RU35841U1 - Устройство радиального уплотнения роторно-поршневой машины - Google Patents

Description

Устройство радиального уплотнения роторно-порпшевой машины.

Техническое решение относится к области машиностроения, а именно, к области систем уплотнения для рабочего тела в роторных машинах, и может быть использовано роторных машинах различного назначения.

Известно устройство радиального уплотнения роторнопоршневой машины (DE, заявка 2437263 F 01 С 19/00, 1974), содержашве единзто уплотнительную пластину, имеюш ую опорный выступ и установленную в пазу поршня с возможностью радиального перемешбния, и рычажно-ползунный механизм управления и компенсации центробежных сил с двумя грузами и рычагами, шарнирно установленными в поршне, причем один из рычагов установлен на качаюшвйся опоре.

Недостатком известной конструкции следует признать ее ненадежность, обусловленную кинематической связью механизма управления с выступом на уплотнительной пластине, что приводит к возможности ее осевого перемешения и с последуюпщм перекосом в пазу поршня, а также использованием для пказанной кинематической связи ползунов, не сопряженных с поверхностью паза в выступе, что приводит к высоким контактным напряжениям.

Известно также устройство радиального уплотнения роторнопорпшевой машины (GB, патент 1208430 F 01 С 19/00, 1977). Известное устройство содержит единую уплотнительн)т пластину, установленную в пазу поршня с возможностью радиального перемещения, и шарнирно-рычажный механизм управления и компенсации центробежных сил, причем указанный механизм

МПК: 7 F 01 С 19/00

установлен внутри поршня и состоит из двух частей шарнирно соединенных С соответствующими койцами уплотнительной пластины, при этом в состав указанного механизма входят двуплечие рыиаги, по меньшей мере, один шатун и груз.

Недостатком известной конструкции следует признать ее ненадежность, обусловленную возможностью осевого смещения уплотнительной пластины в пазу порщня и/или перекоса и нарущения уплотнения или увеличения зазора между уплотнительной пластиной и внутренней поверхностью корпуса машины.

Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции, состоит в разработке надежной системы уплотнения роторно-поршневой машины.

Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, состоит в повышении коэффициента полезного действия роторно-поршневой машины.

Для достижения з сазанного технического результата предложено использовать устройство радиального уплотнения роторно-поршневой машины, содержащее уплотнительный элемент, размещенный в пазу поршня, и набор пластин, выполненных из антифрикционного термостойкого материала, размещенных на внутренней стороне корпуса. Указанный уплотнительный элемент представляет собой радиальную проточку пpямoyгoJП нoгo сечения, стороны которой соотносятся как 1:5-1:7, выполненную в шаровой поверхности порпшя и ориентированную перпендикулярно оси валов роторно-поршневой машины, при этом на дне проточки расположен первый упругий элемент, имеюпщй в поперечном сечении окружность, причем диаметр окружности на 4 - 7 % больше ширины прямоугольного сечения, а на первом упругом элементе расположен с возможностью перемещения в вертикальном направлении второй

упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2 - 4 % превышает пШрину прямоугольной проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой не менее 1 - 3 % от ппфйны проточки.

Отличие предложенной системы уплотнения состоит в том, что она выполнена простой в изготовлении и легко заменяемой. Второй упругий элемент при перемепхении порпшя по внутренней поверхности корпуса роторно-порпшевой машины приведен в плотный контакт с указанной внутренней поверхностью корпуса, что исключает перетекание рабочего тела из компрессорной зоны в детандерную зону, уменьшающее коэффициент полезного действия. Неизбежное разогревание поршня в процессе работы роторнопоршневой машины приведет к незначительному утапливаншо второго уплотнительного элемента внутрь проточки на счет деформации первого уплотнительного элемента. По мере истирания второго уплотнительного элемента под действием д еформированного первого упругого элемента второй упругий элемент перемешается в вертикальной плоскости по направлению к внутренней стороне корпуса роторно-поршневой машины, сохраняя плотный контакт, исключаюпщй перемещение рабочего тела. При значительном исткфашш второго упругого элемента проводят его замену путем полного удаления из проточки остатков второго упругого элемента и деформации сжатия первого упругого элемента.

Предпочтительно выполнять оба упрзтих элемента из полимерного материла с высокой сопротивляемостью истиранию и высоким модулем всестороннего сжатия, причем желательно, чтобы первый упругий элемент имел более высокий модуль всестороннего сжатия, а второй упругий элемент - более высокую сопротивляемость

истиранию (например, стереорегулярный полиизопрен и кристаллический полипропилен).

На чертеже приведен поперечный разрез шаровой поверхности поршня, при этом использованы следующие обозначения: поршень 1, проточка 2, первый уплотнительный элемент 3, второй уплотнительный элемент 4.

Использование предложенного уплотнения позволяет повысить коэффициент полезного действия роторно-поршневой машины примерно на 7 - 8 % относительно технического решения, использованного в качестве ближайшего аналога. 4

Claims (1)

1. Устройство радиального уплотнения роторно-поршневой машины, содержащее уплотнительный элемент, размещенный в пазу поршня, и набор пластин, выполненных из антифрикционного термостойкого материала, размещенных на внутренней стороне корпуса, отличающееся тем, что указанный уплотнительный элемент представляет собой радиальную проточку прямоугольного сечения, стороны которой соотносятся как 1:5-1:7, выполненную в шаровой поверхности поршня и ориентированную перпендикулярно оси валов роторно-поршневой машины, при этом на дне проточки расположен первый упругий элемент, имеющий в поперечном сечении окружность, причем диаметр окружности на 4-7% больше ширины прямоугольного сечения, а на первом упругом элементе расположен с возможностью перемещения в вертикальном направлении второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает ширину прямоугольной проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой не менее 1-3% от ширины проточки.