Уплотнительное устройство тепловой машины

Уплотнительное устройство тепловой машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УППОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ, содержащее прокладкуяз двух скрепленных друг с другом кольцевых частей, расположенных между двумя элементами, близлежащими к полости, содержащей рабочее тело, отличающееся тем,что,с целью повьшения надежности, кольцевые части прокладки выполнены из материалов с разным коэффицгентом линейного расширения, 2.Устройство поп,1,отличаю щ е е с я тем, что кольцевая часть прокладки, сопряженная с более нагретым элементом машины, выполнена из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у другой кольцевой части прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины, 3.Устройство по пп. 1 и 2,о тличающее ся тем, что на кольцевую часть прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины, нанесено теплозащитное покрытие, i 4,Устройство по пп. 1-3, от (Л личающее ся тем,что теплозащитное покрытие нанесено на поверхность кольцевой части прокладки , которая сопряжена с поверхностью другой кольцевой части прокладки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А

3 (511 F 16 J 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 35 1 16 74/25-08

{22) 16.11.82 (46) 15.04.84. Бюл. У 14 (72) О.С.Рафиков, А.А.Шестаков и М.A.Móõàìåäüÿðîâ (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 62-762 (088. 8) (56) l. Алексеев В.П. и др. Двигатели внутреннего сгорания. M., "Машиностроение", 1950, с. 128-129, рис. 7á.

2. Патент Великобритании

9 2053382, кл. F 2 В, 1981 (прототип). (54 ) (57 ) 1 . УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ ВО

ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ, содержащее прокладку из двух скрепленных друг с другом кольцевых частей, расположенных между двумя элементами, близлежащими к полости, содержащей рабочее тело, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения надежности, кольцевые части прокладки выполнены из материалов с разным коэффициентом линейного расширения.

2.Устройство по и.1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что кольцевая часть прокладки, сопряженная с более нагретым элементом машины, выполнена из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у другой кольцевой части прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины.

3. Устройство по пп. ) и 2,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что на коль— цевую часть прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины, нанесено теплозащитное покрытие.

4. Устройство по пп. 1 — 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что теплозащитное покрытие нанесено на поверхность кольцевой части прокладки, которая сопряжена с поверхностью другой кольцевой части прокладки.

108б

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тепловых машинах, например двигателях,насосах и т.д. Наиболее пер— спективно применение изобретения в двигателях внутреннего сгорания, работающих в условиях неустановившихся нагрузок, например автотракторных.

Из ве ст но упло тни тел ьное уст ройство, состоящее из прокладки, распо- 1О ложенной между двумя элементами и имеющей кольцевую полость, соединенную с уплотняемой средой при помощи дросселирующих отверстий (!j

Известна также прокладка, состоящая из наложенных друг на друга коль,цевых частей, имеющих концентрично расположенные выступы и впадины и образующие по внутреннему диаметру кольцевую полость f2) .

Недостатком известных устройств является то, что в условиях непрерывно изменяющихся нагрузок тепловых машин и температур их деталей и свя— занных с этим изменений линейных раз- 25 меров деталей ухудшается эффективность уплотнения, что ведет к снижению их надежности. Усиленная предварительная затяжка уплотнительных уст— ройств не способствует повышению их надежности.

Цель изобретения — повышение на— дежности уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что в уплотнительном устройст35 ве тепловой машины, содержащем про — кпадку из двух скрепленных друг с другом кольцевых частей, расположенных между двумя элементами ма.шины, близлежапщми к полости, содержащей рабочее тело, кольцевые части прокладки выполнены из материала с различным коэффициентом линейного расширения.

При этом кольцевая часть проклад45 ки,сопряженная с более нагретым элементом машины, выполнена из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у другой кольцевой части прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины.

Причем на кольцевую часть прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины, нанесено теплозащит кое по крытие .

Теплозащитное покрытие нанесено на поверхность кольцевой части прокладки, которая сопряжена с поверхно262 2 стью другой кольцевой части проклад— ки.

На фиг. 1 показано уплотнительное устройство, поперечное сечение; на фиг.2 — сечение А-А на фиг,1.

Уплотнительное устройство состоит из прокладки в виде скрепленных друг с другом кольцевых частей 1 и 2,рас— положенных в пазу 3 элемента 4 тепловой машины (например, гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгора— ния),, Кольцевые части 1 и 2 образуют по внутреннему диаметру кольцевую полость 5, сообщенную при помощи дросселирующих отверстий б с полостью 7, в которой находится рабочее тело.

Между кольцевыми частями 1 и 2 нанесено теплозащитное покрытие 8, являющееся одновременно скрепляющим части 1 и 2 элементом. Кольцевая часть 1 имеет меньший коэффициент линейного расширения материала по сравнению с кольпевой частью 2. Величиной h показана высота выступов и впадин кольцевых частей 2 и 1 проклад— ки. Элемент 9 тепловой машины сопряжен с кольцевой частью 2 прокладки.

Уплотнительное устройство работа- . ет следующим образом.

Во время работы тепловой машины рабочее тело, находящееся в полости 7 (например,это может бьш ь полость камеры сгорания или выпускного патрубка двигателя внутреннего сгорания),в соответствии с режимом работы изменяет свое давление и пропорционально ему температуру. Соответственно изменяется и температура дета— лей двигателя или другой тепловой машины. При повышении температуры рабочего тела повышается подвод тепла к элементам 4 и 9 и к частям 1 и 2 прокладки, что ведет к повышению их температуры, Ввиду того, что части

1 и 2 выполнены из материала с различным коэффициентом линейного рас-! ширения, прокладка из гибает ся, рто ведет к увеличению выступов и впадин, т.е. к увеличению высоты h прокладки. Это увеличение высоты прокладки не только компенсирует линейное расширение элементов 4 и 9 и связанное с этим увеличение зазора между элементами 4 и 9, но и при— водит к более сильному прижатию прокладки к уплотняемым поверхностям элементов 4 и 9. ны.

Заказ 2222/37

Подписное

ВН КИПИ

Тираж 913 з )086

Более высокий коэффициент температурного расширения материала части

2 прокладки способствует большей изогнутости частей 1 и 2 прокладки и ведет к увеличению высоты h выступов и впадин частей 1 и 2,уси— ливающихся с подводом тепла к части

2 прокладки и отводом тепла от части 1 прокладки. Увеличение изогнутости частей 1 и 2 прокладки повышается 1р при отсутствии теплообмена (или ее уменьшении) между частями 1 и 2 вследствие наличия теплозащитного покрытия 8. Теплозащитное покрытие

8, кроме того, обеспечивает уменьшение подвода тепла от рабочего тела, поступающего в кольцевую полость 5 через отверстия 6, к кольцевой части 1 прокладки, При увеличении (уменьшении) нагрузки тепловой машины увеличивается (уменьшается) давление рабочего тела в полости 7, в связи с чем требуется повысить эффективность уплотнения этой полости для предотвращения утечек рабочего тела (или уменьшить эффективность уплотнения для снижения нагрузки на части 1 и

2 прокладки). Последнее достигается автоматически, так как увеличение

30 давления рабочего тела неизбежно сопровождается ростом его температуФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

262 4 ры и, следовательно, температуры деталей тепловой машины, близлежащих к полости 7, содержащей рабочее тело.

При увеличении -(уменьшении) температуры частей 1 и 2 прокладки увеличиваетт ся (уменьшается) ее изо гнутость и увеличивается (уменьшается) усилие прижатия частей 1 и 2 прокладки к сопрягаемым с ней поверхностям элементом 4 и 9 тепловой машиТехнико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности уплотнения, так как прижатие прокладки к уплотняемым поверхностям тепловой машины обеспечивается за счет энергии или работы, совершаемой теплом самой машины. При этом автоматически регулируется требуемое прижатие прокладки к уплотняемым поверхностям в зависимости от давления в уплотняемой среде, что позволяет asтоматически снижать нагрузку на прокладку при уменьшении нагрузки на тепловую машину. Автоматически компенсируются тепловые расширения деталей r-.àøèí. Снижается усилие предварительной затяжки прокладки, производимой на неработающей тепловой машине.