенкам камеры с такой силой, что это вызывает пластическую деформацию разрезных колец. В результате этой деформации кольцо настолько плотно прилегает к стенке камеры, что мешает самоустановке штока при перекосах, несоосности и радиальном биении. Шток, стремясь занять нужное для него положение, разбивает внутренний диаметр разрезных колец. При этом между штоком и разрезными кольцами увеличивается зазор, что приводит к уменьшению герметичности сальника. Кроме того, при самоустановке штока между разрезными кольцами и штоком возрастает трение. При трении материал разрезных колец нагревается и происходит его экструзия в зазор между штоком и камерой.The first disadvantage of this analogue [3] is the deformation of split sealing and closing rings at large pressure drops. This reduces the tightness of the stem seal. When the pressure drop across the sealing element, for example, is 4 MPa, the split rings are pressed against the walls of the chamber with such force that it causes plastic deformation of the split rings. As a result of this deformation, the ring is so tightly attached to the chamber wall that it interferes with the self-installation of the stem during distortions, misalignment and radial runout. The rod, trying to occupy the desired position for it, breaks the inner diameter of the split rings. At the same time, the gap between the stem and split rings increases, which leads to a decrease in the seal tightness. In addition, when the stem is self-installing between the split rings and the stem, friction increases. During friction, the material of the split rings is heated and extruded into the gap between the rod and the chamber.
Вторым недостатком указанного аналога [3] является то, что после приработки уплотнительных колец по внутреннему диаметру по отношению к штоку и ликвидации зазора между расточками уплотнительных колец и наружными диаметрами опорных колец уплотнение переходит в лабиринтно-контактный режим эксплуатации. Это снижает герметичность сальника.The second disadvantage of this analogue [3] is that after running in of the sealing rings along the inner diameter with respect to the rod and eliminating the gap between the bores of the sealing rings and the outer diameters of the support rings, the seal goes into the labyrinth-contact mode of operation. This reduces the tightness of the seal.
Указанный аналог [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.The specified analogue [3] is the combination of essential features the closest analogue of the same purpose to the claimed technical solution. Therefore, it is adopted as a prototype.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении технического решения, являются высокие утечки газа между штоком и кольцами сальника.The technical problem, the solution of which is provided during the implementation of the technical solution, is the high gas leakage between the stem and the packing rings.
Раскрытие сущности технического решенияDisclosure of the essence of the technical solution
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является повышение герметичности уплотнительного элемента сальника штока.The technical result provided by the claimed technical solution is to increase the tightness of the sealing element of the stem seal.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что уплотнительный элемент сальника штока содержит по крайней мере одну камеру, в которой размещены первое и второе разрезные кольца, части которых стянуты пружинами, первое и второе неразрезные опорные кольца, которые установлены по обе стороны от разрезных колец и выполнены из материала, более прочного, чем материал разрезных колец. Отличается тем, что:The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the sealing element of the stem seal contains at least one chamber in which the first and second split rings are located, parts of which are pulled together by springs, the first and second continuous support rings that are installed on both sides of the split rings and made of a material more durable than the material of split rings. It differs in that:
- между первым и вторым разрезными кольцами размещено третье разрезное кольцо, части которого стянуты пружиной;- between the first and second split rings placed the third split ring, parts of which are pulled together by a spring;
- разрезные кольца выполнены уплотняющими, при этом разрезы уплотняющих колец перекрыты и смещены друг относительно друга в угловом направлении;- split rings are made sealing, while the cuts of the sealing rings are closed and offset relative to each other in the angular direction;
- на каждом опорном кольце, на стороне, обращенной к разрезному кольцу, выполнен концентрический выступ, наружная поверхность которого полностью охватывается впадиной смежного разрезного кольца.- on each supporting ring, on the side facing the split ring, a concentric protrusion is made, the outer surface of which is completely covered by the cavity of the adjacent split ring.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «повышение герметичности уплотнительного элемента сальника штока».The above essence is a combination of essential features of the claimed technical solution, ensuring the achievement of the claimed technical result "improving the tightness of the sealing element of the stem seal".
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.In special cases, it is permissible to carry out the technical solution as follows.
Впадины по глубине могут быть выполнены по меньшей мере до середины осевой высоты разрезных колец.Depths in depth can be made at least up to the middle of the axial height of the split rings.
Между кольцевыми поверхностями выступов опорных колец и кольцевыми поверхностями впадин уплотняющих колец преимущественно выполнены зазоры, по величине меньшие, чем зазоры между опорными кольцами и штоком.Between the annular surfaces of the protrusions of the support rings and the annular surfaces of the depressions of the sealing rings, gaps are predominantly made smaller than the gaps between the support rings and the rod.
Осевая высота второго разрезного кольца предпочтительно больше осевой высоты первого разрезного кольца.The axial height of the second split ring is preferably greater than the axial height of the first split ring.
Оси расточек под браслетные пружины в разрезных кольцах могут быть смещены от центрального положения в сторону опорных колец.The axis of the bores for the bracelet springs in the split rings can be offset from a central position towards the support rings.
Разрезные кольца предпочтительно состоят из четырех или шести частей.Split rings preferably consist of four or six parts.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.The authors of the claimed technical solution made a prototype of this solution, the tests of which confirmed the achievement of the technical result.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фигуре 1 показан чертеж уплотнительного элемента сальника штока, на фиг. 2 - выполнение опорного кольца; на фиг. 3 - выполнение первого или второго разрезного кольца; на фиг. 4 - график распределения давления на кольца в сальниковой камере прототипа; фиг. 5 - график распределения давления на кольца в сальниковой камере заявляемого технического решения; на фиг. 6 - выполнение уплотнительного элемента сальника штока по примеру 3.FIG. 1 shows a drawing of the sealing element of the stem seal, FIG. 2 - implementation of the support ring; in FIG. 3 - the implementation of the first or second split ring; in FIG. 4 is a graph of the distribution of pressure on the rings in the stuffing box of the prototype; FIG. 5 is a graph of the distribution of pressure on the rings in the stuffing box of the claimed technical solution; in FIG. 6 - implementation of the sealing element of the stem seal according to example 3.
Осуществление технического решенияImplementation of a technical solution
Уплотнительный элемент сальника штока (фиг. 1) содержит по крайней мере одну камеру (1), в которой размещены первое и второе неразрезные опорные кольца (2, 3), первое разрезное кольцо (4), второе разрезное кольцо (5), третье разрезное кольцо (6) и пружины (7).The sealing element of the stem seal (Fig. 1) contains at least one chamber (1) in which the first and second continuous support rings (2, 3), the first split ring (4), the second split ring (5), and the third split are placed ring (6) and springs (7).
Разрезные кольца (4, 5, 6) выполнены уплотняющими. Разрезы уплотняющих колец (4, 5, 6) перекрыты и смещены друг относительно друга в угловом направлении. Каждое из разрезных колец (4, 5, 6) охватывается по окружности браслетной пружиной (7), создающей предварительное уплотнение между элементами сальника и штоком. Разрезные кольца (4, 5, 6) выполнены неметаллическими, из самосмазывающегося материала, например, на основе фторлона - 4.The split rings (4, 5, 6) are made of sealing. The cuts of the sealing rings (4, 5, 6) are overlapped and offset relative to each other in the angular direction. Each of the split rings (4, 5, 6) is surrounded around the circumference by a bracelet spring (7), which creates a preliminary seal between the stuffing box elements and the stem. Split rings (4, 5, 6) are non-metallic, made of self-lubricating material, for example, based on fluorone-4.
Неразрезные опорные кольца (2, 3) установлены по обе стороны от разрезных колец (4, 5). Материал опорных колец (2, 3) должен быть более прочным по отношению к разрезным кольцам (4, 5, 6). За счет более прочного материала опорные кольца (2, 3) не подвергаются пластической деформации. Для компрессоров без смазки опорные кольца (2, 3) могут быть изготовлены, например, из текстолита марки Ш или графелона. Для компрессоров с ограниченной смазкой и со смазкой опорные кольца (2, 3) могут быть изготовлены, например, из текстолита марки Ш, графелона, бронзы.Continuous support rings (2, 3) are installed on both sides of the split rings (4, 5). The material of the support rings (2, 3) should be more durable with respect to the split rings (4, 5, 6). Due to the more durable material, the support rings (2, 3) do not undergo plastic deformation. For compressors without lubrication, the support rings (2, 3) can be made, for example, from PCB grade Sh or grafelon. For compressors with limited grease and with grease, the support rings (2, 3) can be made, for example, of PCB grade Sh, grafelon, bronze.
На первом и втором опорных кольцах (2, 3), на сторонах, обращенных к первому и второму разрезным кольцам (4, 5) выполнены концентрические выступы (фиг. 2), наружные поверхности (10) которых охватываются впадинами (9) (фиг. 3) соответственно первого и второго разрезных колец (4, 5). Наружная поверхность выступа каждого опорного кольца (2, 3) состоит из торцевой поверхности (8) и кольцевой наружной поверхности (10). Впадины (9) по глубине выполнены по меньшей мере до середины осевой высоты первого и второго разрезных колец (4, 5). При этом глубина впадин (9) первого и второго разрезных колец (4, 5) больше высоты выступов опорных колец (2, 3). Таким образом ступенчатые опорные кольца (2, 3) перекрывают с торца прорезы первого и второго разрезных колец (4, 5), в результате чего обеспечивается герметичность уплотнительного элемента сальника.On the first and second support rings (2, 3), on the sides facing the first and second split rings (4, 5), concentric protrusions (Fig. 2) are made, the outer surfaces (10) of which are covered by troughs (9) (Fig. 3) the first and second split rings, respectively (4, 5). The outer surface of the protrusion of each supporting ring (2, 3) consists of an end surface (8) and an annular outer surface (10). Depressions (9) in depth are made at least to the middle of the axial height of the first and second split rings (4, 5). The depth of the troughs (9) of the first and second split rings (4, 5) is greater than the height of the protrusions of the support rings (2, 3). Thus, the stepped support rings (2, 3) overlap the cuts of the first and second split rings (4, 5) from the end face, as a result of which the sealing element of the gland is sealed.
Первое и второе опорные кольца (2, 3) установлены по отношению к штоку с минимально допустимым гарантированным зазором. Между кольцевыми поверхностями (10) выступов опорных колец (2, 3) и кольцевыми поверхностями впадин (9) первого и второго разрезных колец (4, 5) после изготовления сальникового уплотнения предусматривается радиальный зазор, по величине меньший, чем зазор между опорными кольцами (2, 3) и штоком. После приработки по внутреннему диаметру первое и второе разрезные кольца (4, 5) опираются на наружные поверхности (10) выступов опорных колец (2, 3) и не прижимаются к штоку. Это предотвращает разрушение первого и второго разрезных колец (4, 5) и позволяет сохранить герметичность уплотнительного элемента сальника штока. Кроме того, за счет наличия опорных колец (2, 3) первое и второе разрезные кольца (4, 5) не прижимаются к стенкам камеры (1). Таким образом упомянутые разрезные кольца (4, 5) не деформируются и сохраняют способность перемещаться при биении и перекосах штока. Это повышает герметичность уплотнительного элемента сальника штока и снижает износ разрезных колец (4, 5). Кроме того, опорные кольца (2, 3) выполняют дополнительно роль противоэкструзионных колец.The first and second support rings (2, 3) are installed in relation to the stem with the minimum permissible guaranteed clearance. Between the annular surfaces (10) of the protrusions of the support rings (2, 3) and the annular surfaces of the depressions (9) of the first and second split rings (4, 5), after the packing is manufactured, a radial clearance is provided that is smaller in size than the gap between the support rings (2 , 3) and stock. After running in along the inner diameter, the first and second split rings (4, 5) rest on the outer surfaces (10) of the protrusions of the support rings (2, 3) and are not pressed against the stem. This prevents the destruction of the first and second split rings (4, 5) and allows you to maintain the tightness of the sealing element of the stem seal. In addition, due to the presence of support rings (2, 3), the first and second split rings (4, 5) are not pressed against the walls of the chamber (1). Thus, the aforementioned split rings (4, 5) are not deformed and retain the ability to move during runout and distortions of the rod. This increases the tightness of the sealing element of the stem seal and reduces the wear of split rings (4, 5). In addition, the support rings (2, 3) additionally play the role of anti-extrusion rings.
Третье разрезное кольцо (6) размещено между первым и вторым разрезными кольцами (4, 5). Третье разрезное кольцо (6) контактирует с поверхностью штока за счет сжатия браслетной пружины (7) и разности давлений в камере (1) и в зазоре между третьим разрезным кольцом (6) и штоком. Так как третье разрезное кольцо (6) выполнено контактным, то сокращается перетечка газа через уплотнительный элемент сальника и, следовательно, увеличивается его герметичность.The third split ring (6) is placed between the first and second split rings (4, 5). The third split ring (6) is in contact with the stem surface due to compression of the bracelet spring (7) and the pressure difference in the chamber (1) and in the gap between the third split ring (6) and the stem. Since the third split ring (6) is made contact, the flow of gas through the sealing element of the gland is reduced and, therefore, its tightness is increased.
Известно, что давление в зазоре между штоком и элементом сальника изменяется линейно, причем на элемент сальника действует избыток давления газа над давлением в уплотняемом зазоре. При равной плотности колец на второе по ходу движения газа уплотняющее кольцо элемента сальника действует среднее радиальное давление, втрое большее, чем на первое (Френкель М.И. «Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования». Изд-во «Машиностроение», 1969. С.416, рис. VII. 114, [4]). Это иллюстрирует график изменения усилия, прижимающего разрезные кольца прототипа [3] к штоку (фиг. 4), где Р и P1 - давления с разных сторон уплотняющего элемента, S1 - площадь, характеризующая в масштабе усилие, действующее на последнее по ходу газа разрезное кольцо. Так как у заявленного технического решения третье разрезное кольцо (6) расположено между первым и вторым разрезными кольцами (4, 5), то на него будет действовать среднее радиальное давление, примерно в два раза меньшее, чем на кольца (3, 5). Это иллюстрирует график изменения усилия, прижимающего разрезные кольца (4, 5, 6) заявляемого технического решения к штоку (фиг. 5), где Р и P1 - давления с разных сторон уплотняющего элемента, S2 - площадь, характеризующая в масштабе усилие, действующее на третье разрезное кольцо (6). Так как на третье разрезное кольцо (6) действует меньшая нагрузка, то оно подвержено меньшему износу и обладает большей долговечностью. При этом третье разрезное кольцо (6), за счет контакта со штоком, препятствует утечке газа. Это позволяет обеспечить работоспособность уплотнительного элемента сальника при средних и высоких перепадах давления.It is known that the pressure in the gap between the rod and the stuffing box element varies linearly, and the excess gas pressure above the pressure in the sealing gap acts on the stuffing box element. With equal ring density, the second radial pressure ring of the stuffing box element is affected by the average radial pressure, which is three times greater than the first (MI Frenkel, “Piston compressors. Theory, constructions and design basics.” Publishing House “Mechanical Engineering”, 1969. P.416, Fig. VII. 114, [4]). This illustrates a graph of the change in the force pressing the split rings of the prototype [3] to the stem (Fig. 4), where P and P 1 are the pressures from different sides of the sealing element, S 1 is the area characterizing the scale of the force acting on the last gas split ring. Since the claimed technical solution, the third split ring (6) is located between the first and second split rings (4, 5), then the average radial pressure will act on it, approximately two times less than on the rings (3, 5). This illustrates a graph of the change in the force pressing the split rings (4, 5, 6) of the claimed technical solution to the rod (Fig. 5), where P and P 1 are the pressures from different sides of the sealing element, S 2 is the area characterizing the force on a scale, acting on the third split ring (6). Since a smaller load acts on the third split ring (6), it is subject to less wear and has a longer life. At the same time, the third split ring (6), due to contact with the rod, prevents gas leakage. This allows you to ensure the efficiency of the sealing element of the seal at medium and high pressure drops.
Для обеспечения перекрытия стыков разрезные кольца (4, 5, 6) взаимно фиксированы штифтами (не показано).To ensure overlap of the joints, the split rings (4, 5, 6) are mutually fixed with pins (not shown).
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Пример 1. Все разрезные кольца (4, 5, 6) состоят из четырех или шести частей.Example 1. All split rings (4, 5, 6) consist of four or six parts.
Пример 2. При сборке каждого опорного кольца (2, 3) с соответствующим разрезным кольцом (4, 5) может возникать выдавливание опорных колец (2, 3), вызванное давлением пружин (7) на центральные части разрезных колец (4, 5). Чтобы при сборке каждого опорного кольца (2, 3) с соответствующим разрезным кольцом (4, 5) не происходило выдавливание колец (2, 3) из колец (4, 5), оси расточек под браслетные пружины (7) в первом и втором разрезных кольцах (4, 5) должны быть смещены от центрального положения в сторону опорных колец (2, 3).Example 2. When assembling each support ring (2, 3) with the corresponding split ring (4, 5), extrusion of the support rings (2, 3) may occur, caused by the pressure of the springs (7) on the central parts of the split rings (4, 5). So that when assembling each supporting ring (2, 3) with the corresponding split ring (4, 5), the rings (2, 3) are not extruded from the rings (4, 5), the bore axes under the bracelet springs (7) in the first and second split rings (4, 5) should be offset from the central position towards the support rings (2, 3).
Пример 3. Осевая высота второго разрезного кольца (5) больше осевой высоты первого разрезного кольца (4) примерно в 1,5 раза (фиг. 6). Чем больше высота второго разрезного кольца (5), тем меньше площадь S2, характеризующая в масштабе усилие, прижимающее третье разрезное кольцо (6) к штоку.Example 3. The axial height of the second split ring (5) is greater than the axial height of the first split ring (4) by about 1.5 times (Fig. 6). The higher the height of the second split ring (5), the smaller the area S 2 , which characterizes the scale force pressing the third split ring (6) against the stem.
Пример 4. Если сжимаемый в цилиндре газ влажный, то опорные кольца (2, 3) могут быть изготовлены из графелона-20, текстолита Ш.Example 4. If the gas being compressed in the cylinder is wet, then the support rings (2, 3) can be made of graphelon-20, textolite W.
Пример 5. Если сжимаемый в цилиндре газ сухой, то опорные кольца (2, 3) могут быть изготовлены из графелона-25М, текстолита Ш.Example 5. If the gas compressed in the cylinder is dry, then the support rings (2, 3) can be made of graphelon-25M, textolite W.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the proposed technical solution is not limited to the above examples.
Описание работыWork description
Во время работы компрессора разрезные кольца (4, 5, 6) и опорные кольца (2, 3) прижимаются перепадом давления в осевом направлении к торцевой поверхности корпуса следующей камеры. Кроме того, разрезные кольца (4, 5, 6) под действием перепада давления прижимаются к штоку и в радиальном направлении.During compressor operation, split rings (4, 5, 6) and support rings (2, 3) are pressed axially by the differential pressure to the end surface of the housing of the next chamber. In addition, split rings (4, 5, 6) are pressed against the stem in the radial direction under the action of a differential pressure.
Опорные кольца (2, 3) не дают первому и второму разрезным кольцам (4, 5) прижиматься к стенкам камеры (1). В результате не происходит деформация упомянутых разрезных колец (4, 5). Кроме того, не происходит экструзия материала первого и второго разрезных колец (4, 5) в зазор между камерой (1) и штоком.Support rings (2, 3) do not allow the first and second split rings (4, 5) to press against the walls of the chamber (1). As a result, deformation of the mentioned split rings does not occur (4, 5). In addition, there is no extrusion of the material of the first and second split rings (4, 5) into the gap between the chamber (1) and the rod.
По мере приработки первого и второго разрезных колец (4, 5) к штоку радиальные зазоры между кольцевыми поверхностями выступов (8) опорных колец (2, 3) и кольцевыми поверхностями впадин (9) первого и второго разрезных колец (4, 5) ликвидируются. После этого первое и второе разрезные кольца (4, 5) плотно охватывают поверхности (10) выступов опорных колец (2, 3) своими впадинами (9). В результате этого не происходит дальнейшее прижатие первого и второго разрезных колец (4, 5) к штоку. При этом снижается износ первого и второго разрезных колец (4, 5) сальника штока, уменьшаются потери на трение.As the first and second split rings (4, 5) are run in to the stem, the radial gaps between the annular surfaces of the protrusions (8) of the support rings (2, 3) and the annular surfaces of the depressions (9) of the first and second split rings (4, 5) are eliminated. After that, the first and second split rings (4, 5) tightly cover the surface (10) of the protrusions of the support rings (2, 3) with their troughs (9). As a result of this, there is no further pressing of the first and second split rings (4, 5) to the stem. At the same time, the wear of the first and second split rings (4, 5) of the stem seal is reduced, and friction losses are reduced.
На третье разрезное кольцо (6), в отличие от второго разрезного кольца (5), приходится меньший перепад давления. Поэтому третье разрезное кольцо (6) может работать в контакте со штоком. Благодаря контакту третьего разрезного кольца (6) со штоком сокращаются утечки газа из уплотнительного элемента сальника. Это увеличивает герметичность уплотнительного элемента сальника.The third split ring (6), in contrast to the second split ring (5), has a lower pressure drop. Therefore, the third split ring (6) can work in contact with the stem. Due to the contact of the third split ring (6) with the stem, gas leakage from the packing element is reduced. This increases the tightness of the packing element.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в уплотнительной технике при герметизации цилиндра компрессора.The claimed technical solution is implemented using industrially produced devices and materials, can be manufactured at any industrial enterprise and will be widely used in sealing technology for sealing the compressor cylinder.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Уплотнительное устройство высокого давления компрессора [Текст]: патент РФ на полезную модель №143449: МПК F16J 15/00 / Ворошилов И.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Краснодарский Компрессорный завод» - №2013138325/06, заявл. 19.08.2013; опубл. 20.07.2014, бюл. №20.1. Compressor high-pressure sealing device [Text]: RF patent for utility model No. 143449: IPC F16J 15/00 / Voroshilov I.V .; Applicant and patent holder Krasnodar Compressor Plant Limited Liability Company - No. 2013138325/06, decl. 08/19/2013; publ. 07/20/2014, bull. No. 20.
2. Уплотнительное устройство низких ступеней компрессора [Текст]: патент РФ на изобретение №2529050: МПК F16J 15/18, F04D 29/08 / Ворошилов И.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Краснодарский Компрессорный Завод». - №2013118982; заявл. 23.04.2013; опубл. 27.09.2014, Бюл. №27.2. Sealing device for low compressor stages [Text]: RF patent for invention No. 2529050: IPC F16J 15/18, F04D 29/08 / Voroshilov IV; Applicant and patent holder Krasnodar Compressor Plant Limited Liability Company. - No. 2013118982; declared 04/23/2013; publ. 09/27/2014, Bull. Number 27.
3. Уплотнительный элемент сальника штока [Текст]: патент РФ на полезную модель №163652: МПК F16J 15/56 / Самоделкин В.И.; Ворошилов И.В.; Морозов А.В.; Мельник А.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Тегас». - №2016105361, заявл. 17.02.2016; опубл. 27.07.2016, Бюл. №21.3. The sealing element of the stem seal [Text]: RF patent for utility model No. 163652: IPC F16J 15/56 / Samodelkin V.I .; Voroshilov I.V .; Morozov A.V .; Melnik A.V .; Applicant and patent holder Tegas Limited Liability Company. - No. 2016105361, declared 02/17/2016; publ. 07/27/2016, Bull. No. 21.
4. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования [Текст]: М.И. Френкель. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - Изд-во «Машиностроение», Ленинград, 1969. - 744 стр. + 3 вкладки. Табл. 78. Илл. 470. Библ. 135 назв.4. Frenkel M.I. Piston compressors. Theory, design and design basics [Text]: M.I. Frenkel. - Ed. 3rd, rev. and add. - Publishing House "Engineering", Leningrad, 1969. - 744 p. + 3 tabs. Tab. 78. Fig. 470. Bybl. 135 titles
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142554A RU2662750C2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Sealing element of stem packing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142554A RU2662750C2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Sealing element of stem packing |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016142554A3 RU2016142554A3 (en) | 2018-04-28 |
| RU2016142554A RU2016142554A (en) | 2018-04-28 |
| RU2662750C2 true RU2662750C2 (en) | 2018-07-30 |
Family
ID=62105988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142554A RU2662750C2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Sealing element of stem packing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2662750C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3940151A (en) * | 1974-12-18 | 1976-02-24 | Dobson Park Industries Limited | Glands |
| RU2248484C2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-03-20 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | Sealing device |
| RU143449U1 (en) * | 2013-08-19 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | COMPRESSOR HIGH PRESSURE SEALING DEVICE |
| RU2529050C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | Sealing device of low compressor stages |
| RU163652U1 (en) * | 2016-02-17 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | GASKET SEAL ELEMENT |
-
2016
- 2016-10-28 RU RU2016142554A patent/RU2662750C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3940151A (en) * | 1974-12-18 | 1976-02-24 | Dobson Park Industries Limited | Glands |
| RU2248484C2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-03-20 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | Sealing device |
| RU2529050C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | Sealing device of low compressor stages |
| RU143449U1 (en) * | 2013-08-19 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | COMPRESSOR HIGH PRESSURE SEALING DEVICE |
| RU163652U1 (en) * | 2016-02-17 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | GASKET SEAL ELEMENT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016142554A3 (en) | 2018-04-28 |
| RU2016142554A (en) | 2018-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10184563B2 (en) | Single seal ring stuffing box | |
| US6007070A (en) | Pressure actuated packing assembly | |
| KR920008393A (en) | Seamless protruding ring to accommodate PTFE packing | |
| US9933071B2 (en) | Seal and method of manufacturing and/or using same | |
| CN104755817B (en) | Piston ring | |
| CN102537576B (en) | High Temperature High Pressure slip-type expansion joint | |
| US3971298A (en) | Piston assembly with compression and guiding rings | |
| US10907736B2 (en) | Split seal ring | |
| RU2662750C2 (en) | Sealing element of stem packing | |
| RU143449U1 (en) | COMPRESSOR HIGH PRESSURE SEALING DEVICE | |
| RU163652U1 (en) | GASKET SEAL ELEMENT | |
| RU2657026C2 (en) | Sealing device of rod seal | |
| NO20151379A1 (en) | Improved Seal Assembly | |
| US8251372B2 (en) | Cartridge and related methods | |
| JP2010054021A (en) | Sealing system | |
| US7770899B1 (en) | Pressure actuated seal carrier | |
| RU168512U1 (en) | GASKET SEAL ELEMENT | |
| RU2529050C1 (en) | Sealing device of low compressor stages | |
| RU2308626C2 (en) | Sealing ring for movable and fixed joints | |
| CN106133410A (en) | Piston seal | |
| RU2330200C2 (en) | Movable joint seal | |
| RU200376U1 (en) | Stuffing box for plunger pumps | |
| CN109238570A (en) | A kind of opposite plugging mechanism | |
| JP2019039467A (en) | Shaft seal device | |
| RU132151U1 (en) | SEALING DEVICE FOR LOW COMPRESSOR LEVELS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181029 |