Стояночное уплотнение манжетного типа Советский патент 1988 года по МПК F16J15/32 

ее t;D со

;о vj

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнениям вращающихся валов, и позволяет снизить уровень утечек. На поверхности губки манжеты, обращенной к внутренней поверхности ограничительного кольца, выполнены выступы в два и более рядов, увеличивающиеся по высоте по мере перехода от основания губки манжеты к ее торцу. Деформация этих выступов при раскрытии манжеты вызывает накопление сил упругости и позволяет значительно сократить по времени обратный процесс деформации губки манжеты в направлении оси ва- - ла и, тем самым, значительно уменьшить утечки. 5 3. п. ф-лы, 1 ил.

N)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям Еращающихся валов, и является усовер- ценствованием изобретения по авт. св. № 806963.

Цель изобретения - снижение уровня утечек,рабочей среды за счет ускорения процесса закрытия манжеты З пругими силами, возникающими при деформации выступов.

На чертеже предстагшено. стояночное уплотнение, продольньй разрез.

Манжета 1 установлена во втулке 2 1 месте с опорным элементом 3 и закреплена стопорным пр тжинным кольцом 4. Втулка 2 скреплена с валом 5 и 1 ерметизирована относительно него, например, с помощью уплотнения 6. Эластичная губка 7 манжеты, име ющая абочую кромку 8. пршкимается под действием браслетной пружины 9 к .. 1сольцевому выступу 10 корпуса 11 гидравлического агрегата и обеспечи- ;зает. при . отсутствии вращения вала .) (на стоянке) надежное перекрытие зазора между корпусом 11 и валом 5, предотвращая утечку рабочей среды из шлотняемой полости 12.

10

13939702

Высота выступов 18 переменна по величине и увеличивается по мере перехода от основания 20 губки 7 манжеты 1 к ее торцовой поверхности 21.

Ограничителем радиальной деформации участка 22 губки 7 манжеты 1 в зоне кольцевой прорези 14 является кольцевой выступ 16 опорного элемента 3.

На валу 5 установлено динамическое уплотнение, например, в виде винтового насоса или импеллера с лопатками 23,- которое может быть выполнено как совместно с втулкой 2, так и раздельно.

Стояночное уплотнение работает следующим образом.

При неподвижном вале 5 гидравлического агрегата утечка рабочей среды, находящейся под давлением в уплотняемой полости 12, предотвращается с помощью манжеты 1, губка 7 которой под действием пружины 9 и давления рабочей среды контактирует рабочей кромкой 8 с кольцевым выступом 10 корпуса 11 гидравлического агрегата. При этом аксиальное перемещение губки 7 и пружины 9 под действй15

20

25

В губке 7 -манжеты выполнена коль-30 давления рабочей среды ограничицевая полость 13, раскрытая с помощью кольцевой прорези 14 в сторону, про(гивоположную уплотняемой полости 12. Лружина 9 установлена в кольцевой полости 13, а внутри пружины размещены дополнительные грузы 15. I .На опорном элементе 3 выполнен Обращенный к манжете кольцевой выс- туп 1б. С манжетой 1 скреплен ограничитель радиальной деформации губки 7 манжеты, выполненный в виде кольца 17. внутренняя поверхность которого примыкает к выступам 18, расположен- :ным на поверхности 19 губки 7 манжеты.

Выступы 18 могут быть выполнены в виде замкнутых колец, могут быть дискретными и располагаться на поверхности 19 губки 7 в два и более рядов под углом к оси вращения по винтовой линии.

Направление наклона выступов 18 к оси вращения, направление винтовой линии, по которой располагаются выс

тупы 18, выбираются исходя из направления вращения для создания гидро-, динамического эффекта, позволяющего ускорить процесс закрытия манжеты и, тем самым, снизить величину утечки.

0

5

0

5

вается кольцевым выступом 16 опорного элемента 3. Этим же выступом 16 ограничивается радиальное перемещение губки .7 под действием давления рабочей среды в уплотняемой полости 12.

При вращении вала 5 вместе со связанными с ним втулкой 2, гермети- -зированной относительно вала 5 уплот- ,нением 6, опорным элементом 3, манжетой 1 с губкой 7, пружи.ной 9, размещенной в кольцевой полости 13 с дополнительными грузами 15, ограничительным кольцом 17, пружинным кольцом 4 и импеллером с лопатками 23 возникают центробежные силы от массы губки 7 манжеты 1, пружины 9 и грузов 15, воздействующие на эластичную губку 7 манжеты и деформирующие ее в радиальном направлении. Одновременно в радиальном направлении деформируются выступы 18, выполненные в виде либо замкнутых, либо дискретных колец, расположенных на поверхности 19 губки 7 манжеты 1 в два или более рядов и примыкающих к внутренней поверхности кольца 17.

При этом вследствие расположения выступов 18 под углом к оси вращения по винтовой линии создается гидродинамический эффект их действия, а. выполнением выступов с высотой, увеличивающейся от основания 20 губки к ее торцу, обеспечивается равномер- ность включения их в работу.

При дальнейшем радиальном перемещении губки 7 манжеты 1 участок 22 соприкасается с кольцевым выступом 16 опорного элемента 3, расположенным в кольцевой прорези 14, манжета 1 раскрьтается, т.е. нарушается контакт рабочей кромки 8 губки манжеты с кольцевым выступом.. 10 корпуса 11 гидравлического агрегата и предотвращается изнашивание рабочей кромки

8при номинальных оборотах вала, а необходимая герметичность обеспечивается динамическим уплотнением (импеллером с лопатками 23).

При снижении оборотов вала в процессе останова гидравлического агрегата центробежные силы уменьшаются и пружина, воздействуя на губку 7 манжеты, обеспечивает ее радиальную деформацию в направлении оси вала и, в итоге, контактирование рабочей кромки 8 губки 7 манжеты с кольцевым выступом 10 корпуса 11. Этому же содействуют выступы 18 на поверхности 19 губки 7 манжеты 1, Наличие на поверхности 19 губки 7 манжеты выступов 18, непосредственно примыкающих без зазора или с минимально возможным зазором к ответной внутренней, поверхности ограничительного кольца 17, и накопление сил упругости в результате деформации этих выступов при раскрытии манжеты позволяют значительно сократить по времени обратный процесс деформации губки 7 манжеты в направлении оси в ала и, тем самым, значительно уменьшить утечки.

Повьшгающееся в полости перед- ман- 1жетой 1 при снижении эффективности работы динамического уплотнения давление рабочей среды также способствует закрытию манжеты.

В процессе работы стояночного уплотнения пружина 9 защищена губкой 7 от воздействия рабочей среды, что позволяет избежать коррозии пружины

9и снижения ее упругих характеристик .

Наличие грузов 15 и пружины 9 в кольцевой полости 13 губки 7 манжеты позволяет существенно увеличить массу деформирующихся при вращении элементов конструкции и обеспечивает эффективное и надежное раскрытие манжеты при невысоких оборотах вала, что приводит к уменьшению износа рабочей кромки 8 губки 7 и увеличивает долговечность уплотнения в целом, а наличие выступов 18 на поверхности

O 19 губки 7 манжеты, деформирующихся под действием центробежных сил при раскрытии манжеть при их взаимодействии с ответной поверхностью ограничительного кольца 17, позволяет

5 за счет упругих сил, возникающих при деформации выступов, существенно ускорить процесс закрытия манжеты 1 и, тем самым, значительно уменьшить величину утечки уплотняемой рабочей

0 среды при снижении оборотов вала гидравлического агрегата.

Формула изобретения

личающееся тем, что, с целью снижения уровня утечек- рабочей среды, губка манжеты выполнена с деформируемыми и поджимающими ее в радиальном направлении выступами, расположенными на поверхности, сопрягаемой с поверхностью ограничительного кольца.

0

5

0

5

0