Сальниковое уплотнение вала Советский патент 1988 года по МПК F16J15/16 

Од

со

CAS

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано в .гидроагрегатах, компрессорах и насосах. Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения. Сальниковое уплотнение вала 1 содержит корпус 2, нажимное устройство (НУ) 3, сальниковую коробку (СК) 4. Ну 3 охватывает СК 4 с радиальным зазором 5. СК 4 снабжена наружным кольцевым буртом 7, в расточке которого помещено упругое уплот- нительное кольцо 8, образующее с ответной поверхностью 9 НУ 3 подвижную контактную пару, В СК 4 помещены сальниковая набивка 10 и пообеее стороны нажимные кольца (НК) 11 и 12, НК 1i, расположенное со стороны камеры 6 уплотняемого давления, снабжено упругими элементами 13, равномерно распределенными по свободному торцу НК И. Упругие элементы 13 соединяют корпус 2 и НК 1f которое зафиксировано от проворота относительно СК 4 при помощи штифтов 15.. Штифты 15 помещены в ответные пазы 16 НК 11, Надежность работы узла обеспечивается за счет исключения возможности внезапной разгерметизации узла. 2 3,п, ф-лы, 3 ил. « (Л

Фие,1

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано в гидроагрегатах, компрессорах и насосах,

Цель изобретения - повьппение надежности уплотнения путем исключени возможности его внезапного отказа и разгерметизации.

На фиг. I представлено пре длагае- мое уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 - пример фиксирования нажимного кольца от провоЬота в сальниковой коробке; на фиг.З - пример выполнения пазов в сальниковой ко-

робке.

1

Сальниковое уплотнение вала 1 содержит корпус 2, аксиально подвижное и герметизированное относи- тельно корпуса 2 нажимное устройств 3/ охватывающее сапьнЯкЬвую коробку 4 с радиальным зазором 5 и каме ру 6 уплотняемого давления. В расточке наружного кольцевого бурта 7, выполненного на сальниковой коробке 4, помещено упругое уплотнительное кольцо 8, образующее с ответной по- верхностью 9 нажимного устройства 3 подвижную контактную пару. В саль- никовой коробке 4 установлены сальниковая набивка 10 и по обе сторонь нажимные кольца II и 12. Нажимное кольцо 11, расположенное со стороны камеры 6 уплотняемого давления, снабжено упругими элементами 13, которые равномерно распределены по его свободному Торцу 14 и соединяют его с корпусом-2. Упругие элементы I3 наклонены к торцу 4 нажимного кольца 11 в сторону, противоположную направлению вращения вала I (если смотреть со стороны нажимного кольца 11). Кольцо 11 зафиксировано от проворота в сальниковой короб- ке 4 (фиг.О посредством штифтов 15 жестко закрепленных в сальниковой коробке 4 и входящих в ответные пазы 16 нажимного кольца 1I. Возможно фиксирование нажимного кольца 11 в сальниковой коробке 4 посредством шпонки. Кроме того, штифт 15 может быть жестко закреЦлен на нажимном кольце II, а свободным концом может входить в ответньш открытый с торца 17 паз 18 (фиг.2), выполненный в сальниковой коробке 4 и расположенный перпендикулярно ее торцу 17 (параллельно оси вала 1)

s

0 5 О Q

0

Открытые с торца 17 пазы 19 могут быть выполнены под углом к торцу 17 сальниковой коробки 4, причем направление наклона пазов 19 совпадает с направлением наклона упругих элементов 13 (фиг.З)

Нажимное кольцо 12 предназначено для удобства разборки .и перенабивки уплотнения. С этой целью нажимное кольцо 12 стопорят от осевого смещения относительно вала 1. После этого с набивки 10 и нажимных колец II и 12 снимают сальниковую коробку 4 путем осевого смещения ее в сторону от корпуса.

Сальниковое уплотнение вала работает следующим образом.

При осевом перемещении нажимного устройства 3 его торцовой поверхностью 9 сжимается уплотнительное кольцо 8, герметизируя камеру 6. Осевое усилие от кольца 8 передается бурту 7 сальниковой коробки 4 и далее нажимному кольцу 12. За счет осевого перемещения сальниковой кОроб- ки 4 вместе с нажимным кольцом 12. сальниковая набивка 10 поджимается к нажимному кольцу I1 и,.расширяясь в радиа.льном направлении, прижимается к валу 1 и сальникс5вой коробке 4, герметизируя камеру 6. При этом сжимающаяся набивка 10 передаёт осевое усилие на нажимное кольцо 11, которое, перемещаясь в осевом направлении, деформирует упругие элементы 13. Со стороны вращающегося вала 1, который практически всегда имеет несоос- ности, радиальные усилия передаются набивке 10 и далее воспринимаются сальниковой коробкой 4 и нажимными кольцами 11 и 12. Благодаря радиальной податливости упругих элементов 13 и радиальной подвижности контактной пары упругое кольцо 8 - ответная поверхность 9 нажимного устройства 3, функциональный пакет, состоящий из набивки 10., сальниковой коробки 4 и нажимных колец 11 и 12, отслеживает радиальные движения вала I, что обеспечивает защиту набивки 10 от циклического механического воздействия вала 1, в результате чего снижается износ уплотнительного узла и повьшается надежность его работы.

На набивку 10 действует момент силы трения скольжения со стороны вращающегося вала 1, который стре-

мится увлечь набивку 10 в окружное движение. При нормальном режиме работы уплотнения окружное усилие уравновешивается силой трения между упругим кольцом 8 и ответной поверхностью 9 нажимного устройства 3, а также силой со стороны сдеформиро- ванных упругих элементов 13, имеющих угловую жесткость. В случае если момент трения вала 1 о набивку 10 возрастает, увеличивается окружное усилие, действующее на нажимное кольцо 11 со стороны сальниковой коробки 4, При этом поворот нажимного кольца 11 сопровождается смещением его в сторону корпуса 2 деформирую- упругими элементами 13, что ослабляет поджатие набивки 10 и уменьшает момент трения ее о вал 1, Таким образом, между моментом трения вала I о набивку 10 и усилием поджа- тия последней устанавливается отрицательная обратная связь, что обеспечивает поддержание оптимального режи ма трения в уплотнении, повышает его надежность и долговечность.

В варианте выполнения, в котором нажимное кольцо снабжено штифтами,, входящими в открытые пазы сальнико- вой коробки, при резком возрастании момента трения под набивкой 10, и следовательно, больиом значении угла поворота сальниковой коробки 4 нажимное кольцо 11 смещается упругими элементами 13 в сторону корпуса 2 на такую величину, что штифты 15 выходят из пазов 18 сальниковой коробки 4. При этом окружное усилие, действующее со стороны сальниковой коробки 4 на штифты 15, исчезает и дальнейшая деформация упругих элементов 13 прекращается.

Сальниковая коробка 4 с набивК ой 10 проворачивается за валом на часть оборота, пропорциональную числу пазов 18, до совмещения последних со штифтами 15 нажимного кольца П.. Поскольку нажимное кольцо 11 подпружинено сдеформированными упругими элементами 13, штифты 15 входят в пазы 18 сальниковой коробки 4, и режим работы нормализуется. Геометрические размеры нажимного кольца 11, штифтов 15 и пазов 18 подбирают такими, чтобы штифты 15 выходили из пазов 18 при деформациях упругих элементов 13 меньших допустимых значений, что

0

5

0

5

0

5

0

45

50

5

обеспечивает защиту упругих элементов 13 при внезапных перегрузках уплотнения и повышает надежность.

В варианте выполнения пазов 19 наклонными при повороте сальниковой коробки 4 за валом I нажимное кольцо 1 1 смещается в сторону набивки 10 не только за счет деформации упругих элементов 13, но и вследствие осевого усилия, действующего на штифты 15 со стороны пазов 19, что усиливает отрицатапьную связь м.ежду моментом трения вала 1 о набивку 10 и усилием поджатия последней. Кроме того, возникающие со стороны штифтов 15 осег вые усилия на пазы 19-передаются упругому уплотниТельному кольцу 8, которое плотнее прижимается к ответной поверхности 9 нажимного устройства 3, исключая возможность разгерметизации стыка. Формула изобретения

к ее торцу, причем направления наклона пазов и упругих элементов совпадают.

Редактор А.Лежнина

Составитель И.Пащенко

Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 3759/37

Тираж 7,84

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

f5 ti

ui.2

f5

19 14

Фаъ.Ъ

Подписное