Уплотнение манжетного типа Советский патент 1981 года по МПК F16J15/32 

(54) УПЛОТНЕНИЕ МАИЖЕТНСГО ТИПА

I

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям г манжетного типа для узлов вращателъгного и возвратно-поступательного движения.

Известны уплотнения манжетного типа, в которых одна из губок манжеты уотановлена на валу, а другая взаимодействует с неподвижной торцовой поверхностью корпуса. Такие манжетные уплотнения просты в сборке и в эксплуата1ШИ и допускают значительное радиаПьное биение или неиентричность вала, благодаря переносу трущейся поверхности с вала на торцовую поверхность корпуса l

Однако эти уплотнения имеют значительный износ трущейся торцовой поверхности, в связи с большой скоростью трения иэ-за удаленности торцовой поверхности от оси вращения. Кроме того такие манжетные уплотнения требуют повышенной точности при их изготовлении или же применения упруго-эластячных (например резиновых ) материаЛОВ, что ограничивает диапазон их при-. менения.

Цель изобретения - повышение долгов ечности , удешевление изготовления и расширение диапазона применения.

Поставленная цель достигается за счет того, что радиальная губка манжеты установлена относительно ответной поверхности вала с возможностью осевого и.вращательного перемещения,

0 а ее рабочая часть выполнена из материала с пределом текучести меньше и пределом прочности больше, чем величина перепада давления, действующего на манжету. Торцовая губка манжеты вы5полнена из материала с пределом упругости меньше, а пределом текучести больше, чем перапад давления, дейс-рвующий на манжету. Промежуточный элемент манжеты выполнен с пределом урпугости больше величины перепада давления, действующего на манжету. В ряде случаев, в зависимости от конкретных эксплуатационных требований промежуточный элемент целесообразно выполнить армированным. Кроме того, с цепью повышения надежности отслеживания биения уплотняемых поверхностей вала и неподвижной корпусной детали при одновременном обеспечении своевременного ав7Х)мат1«еского вывода манжеты из эксплуатации при ее определенном износе, меноду торцовой губкой н промежуточным элементом и /или между промежуточным элементом и радиальной губкой манжеты выполаеFieHa ослабляющая сечение кольцевая ка навка, а для повышения надежности уплот нения при применении в узлах вращательного движения, радиальная губка манжеты може быть выполнена конической, взаимодействующей с конической поверхностью ответной детали. На фиг. 1. приведен простейший вариант предлагаемого .изобретения; на ф1п. 2 - вариант с жесткой манжетой, снабженной сменными вкладышами, на фиг 3 - то же с гофрированным промежуточным элемен том, на фиг, 4 - то же, с ослабляющей сечение манжеты кольцевой канавкой, на фиг. 5 - то же, с армированным промежуточным элементом и двумя ослаб ляющими канавками по обе стороны от Hsrov на фиг. 6 - то же, с коническими рабочими поверхностями вала и вкладыша радиальной губки. Уплотнение состоит из взаимодейспвуюшей с -неподвижной корпусной деталью 1 торцовой губки 2 и установленной на валу 3 с минимальным зазором радиальной губки 4. Торцовая и радиальная губки соедине ны промежуточным элементом 5. Манже та выполнена из материала с пределом текучести, меньше, а пределом прочности больше, чем перепад давления, действующий на манжету. Для прадотвраще ния значительного отхода торцовой губки от детапи 1 установлен фиксирующий элемент 6. По второму варианту (фиг. 2) манже та может быть выполнена из жесткого упругого материала и снабжена вкладыш ми 7 и 8 в торцовой и в радиальной гу ках. В этом случае вкладыш 7 выполнен из материала с пределом упругости меньше, а пределом текучести больше а вкпадыш 8 выполнен из материала с пределом текучести меньше, а пределом прочности больше, чем величина перепада давления, действующего на манжету, В теле манжеты выполняются каналы 04 для передачи давления уплотняемой жидкости на эти вкладыши выполненные в последних кольцевые полости 10. По другому варианту (фиг. З) промежуточный элемент выполнен гофрированным с гофрами 11. Еще один вариант (фиг, 4) предусматривает выполнение промежуточного элемента с ослабляющей сечение канавкой 12. При наличии необходимости в жестком промежуточном элементе его выполняют с армирующим элементом 13 (фиг. 5.) При необходимости использования жестких антифрикционных материалов ля трущихся вкладышей манжеты, радиальный вкладыш выполняется с коничесой рабочей поверхностью 14, контактиующей с ответной конической поверхостью вала (фиг. 6). Уплотнение работает следующим обраом. Под действием давления уплотняемой среды губки манжеты прижимаются к ответным поверхностям взаимодействующих с ними деталей. При этом проскальзывание губок происходит относительно обеих ваашчгодействующих с ними поверхностей, благодаря чему манжета становится свободно плавающей. Это позволяет одновременно повысить долговечность (за счет двухкратного снижения скорости скольжения каждой из губок манжеты по бтношению к соответствующей поверхности трения), у цешевить изготовление (за счет снижения требований к изготовления) и расширить «диапазон применения на область стояночных и аварийнорезервных уплотнений. Благодаря тому, что рабочая часть радиальной выполнена из материала с пределом текучести меньше, а пределом прочности больше, чем величина перепада давления, действующего на манжету, - ПОСТОЯННО происходит некоторая передеформация материала губки ( с обеспечением оптимального ее. првгжатия и компенсацией износа) без ее разрушения. Благодаря тому, что рабочая часть торцовой губки выполнена на материала с пределом упругости меньше, а пределом текучести больше, чем давление уплотняемой среды, обеспечивается работа торцовой губки в пределах упругой деформации материала ее рабочей части, что обеспечивает плотно-упругий контакт в паре трения. В случае арккгенения предлагаемого уппотненил в условиях, когда может исчезнуть избыточное давление уплотняемой среды, дпя обеспечения гарантирован ного контакта в парах трения могут быть дополнительно установлены элементы поджатия губок, а также использованы дпя этой пели упругие свойства материала манжеты, упертой в соответствуюпте упоры вала и/или корпусной детали. . Формула изобретения 1.Уплотнение манжетного типа с плава юшей относительно корпуса манжетой, пр имущественно i - образного сечения, имеющей радиальную и торцовую губки, соединенные между собой промежуточным элементом и контактирующие с ответными поверхностями вала и корпуса, о т л я ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности и удешевления изготовления при одновременном расширении диапазона применения, радиальная губка установлена относительно отве ной поверхности вала с возможностью осе вого и вращательного перемещения, а ее .рабочая часть выполнена из материала с пределом текучести меньше и пределом прочности больше, чем величина перепада давления, действующего на манжету. 2.Уплотнение по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что с целью расширения диапазона применения, рабочая часть торцовой губки манжеты выполнена из , материала с пределом упругости меньше и пределом текучести больше, чем величина перепада давления, действующего на манжету. 3.Уплотнение по пп.1 и 2, о т л и чающееся тем, что промежуточный элемент манжеты выполнен из материала с пределом упругости больше величины перепада давления, действующего на манжету, 4.Уплотнение по пп. 1-3, о т л и чающееся тем, что, с пелтло повышения надежности отслеживания при одновременном обеспечении своевременного автоматического вывода манжеты из эксплуатации при ее определенном износе, между торцовой губкой и проме жуточным элементом и/или между промежуточным элементом и радиальной губкой выполнена ослабляющая сечение кольцевая канавка. 5.Уплотнение по пп. 1-4, о т л и ч .а ю щ е е с я тем, что, с цепью расширения диапазона применения при использовании в узлах вращательного движения, рабочая поверхность радиальной губки выполнена конической и взаимодействует с выполненной также конической поверхностью ответной детали. Источники информации, принятьш во внимание при экспертизе . 1. Голубев Г. А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. М., Машиностроение , 1976, с. 99.

Ф1/г.

Фи1.