САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2025 года по МПК F16J15/18 

Изобретение относится к сальниковым уплотнениям для валов с фторопластовыми кольцами, работающими в узлах конструкций различного назначения в гидравлических и пневматических системах энергетического машиностроения в диапазоне криогенных температур.

Известны сальниковые уплотнения с фторопластовыми кольцами для герметизации подвижных соединений валов, штоков, шпинделей узлов арматуры клапанов, дросселей (см. книгу под общей редакцией д.т.н., профессора Продана В.Д. «Разъемные соединения с фторопластовыми уплотнениями. Справочник.» - М.: Тривола, 1995, стр. 123, рис. 4.23, 4.24 и 4.25), где на первом рисунке показаны сальниковые узлы уплотнения для запорной арматуры, состоящие из опорного кольца, разделительных колец и промежуточной втулки. На втором рисунке - два исполнения запорной арматуры. На третьем - элементы сальниковой набивки фторопластовые кольца прямоугольного сечения с разрезами и без разрезов.

Преимущество сальниковых уплотнений такого типа - простота конструкции и возможности быстрой замены набивки, а недостаток - уменьшение со временем герметизирующего усилия за счет изнашивания.

Основной недостаток указанных сальниковых уплотнительных устройств - большая негерметичность при криогенных температурах из-за потери упругих свойств уплотнения, особенно по корпусу сальника.

Согласно таблицам (см. стр. 124, рис. 4.31) размеры сальников довольно большие, так толщина фторопластового кольца не менее 4 мм при размерах уплотняемого штока 8 мм, а применение таких сальников в узлах арматуры клапанов является проблематичным.

На Рис. 4.14 (стр. 105) приведена принятая за прототип конструктивная схема уплотнения с сальниковой набивкой, состоящей из уплотнительных колец из фторопласта с треугольным сечением и с опорой на уплотняемый шток, а также промежуточных элементов из металла с зеркальным треугольным сечением. Промежуточные элементы установлены с зазором по уплотняемой поверхности штока и взаимодействуют с поверхностью корпуса и, как указано в сопроводительном описании к рисунку, увеличивают осевую податливость набивки, что способствует большей стабилизации герметизирующей нагрузки сальника по времени работы.

Эта конструкция не обеспечивает уменьшение утечек между поверхностью корпуса и сальниковой набивкой, и которые стабильны в процессе работы, а при применении этой конструкции в диапазоне криогенных температур величина утечек возрастает.

Кроме выше сказанного установка уплотняющего устройства в объект требует дополнительных мер для герметизации уже самого устройства.

Задачей заявляемого изобретения, является, создание сальникового уплотнения, работающего при криогенных температурах и меньших габаритах сальника для использования в космической промышленности.

Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемое сальниковое уплотнение с набивкой из фторопластовых колец более герметично при криогенных температурах не только по штоку, но и по корпусу. Предлагаемое сальниковое уплотнение состоит из уплотнительных колец из фторопласта с прямоугольным сечением плотно установленными (с натягом) по внутреннему диаметру на уплотняемый шток и по наружному диаметру на поверхность корпуса, а между фторопластовыми кольцами установлены промежуточные элементы - пружинные кольца, которые выполнены из проволоки круглого сечения. Пружинные кольца не касаются штока и сжаты стенкой корпуса до минимальной величины разреза. Кроме этого предварительным усилием нажимного фланца пружинные кольца частично вдавлены в боковые поверхности фторопластовых колец, изменяя их сечение перетеканием фторопласта к штоку и корпусу, что повышает герметизирующее давление их на корпус и шток. В результате вдавливания пружинных колец с изменением формы сечения фторопластовых колец, сальниковое уплотнение более герметично при криогенных температурах из-за уменьшения утечек по поверхности корпуса.

Сальниковое уплотнение при помощи этого изобретения работоспособно с толщиной фторопластового кольца не менее 1,2 мм при размерах уплотняемого штока диаметром 8 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На Фиг. представлен общий вид сальникового уплотнения.

Сальниковое уплотнение состоит из корпуса 1, штока 2, нажимного фланца 3, набивки - фторопластовых колец 4, чередующихся с пружинными кольцами 5, изготовленных из проволоки круглого сечения. Кольца пружинные 5 частично вдавлены в боковые поверхности фторопластовых колец 4 при помощи нажимного фланца 3.

При криогенных температурах сальниковое уплотнение поджимается к корпусу и штоку в основном от усилия, возникающего от перепада рабочего давления на сальнике, увеличивая глубину вдавливания пружинных колец во фторопластовые кольца, улучшая герметичность сальникового уплотнения.

Изобретение относится к сальниковым уплотнениям для валов с фторопластовыми кольцами, работающими в узлах конструкций различного назначения, в гидравлических и пневматических системах энергетического машиностроения в диапазоне криогенных температур. Сальниковое уплотнение установлено в корпусе на уплотняемом штоке и состоит из набивки в виде чередующихся уплотнительных фторопластовых колец и промежуточных пружинных колец из проволоки круглого сечения, установленных с поджатием в корпус. Сальник сжимается предварительным осевым усилием при помощи фланца нажимного до частичного вдавливания пружинных колец в боковые поверхности фторопластовых колец, в результате чего цилиндрические поверхности уплотнительных фторопластовых колец поджаты к корпусу и к штоку. Изобретение позволяет получать нужную степень герметичности уплотнительного устройства при работе в зоне криогенных температур. 1 ил.

Сальниковое уплотнение, установленное в корпус на уплотняемом штоке, содержащее нажимной фланец и сальниковую набивку из чередующихся уплотнительных фторопластовых колец и не взаимодействующих со штоком промежуточных элементов, отличающееся тем, что промежуточные элементы выполнены пружинными кольцами из проволоки круглого сечения, поджаты цилиндрической поверхностью корпуса и частично вдавлены в боковые поверхности фторопластовых колец.