Уплотнение вала сальникового типа Советский патент 1986 года по МПК F16J15/16 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов машин и аппаратов.

Цель изобретения - повышение надеж- ности и долговечности путем обеспечения защиты уплотнительного узла от радиальных колебаний и воздействия посторонних абразивных частиц.

На фиг. 1 представлено предлагаемое уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 О и 3 - варианты выполнения уплотнения.

Уплотнение вала 1 содержит установленное в расточку корпуса 2 нажимное устройство 3 с механизмом 4 поджатия. В корпус 2

сальниковой набивки 8 и сальниковой коробкой 6. При дальнейшем смещении нажимного устройства 3 и, соответственно, нажимного кольца 10 за счет силы трения между валом 1 и правой частью сальниковой набивки 8 последняя будет продолжать сжиматься, а за счет силы трения между правой частью сальниковой набивки 8 и сальниковой коробкой 6 возникнет осевое движение последней влево вместе со сжимающейся сальниковой набивкой 8. Надвигаясь на прижимаемое торцовым пояском 11 к торцовой поверхности 13 корпуса 2 нажимное кольцо 9, сальниковая коробка 6 обусловливает сжатие им близлежащей левой части

образуя радиальную кольцевую камеру 5, сальниковой набивки (со стороны полости помещена сальниковая коробка 6, зафиксированная от проворота стопором 7. Сальниковая коробка 6 выполнена в виде гильзы, охватывающей выступающие за ее торцы, размещенные с обеих сторон сальниковой набивки 8 и имеющие возможность осевого перемещения нажимные кольца 9 и 10 с торцовыми поясками 11 и 12. Нажимные кольца 9 и 10 образуют с поверхностями 13 и 14 соответственно корпуса 2 и нажимного устройства 3 радиально подвижные уплот- 5 нительные контактные пары.

Возможен вариант, когда на нажимных кольцах 9 и 10 выполнены центрирующие пояски, сопряженные с валом гарантированными зазорами 15 и 16.

17), которая, деформируясь, прижимается к валу 1 и сальниковой коробке 6. Возникающая при этом сила трения между левой частью уплотнителя 8 и сальниковой коробкой 6 затормаживает осевое движение пос- 20 ледней. Если шероховатости внутренней поверхности сальниковой коробки 6 и поверхности вала 1 одинаковы, то и далее правая часть сальниковой набивки 8 будет сжиматься за счет трения о вал 1, а левая - за счет осевого движения влево сальниковой коробки 6. Этим обеспечивается выравнивание эпюры контактных давлений по длине сальниковой набивки 8 с точностью до начального усилия поджатия, вызвавшего движение сальниковой коробки 6. Однако, как

Возможен также вариант, когда на тор- зо правило, шероховатость рабочей поверхцовом пояске 11 нажимного кольца 9, расположенного со стороны уплотняемой полости 17, выполнены пазы 18, соединяющие радиальную кольцевую камеру 5 с уплотняемой полостью 17.

ности вала 1 меньше, чем внутренней поверхности сальниковой коробки 6. В этом случае левая часть сальниковой набивки 8 будет сжиматься быстрее, чем правая до тех пор, пока сила трения между левой ее чаКроме того, на внутренней поверхности 35 стью и сальниковой коробкой 6 сравняется

нажимного кольца 9 выполнены кольцевые проточки 19, сообщенные с радиальной кольцевой камерой 5 отверстиями 20, а в нажимном устройстве 3 выполнено отверстие 21, соединяющее радиальную кольцевую камеру 5 с системой 22 промывки.

Уплотнение работает следующим образом.

Предположим, что сила трения между левым нажимным кольцом 9 и сальниковой коробкой 6 равна силе трения между последней и правым нажимным кольцом 10. Малое смещение посредством нажимного механизма 4, нажимного устройства 3 ведет к такому же перемещению контактирующе40

с силой трения между последней и правой частью сальниковой набивки 8, при этом осевое движение влево сальниковой коробки 6 прекратится. Дальнейшее смещение нажимного устройства 3 вызовет повторение указанного процесса сжатия, в результате чего обеспечивается саморегулируемое выравнивание усилия прижатия сальниковой набивки к валу 1 по длине уплотнения с точностью до разницы между силой трения ле- 45 вого нажимного кольца 9 о сальниковую коробку 6 и силой трения о нее правого нажимного кольца 10. Вращающийся вал 1 воздействует своей рабочей поверхностью, имеющей технологические насоосности, на сальниковую набивку 8, передающую раго с ее торцовой поверхностью 14 торцовым диальные усилия на сальниковую коробку 6. пояском 12 нажимного кольца 10, которое деформирует близлежащую правую часть сальниковой набивки 8 (противоположную полости 17), прижимающейся при этом к валу 1 и сальниковой коробке 6. Возникают силы трения, с одной стороны, между валом 1 и правой частью сальниковой набивки 8, а с другой - между правой частью

Усилие со стороны сальниковой коробки 6 воспринимается нажимными кольцами 9 и 10, что вызывает их радиальное перемещение по торцовым контактным поверх- 55 ностям 13 и 14. Таким образом происходит отслеживание сальниковой коробкой 6 радиальных биений вращающегося вала 1, что обеспечивает защиту сальниковой набивки 8

сальниковой набивки 8 и сальниковой коробкой 6. При дальнейшем смещении нажимного устройства 3 и, соответственно, нажимного кольца 10 за счет силы трения между валом 1 и правой частью сальниковой набивки 8 последняя будет продолжать сжиматься, а за счет силы трения между правой частью сальниковой набивки 8 и сальниковой коробкой 6 возникнет осевое движение последней влево вместе со сжимающейся сальниковой набивкой 8. Надвигаясь на прижимаемое торцовым пояском 11 к торцовой поверхности 13 корпуса 2 нажимное кольцо 9, сальниковая коробка 6 обусловливает сжатие им близлежащей левой части

сальниковой набивки (со стороны полости

17), которая, деформируясь, прижимается к валу 1 и сальниковой коробке 6. Возникающая при этом сила трения между левой частью уплотнителя 8 и сальниковой коробкой 6 затормаживает осевое движение пос- ледней. Если шероховатости внутренней поверхности сальниковой коробки 6 и поверхности вала 1 одинаковы, то и далее правая часть сальниковой набивки 8 будет сжиматься за счет трения о вал 1, а левая - за счет осевого движения влево сальниковой коробки 6. Этим обеспечивается выравнивание эпюры контактных давлений по длине сальниковой набивки 8 с точностью до начального усилия поджатия, вызвавшего движение сальниковой коробки 6. Однако, как

ности вала 1 меньше, чем внутренней поверхности сальниковой коробки 6. В этом случае левая часть сальниковой набивки 8 будет сжиматься быстрее, чем правая до тех пор, пока сила трения между левой ее ча

с силой трения между последней и правой частью сальниковой набивки 8, при этом осевое движение влево сальниковой коробки 6 прекратится. Дальнейшее смещение нажимного устройства 3 вызовет повторение указанного процесса сжатия, в результате чего обеспечивается саморегулируемое выравнивание усилия прижатия сальниковой набивки к валу 1 по длине уплотнения с точностью до разницы между силой трения ле- вого нажимного кольца 9 о сальниковую коробку 6 и силой трения о нее правого нажимного кольца 10. Вращающийся вал 1 воздействует своей рабочей поверхностью, имеющей технологические насоосности, на сальниковую набивку 8, передающую радиальные усилия на сальниковую коробку 6.

диальные усилия на сальниковую коробку 6.

Усилие со стороны сальниковой коробки 6 воспринимается нажимными кольцами 9 и 10, что вызывает их радиальное перемещение по торцовым контактным поверх- 55 ностям 13 и 14. Таким образом происходит отслеживание сальниковой коробкой 6 радиальных биений вращающегося вала 1, что обеспечивает защиту сальниковой набивки 8

от циклического механического сжатия, снижая его износ и повышая герметичность и надежность узла.

Если нажимные кольца 9 и 10 сопряжены с валом 1 поясками с центрирующими посадками с гарантированными зазорами 15 и 16, то радиальные перемещения вала 1 воспринимаются непосредственно посадочными поверхностями нажимных колец 9 и 10, что усиливает защиту. Кроме того, зазор 15 под нажимным кольцом 9 препятствует проникновению абразивных частиц в зону трения уплотнителя по валу 1, что способствует защите узла от износа.

Наличие радиальных пазов 18 в торцовом пояске 11 нажимного кольца 9 обеспечивает охлаждение узла уплотняемой средой, заполняющей радиальную кольце

57342

4

вую камеру 5. Интенсивный теплоотвод от уплотнителя 8 улучшает режим его работы и повышает надежность и долговечность уплотнения.

В случае, когда на внутренней поверхности нажимного кольца 9 выполнена кольцевая проточка, сообщенная с радиальной кольцевой камерой отверстиями, а в-нажим- ном устройстве выполнено отверстие 21, соединяющее радиальную кольцевую каме10 ру 5 с системой промывки 22, можно периодически, сообщая кольцевую проточку 17 через кольцевую камеру 5 с атмосферой в процессе работы уплотнения, осуществлять удаление абразивных частиц от зоны трения

.; уплотнения вместе с уплотняемой средой, что уменьшает износ узла, а значит повышает его надежность и долговечность.

tpus.Z

ч X ч N NlHaapix ILX X X

ул vMm. -п

I | У;// -Р- -г;-Гжн .... 7

22

Редактор М. Дылын Заказ 4899/32

Составитель В. Красильников Техред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4