Устройство и способ пропускания, по меньшей мере,двух текучих сред - RU2006118320A

Реферат

1. Устройство для пропускания, по меньшей мере, двух текучих сред разного давления, содержащее вал (10) или подобный передающий усилие орган и изолирующий давление элемент, такой как окружающий вал или подобный орган корпус, причем между валом или подобным передающим усилие органом и изолирующим давление элементом посредством уплотнительных элементов (70, 70_а) образованы лежащие рядом друг с другом в осевом направлении полости (90, 90_а; 96; 98), причем, по меньшей мере, один из уплотнительных элементов (70, 70_а) выполнен лишенным утечек, а две полости (90, 90_а; 98) для текучих сред (А, В) разного давления ограничивают с двух сторон полость (96) для вспомогательной текучей среды (Н), отличающееся тем, что полость (96) для образованной, в частности, вспомогательной жидкостью вспомогательной текучей среды (Н) разделена устройством (100) на два отделения (96_а, 96_b) для двух различных областей давления и предусмотрены средства для создания перепада давлений между отделениями (96_а, 96_b), причем средства и/или устройство, разделяющие/разделяющее полость (96) для вспомогательной жидкости (Н), представляют/представляет собой подающее устройство (100).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полость (90_а) более высокого давления предназначена для рабочей среды, а полость (98) более низкого давления - для окружающего воздуха.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предусмотрен магнитожидкостной уплотнительный элемент (70, 70_а) для ограничения полости (96) для вспомогательной жидкости (Н).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вспомогательная жидкость (Н) представляет собой масло-носитель относящейся к уплотнительному элементу (70, 70_а) магнитной жидкости, при необходимости силиконовое масло.

5. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что полость (96) для вспомогательной жидкости (Н) имеет два присоединения (33), одно из которых выполнено для создания вакуума, а другое как проход для вспомогательной жидкости (Н).

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что отделение (96_а) для более высокого давления вспомогательной жидкости (Н) расположено на стороне полости (90_а) для текучей среды (А) более высокого давления (фиг.18-20).

7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средства для создания перепада давлений между отделениями (96_а, 96_b) расположены внутри этих отделений.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что предусмотрены перемещаемые по отношению друг к другу, приданные изолирующему давление элементу и передающему усилие органу (10) геометрические детали, которые для создания перепада давлений образуют подающее устройство (100) для вспомогательной жидкости (Н).

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для создания перепада давлений между отделениями (96_а, 96_b) выполнены таким образом, что создаваемый перепад давлений соответствует, по меньшей мере, максимальному возникающему перепаду давлений между текучими средами (А, В).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что предусмотрены средства, с помощью которых до нуля может быть отрегулирован перепад между максимальным давлением вспомогательной жидкости и более высоким давлением текучей среды, предпочтительно органы для регулирования мощности создающих перепад давлений средств.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что предусмотрены органы (97, 99) для регулирования обратного потока из отделения (96_а) более высокого давления вспомогательной жидкости (H) в отделение (96_b) более низкого давления.

12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что между отделениями (96_а, 96_b) для вспомогательной жидкости (Н) предусмотрена линия (99) с клапанообразным перепускным устройством (97).

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, полость (96) для вспомогательной жидкости (Н) выполнена изменяемой в своем объеме.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, отделение (96_b) для области низкого давления вспомогательной жидкости (Н) выполнено изменяемым в своем объеме.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что предусмотрены мембранообразные уплотнительные элементы для ограничения полости (96) для вспомогательной жидкости (Н).

16. Устройство по п.3, отличающееся тем, что с обеих сторон полости (96) для вспомогательной жидкости (Н) между передающим усилие органом (12) и изолирующим давление элементом (24) проходит магнитожидкостной уплотнительный элемент (70, 70_а).

17. Устройство по п.3 или 16, отличающееся тем, что уплотнительный элемент (70, 70_а) содержит, по меньшей мере, один постоянный магнит (74) в кольце (76) и относящуюся к передающему усилие органу или валу (10) в кольцевом зазоре (77) магнитную жидкость (75).

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что постоянный магнит (74) является частью образующего уплотнительный элемент магнитного уплотнения (70), которое кольцом (76) охватывает вал (10), причем, при необходимости, магнитное поле кольцеобразного постоянного магнита (70) концентрировано по кольцевому зазору (77) посредством соответствующих полюсных башмаков (73).

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что предусмотрены намагниченные в осевом направлении постоянные магниты (70) на стороне высокого давления в несущем или запорном кольце (60) из немагнитного материала.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что предусмотрены, по меньшей мере, два концентричных магнитных уплотнения (70, 70_а), сечения которых разделены, по меньшей мере, одним осепараллельным дистанцирующим кольцом (79).

21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что к запорному кольцу (60) прилегает сильфон (68), к которому с другой стороны прилегает несущий давление элемент.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что сильфон (68) состоит из металлического материала и на своей радиальной внешней стороне окружен предпочтительно удерживающим кольцом (56) и/или опирается на фиксированное на втулке (26) корпуса переднее кольцо (54).

23. Устройство по п.19 или 21, отличающееся тем, что запорное кольцо (60) содержит, по меньшей мере, одну уплотнительную шайбу (80) в качестве части механической уплотнительной системы, включающей в себя, по меньшей мере, две уплотнительные шайбы (80, 80_а) с центральным отверстием (82), причем уплотнительные шайбы (80, 80_а) выполнены в данном случае из карбида кремния.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что уплотнительные шайбы (80, 80_а) прилегают друг к другу контактными поверхностями (84), причем, при необходимости, по меньшей мере, одна уплотнительная шайба (80_а) имеет на контактной поверхности (84) криволинейно проходящие от ее края (81) к центру спиралеобразные канавки или углубления (86) небольшой глубины (с), которые заканчиваются на расстоянии от центрального отверстия (82) и перекрыты контактной поверхностью другой уплотнительной шайбы (80).

25. Устройство по п.1 или 16, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна охватывающая вал (10) втулка (12) и коаксиальная ей втулка (26) корпуса состоят из немагнитного материала, а между ними предусмотрены, по меньшей мере, два охватывающих вал магнитожидкостных уплотнительных элемента (70, 70_а).

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что втулка (12) вала статически герметизирована относительно вала (10), а втулка (26) корпуса статически герметизирована относительно корпуса кольцами (20) круглого сечения.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что передающий усилие орган, или вал (10), или втулка (12) вала и изолирующие давление элементы, или корпус, или втулка (26) корпуса удерживаются на определенном осевом расстоянии с возможностью концентричного вращения посредством расположенных радиально к продольной оси (M₁) втулки вала подшипников качения (52), в частности посредством двойного радиально-упорного шарикоподшипника.

28. Устройство по п.23, отличающееся тем, что подшипник качения (52) прилегает к внешнему кольцу (16) втулки (12) вала, которое с другой стороны контактирует с уплотнительной шайбой (80_а) из карбида кремния.

29. Устройство по п.23, отличающееся тем, что уплотнительная шайба (80_а) установлена на аксиально ступенчато расширяющемся от внешнего кольца (16) участке (51) кольцевого пространства (50), которому придано запорное кольцо (60) с другой уплотнительной шайбой (80).

30. Устройство по п.3 или 16, отличающееся тем, что вал (10) состоит из ферромагнитного материала.

31. Устройство по п.23, отличающееся тем, что между внешней поверхностью уплотнительной шайбы (80) и соседним запорным кольцом (60) проходит радиальный зазор (17).

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что к радиальному зазору (17) с одной стороны примыкает осевой кольцевой зазор (77) между валом (10) и уплотнительными элементами (70), а с другой стороны - осевой кольцевой зазор (13), охватывающий снизу соседнюю уплотнительную шайбу (80), и/или на радиально внешнем конце радиального зазора (17) предусмотрена упорная поверхность (69), к которой примыкает проходящий осепараллельно внешний кольцевой зазор (21).

33. Устройство по п.31 или 32, отличающееся тем, что предусмотрены, по меньшей мере, два концентричных магнитных уплотнения (70, 70_а), сечения которых разделены, по меньшей мере, одним осепараллельным дистанцирующим кольцом (79).

34. Устройство по п.29, отличающееся тем, что уплотнительная шайба (80) присоединена к средней стенке (63) запорного кольца (60) посредством, по меньшей мере, одного осепараллельного поводкового штифта (67).

35. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед нагруженной текучей средой стороной расположена камера (90), частично заполненная газом (G) и снабженная уплотнительным зазором (92).

36. Устройство по п.35, отличающееся тем, что камера (90) расположена перед магнитожидкостным уплотнительным элементом (70) на несущем или запорном кольце (60).

37. Устройство по п.36, отличающееся тем, что ширина (q₃) уплотнительного зазора (92) больше ширины (q₂) уплотнительного зазора (77) уплотнительного элемента (70) на несущем или запорном кольце (60) в направлении вала (10).

38. Устройство по п.19, отличающееся тем, что соотношение между шириной (q₂) уплотнительного зазора (77), шириной (q₃) уплотнительного зазора (92) камеры (90) и внутренним внешним диаметром (f₂) камеры (90) или ее внешней стенкой (94) составляет 1:1,2:1,5.

39. Устройство по п.37, отличающееся тем, что сечение камеры (90) увеличено наружу.

40. Устройство по п.35, отличающееся тем, что камера (90) снабжена вспомогательным присоединением для инертного газа.

41. Способ пропускания, по меньшей мере, двух текучих сред разного давления с помощью вала или подобного передающего усилие органа и изолирующего давление элемента, такого как окружающий вал или подобный орган корпуса, при котором между передающим усилие органом (10) и изолирующим давление элементом в каждой из ограниченных соответствующим уплотнительным элементом (70, 70_а) полостях (90, 90_а; 98) удерживают текучие среды (А, В) разного давления, а между ними в полости (98) вспомогательную жидкость (Н), отличающийся тем, что в образованной, в частности, вспомогательной жидкостью (Н) вспомогательной текучей среде создают две области давления, и отделение для более высокого давления вспомогательной жидкости (Н) располагают со стороны полости (90_а) для текучей среды (А) более высокого давления, причем способ осуществляют в устройстве по п.1.

42. Способ по п.41, отличающийся тем, что полость (96) для вспомогательной жидкости (Н) герметизируют с обеих сторон относительно полостей (90, 90_а; 98) для текучих сред (А, В) посредством магнитожидкостных уплотнительных элементов (70, 70_а).

43. Способ по п.41 или 42, отличающийся тем, что в полости (96) для вспомогательной жидкости (Н) предварительно создают вакуум.

44. Способ по п.41, отличающийся тем, что в полость (90, 90_а) более высокого давления подают рабочую среду, а в полость (98) более низкого давления - окружающий воздух.

45. Способ по п.41, отличающийся тем, что создают перепад давлений, который соответствует, по меньшей мере, максимальному возникающему перепаду давлений между текучими средами (А, В), или регулируют мощность создающих перепад давлений средств.

46. Способ по п.41 или 45, отличающийся тем, что регулируют обратный поток из отделения (96_а) более высокого давления вспомогательной жидкости (Н) в отделение (96_b) более низкого давления.

47. Способ по п.41, отличающийся тем, что перепад давления внутри вспомогательной жидкости (Н) создают посредством относительного движения геометрических элементов, которые, с одной стороны, приданы валу (10), а, с другой стороны, - изолирующему давление элементу и образуют подающее устройство (100).

48. Способ по п.41 или 47, отличающийся тем, что посредством уплотнительных шайб (80, 80_а), ограничивающих между собой спиралеобразные канавки или углубления (86), создают подающее действие для вспомогательной жидкости (Н).

49. Способ по п.48, отличающийся тем, что подающее действие уплотнительных шайб (80, 80_а) усиливают посредством повышения давления на них и увеличения расстояния между ними.

50. Способ по п.41 или 42, отличающийся тем, что в расположенной перед уплотнительным элементом (70) и содержащей газ камере (90) объем газа при работе собирают в зоне уплотнительного зазора (77) между уплотнительным элементом и валом (10) концентрично вокруг него и сжимают рабочим давлением.