Основные конструктивные элементы поршневого компрессора, страница 5

Дроссельное уплотнение осуществляется за счет дросселирования газа вследствие трения при протекании его по длинной кольцевой щели. Конструктивно это уплотнение выполняется в виде дроссельной втулки, в которой помещается с небольшим зазором плунжер. Эффективность дроссельного уплотнения увеличивается с уменьшением кольцевого зазора и за счет введения в него смазки.

Дроссельное уплотнение в чистом виде в поршневых компрессорах применяют редко. Однако оно используется в комбинации с уплотнением поршневыми кольцами и сальниковым уплотнением.

Достоинства дроссельного уплотнения со шлифованными элементами:

-  малое трение;

-  высокая герметичность.

Недостатки дроссельного уплотнения:

-  пригодность только для чистых жидкостей и газов;

-  большая чувствительность к температурным расширениям и боковым усилиям, которые могут привести к защемлению.

На практике дроссельные уплотнения со шлифованными поверхностями применяют в поршневых манометрах, масляных и топливных насосах, а также иногда в компрессорах сверхвысокого давления (например, на 4000 ат в химии).

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Гидравлическое уплотнение поршней-плунжеров ступеней сверхвысокого давления было разработано в Ленфилиале НИИхиммаш в 1953 г. и впоследствии внедрено для этиленовых дожимающих компрессоров на 1500 ат.

Гидравлическое уплотнение поршня осуществляется в виде гидравлического затвора, образуемого слоем смазывающей жидкости, заполняющей кольцевую щель между втулкой и поршнем. Смазка в камеру гидрозатвора нагнетается под давлением от специального насоса при работе компрессора.

Поскольку в этом случае через кольцевую щель протекает жидкость, а не газ, то ее можно делать с большим зазором, чем при дроссельном уплотнении. Однако для снижения расхода смазывающей жидкости этот зазор выполняют по возможности минимальным, но таким, чтобы не происходило защемления поршня во втулке из-за теплового расширения деталей. Практически поверхность втулки (внутреннюю) и поршня обрабатывают по  и пригоняют с малым диаметральным зазором (0,03…0,04) мм.

Для устранения возможности попадания механических включений в зазор на линии подвода смазки установлены фильтры тонкой очистки в непосредственной близости от камеры гидрозатвора и на линии всасывания газа перед всасывающим клапаном.

В настоящее время гидравлическое уплотнение для компрессоров сверхвысокого давления применяют для диаметров до 30 мм. Например, у этиленового компрессора ГГ-5/400-1500 (р₁=400 ата, р₂=1500 ата, Q=5 нм³/мин, D_ц=30 мм) смазка нагнетается под давлением р=1100…1200 ат и расход смазки (глицерин) 4 л/ч.

Высказывается мнение о возможности использования этого типа уплотнения для больших диаметров цилиндров.

САЛЬНИКОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

Сальниковое уплотнение (сальник) представляет собой специальное устройство, уплотняющим элементом которого является сальниковая набивка. Сальники в поршневых компрессорах применяют для уплотнения штоков, а иногда и плунжеров ступеней высокого давления.

Набивка сальника помещается между подвижным штоком и неподвижными деталями сальниковой камеры и тем или иным способом прижимается к ним, чем и достигается уплотнение. Между штоком и сальниковой набивкой всегда существует во время работы узкая щель, обычно заполненная масляной пленкой, позволяющая штоку двигаться в сальнике.

Рис.     . Схема уплотнения штока

I – сальник с мягкой набивкой; а – сальник; б – предсальник (аналогично сальнику)

1 – шток; 2 – грундбукса (бронза); 3 – корпус сальниковой камеры; 4 – набивка сальниковая; 5 – шпилька; 6 – втулка нажимная

Сальники бывают:

-  с мягкой набивкой (рис.     );

-  с твердой набивкой (рис.    ).

Типы мягкой набивки:

1)  просаленный и прографиченный асбестовый шнур. Применяется при сжатии различных сред (воздух, сернистый газ, углекислый газ, аммиак, хлор) до р=250 ат и температура до 300 ºC. Подвод масла здесь не нужен, так как смазка выделяется из набивки при небольшом нагреве, возникающем от трения;