Уплотнение вала Советский патент 1991 года по МПК F16J15/32 

Фиг.1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции уплотнения вала электрической машины.

Целью изобретения является повышение надежности герметичности уплотнения вала при высоких скоростях его вращения.

На фиг. 1 показано уплотнение вала электрической машины, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Уплотнение вала изготовлено из упру- гопластичного материала, например из резины, и состоит из корпуса 1, выполненного в виде жесткого кольца, которое своей наружной поверхностью по максимальному диаметру установлено с натягом в корпусе 2 агрегата, например насоса, с приводом от вала электрической машины. На корпусе 1 уплотнения за одно целое с ним выполнены как минимум две уплотнительные рабочие губки 3 и 4,установленные последовательно одна за другой. Рабочие кромки 5 и 6 соответственно уплотнительных рабочих губок 3 и 4 установлены под острыми углами а л$ образованными между поверхностью 7 вала и стенкой уплотнительных рабочих губок 3 и 4, при этом рабочая кромка буплотнитель- ной рабочей губки 4, последующей за уплот- нительной рабочей губкой 3, установлена под углом ft , превышающим угол а установки рабочей кромки 5 уплотнительной рабочей губки 3, а сама уплотнительная рабочая губка 4 имеет большую, чем уплотнительная рабочая губка 3, жесткость, т.е. он выполнен с толщиной стенки, превышающей толщину стенки уплотнительной рабочей губки 3.

В полость 8, образованную между уп- лотнительными рабочими губками 3 и 4 и поверхностью 7 вала, перед сборкой уплотнения нанесена смазка 9, необходимая для снижения потерь электрической машины, вызванных трением рабочих кромок 5 и 6 уплотнения по поверхности 7 вала при его вращении. Уплотнение вала установлено в агрегате так, что уплотняющие рабочие губ- :л 3 и 4 образуют конусные поверхности одна в другой, вершины которых направлены против действия сил давления Р рабочей среды (жидкости или газа .например воды или воздуха), Для обеспечения плотного сопряжения рабочих кромок 5 и 6 с уплотняемой поверхностью 7 диаметры отверстий рабочих кромок 5 и 6 до сборки выполнены меньше диаметра вала.

При вращении вала в агрегате.создается избыточное давление рабочей среды, которое передается на уплотняющую рабочую губку 3 и изгибает ее, при этом положение рабочей кромки 5 остается неизменным и

уравновешивается силой Т трения рабочей кромки 5 при действии давления Р. При достижении валом скоростей вращения, близких к критическим, т.е. когда частота

взаимодействия рабочей кромки 5 с неровностями на поверхности 7 вала или частота изменения силы трения рабочей кромки 5 по поверхности 7 вала при его вращении близка или равна по значению собственной

частоте колебаний уплотнительной рабочей губки 3 (или величине постоянной времени срабатывания упругого элемента, если рассматривать работу рабочей кромки 5 как упругого элемента), между поверхностью 7

вала и рабочей кромкой 5 образуется местный радиальный зазор 10. В этом случае давление рабочей среды проникает в полость 8 и удерживается уплотняющей рабочей губкой 4, рабочая камера 6 которой не

имеет местного радиального зазора за счет того, что ее механические характеристики (угол установки, жесткость) отличаются от механических характеристик рабочей кромки 5, и имеет другую частоту собственных

колебаний (или постоянную времени срабатывания упругого элемента).

Применение в уплотнении вала расположенных последовательно одной за другой не менее двух уплотнительных рабочих губок, рабочие кромки которых установлены с увеличением острого угла и жесткости для каждой последующей губки, позволяет в одном уплотнении вала получить рабочие кромки, имеющие частотные характеристики, превышающие частоту вращения вала, например, электрической машины во всем диапазоне скоростей вращения вала, что позволяет обеспечить герметичность в сопряжении вала с рабочими кромками за счет

беззазорного прилегания хотя бы одной рабочей кромки к уплотняемой поверхности вала, т.е. повысить надежность герметичности уплотнения вала.

Формула изобретения

Уплотнение вала преимущественно электрической машины, содержащее установленный в корпусе уплотнительный элемент с рабочими губками, расположенными последовательно одна за другой под острым

углом к поверхности охватываемого вала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, герметичности при выполнении уплотнительного элемента из упругопластичного материала типа резины,

каждая последующая рабочая губка от уплотняемой среды расположена под большим острым углом к поверхности вала и выполнена с большей жесткостью, чем предыдущая рабочая губка.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить надежность герметичности уплотнения вала электрической машины при выполнении уплотнительного элемента из упругопластичного материала типа резины. В корпусе 1 установлен уплот- нительный элемент с рабочими губками 3, 4, расположенными последовательно друг за другом под острым углом к поверхности 7 обхватываемого вала. Каждая последующая губка 3, 4 от уплотняемой среды расположена под большим острым углом к поверхности 7 и выполнена с большей жесткостью, чем предыдущая, что позволяет в одном уплотнении получить рабочие кромки, имеющие частотные характеристики, превышающие частоту вращения вала. 2 ил. 7 5 (Л С О XI Ч О ел

1Фиг 2