Сальниковое уплотнение вала Советский патент 1987 года по МПК F16J15/16 

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, может быть исполь- .зованов гидроагрегатах, компрессорах и насосах и является усовершенствованием упло гнения по авт. св. № 1257342

Цель изобретения - повьпиение надежности уплотнения за счет выравнивания эпюры контактных давлений по длине сальниковой набивки и уменьшения неравномерности ее износа.

На фиг.1 показано предлагаемое уплотнение (продольный разрез) и качественная эпюра радиальных давлений;

на фиг.2.- вариант исполнения козырь- 15 радиальное перемещение всего функциока; на фиг.З - вариант уплотнения с проставочным кольцом.

Уплотнение состоит из вала 1, нажимной втулки 2, сальниковой набивки, состоящей, из сальниковых колец 3-6, которая поджимается нажимной втулкой 2 и находится в зафиксированной от проворота штифтом 7 сальниковой коробке 8, расположенной в корпусе 9 и образующей с ним .радиаль- ную кольцевую камеру 10. Вторичные уплотнения в виде нажимных колец 11 и 12 контактируют торцовыми поясками 13..с поверхностями 14 и 15 соответственно корпуса 9 и нажимной втулки 2, нажимные кольца 11 и 12 снабжены козырьками 16, расположенными со стороны сальниковой набивки и охватывающими ее близлежащие сальниковые кольца 3 и 6.

Поверхность 17 козырьков 16 выполнена конической с увеличением радиуса к краю козырька, который имеет острую кромку 18, полученную путем скругления поверхности 17 .

Возможен вариант уплотнения с установкой проставочного кольца 19, также снабженного козырьками 16.

Перепад давления между полостями 20 и 21 дросселируется по длине сальниковой набивки.

Сальниковое уплотнение работает следующим образом.

После поджатия пакета садьниковой

набивки путем осевого смещения нажим- 50 экспоненциальным законом с тенденциной втулки 2 она, плотно радиально охватывая вращающийся вал 1, препятствует перетоку уплотняемой среды из полости 20 в полость 21. При осевом сжатии пакета сальниковой набивки также аксиально поджимаются и нажимные кольца 11 и 12, которые своими торцовыми поясками 13 контактируют с ответными поверхностями соот

ветственно корпуса 9 и нажимной втулки 2, препятствуя утечке уплотняемой среды из полости 20.-При вращении вал 1 своей цилиндрической рабочей Поверхностью, практически имеющей несоосности, механически воздействует на кольца 3-6 с.альниковой набивки. Воспринятые сальниковой набивкой механически радиальные усилия передаются сальниковой коробке 8 и далее нажимным кольцам 11 и 12, кото-- рые торцовыми поясками 13 скользят по поверхностям 14 и 15.. обеспечивая

0

0

нального пакета, т.е. сальниковой набивки, сальниковой коробки 8 и нажимных колец 11 и 12. Таким образом, происходит отслеживание радиальных перемещений вращающегося вала 1 сальниковыми кольцами 3-6, ,что защищает их от циклического механического воздействия, в результате чего снижается износ, и (лeдoвaтeльнo, повы- 5 щается надежность уплотнения.

Благодаря наличию козырьков 16 на нажимных кольцах 11 и 12 и осевой подвижности сальниковой коробки 8 образуется своеобразное распределение радиальных напряжений по длине паке-, та набивки, обеспечивающее ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по длине пакета набивки. Для удобства описания формирования качественной эпюры радиальных напряжений под набивкой рассматривают механизм ее образования для каждого сальникового кольца отдельно.

При осевом-смещении нажимное кольцо 12, упираясь в близлежащее сальниковое кольцо 6, надвигает его на соседнее сальниковое кольцо 5, при этом сальниковое кольцо 6 сжимается сальниковым кольцом 5. В процессе смещения на сальниковое кольцо 6 действуют силы трения о вал и о поверхность 17 козырька 16. В резуль тате распределение радиальных напряжений в сальниковому кольце 6 описывается

5

0

5

ей убывания в сторону нажимного кольца 12. При дальнейшем осевом смещении последнее перемещается совместно с сальниковым кольцом 6 и сжимает со- седнее сальниковое кольцо 5. При этом из-за отсутствия силы трения между сальниковой коробкой 8 и сальниковым кольцом 6 форма распределения радиальных напряжений в нем не изменяет

ся. А в соседнем сальниковом кольце 5 из-за сил трения его.по валу 1 и сальниковой коробке 8 радиальные напряжения распределяются по тому же закону, только уменьшение их направлено в сторону сальникового кольца 4, Таким образом, пик эпюры радиальных напряжений сальниковых колец 5 и 6 располагается в месте их контакта по смежной плоскости.

При дальнейшем осевом смещении нажимной втулки 2 за счет преобладающей силы трения между сальниковым

кольцом 5 и сальниковой коробкой 8 последняя, увлекаясь сальниковым кольцом 5, надвигается на сальниковое кольцо 4 и сжимает его. Сальниковое кольцо 4, аксиально перемещаясь вместе с сальниковой коробкой 8, в свою очередь сжимает сальниковое кольцо 3. Механизм образования радиальных напряжений в сальниковых кольцах 3 и 4 тот же, что и для сальниковых колец 5 и 6, а форма распределения радиальных напряжений в сальниковых кольцах 3 и 4 представляет собой зеркальное отображение формы распределения радиальных напряжений в сальниковых кольцах 5 и 6. Кроме того, из- за наличия сил трения по длине сальниковой набивки о вал 1, сальниковую коробку 8 и поверхность 17 козырьков 16 пик эпюры радиальных напряжений

для сальниковых колец 3 и 4 меньше, чем для сальниковых колец 5 и 6. Таким образом, неравномерность эпюры радиальных напряжений в набивке уплотнения перераспределяется по ее длине и имеет два четко выраженных - пика, на которых ступенчато дросселируется давление уплотняемой среды. Ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по длин.е сальниковой набивки обеспечивает снижение температуры трения сальниковых колец

0

5

3 - 6 о вал 1 на пиках напряжений, что повьшает надежность и долговечность работы узла.

Выполняя поверхность 17 козырька 16 конической и варьируя углом конусности, можно подобрать нужную форму изменения эпюры радиальных напряжений (фиг.2). Увеличение конусности поверхности 17 козырька 16 нажимного кольца 11 обеспечивает большее обжатие сальникового кольца 3 у основания козырька 16, что позволяет отсекать абразив (при его наличии в уплотняемой среде) от зоны трения.

Сййьниковое уплотнение, содержащее проставочное кольцо 19 с козырьком 16, работает аналогично указанному. Сжатие каждого из сальниковых колец, расположенных по обе стороны от проставочного кольца 19, осуществляется также, как и в уплотнении (фиг.1).

Наличие острой кромки и скругле- 5 ние конической поверхности козырька обеспечивает при поджатии вход сальниковой набивки под козырек и исключает защемление ее между козырьком и сальниковой коробкой, что повьш1ает надежность и долговечность уплотнения.

Формула изобретения

0

0

Сальниковое уплотнение вала по авт.св. № 1257342, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, на нажимных кольцах выполнены кольцевые козырьки, расположенные со стороны контакта с сальниковой набивкой и охватьшающие ее близлежащие кольца, причем внутренняя поверхность козырька, контактирующая с сальниковой набивкой, выпол- нена конической с увеличением радиу- са поверхности к краю козырька.

Фиг. 2

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, а именно для уплотнения вращающихся валов машин, аппаратов. Цель изобретения - повышение наделшости и долговечности уплотнения. При осевом сжатии пакета сальниковой набивки поджимаются кольца 11 и 12 и своими торцовыми поясками 13 контактируют с ответными- поверхностями корпуса и нажимной втулки 2, препятствуя протечке жидкости из полости 20. Воспринятые сальниковой набивкой механические радиальные усилия передаются сальниковой коробке 8 и далее нажимным кольцам 11 и 12, которые своими поясками 13 скользят по плоским торцовым поверхностям 14, 15. Таким образом, .происходит отслеживание радиальных перемещений вращающегося вала 1 сальниковой набивкой, что защищает ее от циклического механического воздействия. Благодаря наличию козырьков 16 на нажимных кольцах происходит своеобразное распределение радиальных напряжений по длине пакета сальниковой набивки, что обеспечив ает ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по его длине. 3 ил. Ш (Л 00 со ISD 14)

Редактор И.Горная

Состайитель В.Красильников Техред М.Ходанич

Заказ 3787/33Тираж 811Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

Корректор Л.Патай