Стояночное уплотнение манжетного типа Советский патент 1987 года по МПК F16J15/32 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к уплотнениям вращающихся валов, и является усо- вершенствованием устройства по авт.св. № 806963.

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения при знакопеременном нагружении перепадом давления.

На фиг.1 изображено, стояночное уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Манжета 1 установлена во втулке 2 и вместе с сопряженным с ее корпусом опорным элементом 3 и ограничителем А радиальной деформации закреплена пружинным кольцом 5, ограничивающим осевые размеры посадочного гнезда под манжету 1 во втулке 2 со стороны уплотняемой полости 6.

Втулка 2 скреплена с валом 7 и герметизирована относительно него, например, с помощью уплотнения 8. Эластичная губка 9 манжеты 1 с рабочей кромкой 10 поджимается браслетно пружиной 11 к кольцевому выступу 12 корпуса 13 гидравлического агрегата обеспечивает при отсутствии вращения вала 7 надежное перекрытие зазоров между валом 7 и корпусом 13, предотвращая утечки рабочей среды из уплотняемой полости 6 в дренажную полость 14.

В губке 9 манжеты 1 выполнена кольцевая полость.15, раскрытая в сторону, противоположную уплотнямой полости 6.

13

В полости 15 установлена браслетная пружина 11. На опорном элементе 3 выполнен обращенный к манжете 1 кольцевой выступ 16, расположенный в полости 15 и ограничивающий аксиальное перемещение губки 9 и пружины 11 под действием давления в полости 6.

Ограничитель 4 радиальной деформации губки 9 манжеты 1 выполнен с охв атьгоающим губку 9 манжеты 1 выступом 17, образующим с губкой 9 зазор 18, величина которого, с одной стороны, задается из условия обеспечения надежного открытия манжеты в динамическом режиме работы агрегата, а с другой - из условия предотвращения выворачивания губки 9 манжеты 1 под действием знакопеременного перепада давления между уплотняемой полостью 6 и дренажной полостью 14.

и 15

054832

В теле ограничителя 4 имеются каналы, соединяющие зазор 18 между обращенными друг к другу поверхностями ограничителя 4 и губки 9 манжеты 5 1 с уплотняемой полостью 6.

Каналы выполнены в виде соединенных между собой непосредственно или через технологические впадины 19 манжеты 1 радиальных 20 и осевых 21 10 отверстий и кольцевых проточек 22.

Поверхность 23 выступа 17, обращенная к манжете, выполнена эквидистантной поверхности 24 губки 9, что обеспечивает равномерность деформации различных участков последней.

Кроме того, ограничитель 4 радиальной деформации губки 9 манжеты 1 выполнен с периферийным буртом 25, который своей установочной цилиндрической поверхностью 26 сопряжен с ответной посадочной поверхностью 27 гнезда под манжету 1 во втулке 2, а установочными поверхностями 28 и 29 - соответственно с ограничивающей осевые размеры посадочного гнезда под манжету 1 во втулке 2 поверхностью 30 пружинного кольца 5 и поверхностью примыкающего к корпусу манжеты 1 ре- 30 гулировочного кольца 31.

Такая посадка ограничителя 4 радиальной деформации губки манжеты обеспечивает повьшенную точность задания зазора 18 между поверхностями 35 губки 9 и ограничителя 4 и его равномерность по периметру губки 9 манжеты 1 при монтаже, а также стабильность зазора 18 в процессе эксплуат:а- ции, когда эластичный материал манже- 40 ты 1 подвергается деформациям под действием давления, вакуума, темпе- ратур, релаксационных процессов, старения и других причин.

20

25

С валом 7 жестко связано динамическое уплотнение, выполненное, например, в виде импеллера с лопатками 32.

Стояночное уплотнение работает следующим образом.

При неподвижном вале 7 в процессе вакуумирования уплотняемой полости 6 гидроагрегата губка 9 манжеты 1, установленной во втулке 2, нагружается усилием от перепада давления, равного

МПа (1 кгс/см), и, растягиваясь в пределах зазоров, поджимается поверхностью 24 к поверхности 23 выступа 17 ограничителя 4. Так как последний своим периферийным буртом 25 с

установочной поверхностью 26 сопряже с ответной посадочной поверхностью 27 гнезда под манжету 1 во втулке 2, а установочными поверхностями 28 и 29 - соответственно, с ограничиваю- щей осевые размеры посадочного гнезда под манжету 1 во втулке 2 поверхностью 30 пружинного кольца 5 и по- верхностью примыкающего к корпусу манжеты 1 регулировочного кольца 31, то.предотвращается чрезмерная деформация и выворачивание губки 9 манжеты 1: Браслетная пружина 11 остается в кольцевой полости 15, поджимая {рабочую кромку 10 к ответной поверх- ности выступа 12 корпуса 13 гидроагрегата.

При подаче давления в уплотняемую полость 6 утечка рабочей среды предовращается с помощью манжеты 1, губка 9 которой под действием пружины 11 и давления уплотняемой среды дополнительно поджимается своей рабочей кромкой 10, установленной с предварительным натягом, к цилиндрической поверхности кольцевого выступа 12 корпуса 13. При этом аксиальное и радиальное перемещения губки 9 и пружины 11 под действием усилия от дав

40

ления уплотняемой среды ограничивает-30 дренажной полости 14 и, растягиваясь ся торцем и наружной поверхностью кольцевого выступа 16 опорного элемента 3.

При вращении вала 7 и вместе с ним импеллера с лопатками 32 и втулки 2 с закрепленными в ней канжетой 1 с пружиной 11, опорным элементом 3, ограничителем 4 и пружинным кольцом 5 снижается давление в уплотняемой полости 6 и под действием центробежных сил от массы губки 9 и пружины J1, губка 9 манжеты 1 деформируется в радиальном направлении до соприкосновения с ограничителем 4 и выступом 16 опорного элемента 3. Рабочая кромка 10 губки 9 манжеты 1 образует зазор с ответной поверхностью выступа 12 корпуса 13 гидроагрегата. Вследствие этого предот- вращ ается изнашивание рабочей кромки 10 при номинальных оборотах вала 7. Необходимая герметичность при этом обеспечивается работой импеллера с лопатками 32,

в пределах зазора 18, поджимается своей поверхностью 24 в поверхность 23 выступа 17 ограничителя 4.

Это предотвращает ее чрезмерную 35 деформацию и выворачивание губки 9,. в.результате чего браслетная пру..1на 11 остается в кольцевой полости 15, поджимая рабочую кромку 10 к ответной поверхности выступа 12 корпуса гидроагрегата, чем обеспечивается необходимая герметичность уплотнения и его дальнейшая безаварийная работа при многоцикловом режиме работы гидроагрегата.

45

50

Формула изобретения

1. Стояночное уплотнение манжетного типа по авт. св. 806963, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения при знакопеременном нагружении перепадом давления, ограничитель радиальной деформации губки манжеты, установленный со стороны уплотняемой полости и связанный с корпусом манжеты, выполнен с выступом, охватывающим губку манжеты и образующим между

При снижении оборота вала 7 в процессе останова агрегата центробежные силы уменьшаются, и упругие силы от деформации губки 9 и взаимодействующей с ней пружины 11 обеспечивают ее радиальную деформацию в направлении оси вала 7 и возобновление контакта рабочей кромки 10 с выступом 12. Этому же способствует давление уплотняемой среды, повышающееся в полости 6 вследствие снижения эффективности работы импеллера с лопатками 32, которое через отверстия 21, впадины 19, кольцевые проточки

22 и отверстия 20 проникает из уплотняемой полости 6 в зазор 18 между губкой 9 и ограничителем 4, предотвращая скрепление губки 9 с ограничителем 4 вследствие образования ваку-. умированных зон между ними в процессе контактирования (эффект присоски), что обеспечивает нормальное закрытие манжеты и функционирование стояночного уплотнения.

При продувке дренажной полости 14 газом под давлением, превышакяцим атмосферное, после динамического режима работы, когда давление в уплотняе- мой полости 6 близко к атмосферному, на манжету 1 воздействует перепад давлений.

Губка 9 манжеты 1 нагружается усилием от перепада давлений со стороны

дренажной полости 14 и, растягиваясь

в пределах зазора 18, поджимается своей поверхностью 24 в поверхность 23 выступа 17 ограничителя 4.

Это предотвращает ее чрезмерную деформацию и выворачивание губки 9,. в.результате чего браслетная пру..1на 11 остается в кольцевой полости 15, поджимая рабочую кромку 10 к ответной поверхности выступа 12 корпуса гидроагрегата, чем обеспечивается необходимая герметичность уплотнения и его дальнейшая безаварийная работа при многоцикловом режиме работы гидроагрегата.

Формула изобретения

1. Стояночное уплотнение манжетного типа по авт. св. 806963, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения при знакопеременном нагружении перепадом давления, ограничитель радиальной деформации губки манжеты, установленный со стороны уплотняемой полости и связанный с корпусом манжеты, выполнен с выступом, охватывающим губку манжеты и образующим между

обращенными друг к другу поверхностями ограничителя и губки зазор, соединенный каналами с уплотняемой полостью.

2,Уплотнение по п. 1, о т л и- чающееся тем, что обращенная к губке манжеты поверхность выступа выполнена эквидистантной поверхности губки манжеты.

3.Уплотнение по пп. 1 и 2, о т- личающееся тем, что ограничитель радиальной деформации выполit п

54836

нен с периферийным буртом, имеющим радиальную и осевые установочные поверхности, сопрягаемые с ответными поверхностями посадочного гнезда под , манжету.

4. Уплотнение по пп. 1-3, о т л и- чающееся тем, что каналы выполнены в ограничителе радиальной деформации губки манжеты в виде сообщающихся между собой радиальных и осевых отверстий и кольцевых проточек,

4W.1

А-А

J9

21

Фиг.2

Изобретение относится к области машиностроения и позволяет обеспечить работоспособность манжеты при знакопеременном нагружении перепадом давления вследствие применения установленного со стороны уплотняемой полости и связанного с корпусом манжеты ограничителя усовершенствованной конструкции. Выступ этого ограничителя охватывает губку манжеты с образованием зазора между обращенными друг к другу поверхностями ограничителя и губки. Одновременно зазор соединен каналами с уплотняемой полостью. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л со о ел ; 00 со N)