Стояночное уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/32 

(54) СТОЯНОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Изобретение относится к технике герметизации вращающихся валов гидравлических агрегатов, в частности к стояночным уплотнениям. Эти уплотнения имеют большое распространение в связи с их большой долговечнЬстью при высоких оборотах валов, обусловленной автоматическим отключением контактно го уплотнения под действием центробежных сил 1. Известны наиболее простые по конструкции и дешевые в .изготовлении стояночные уплотнения манжетного типа, в которых в качестве контактного уплотнения использована манжета 2.. Известно также стояночное уплотнение манжетного типа, содержащее поджимающее на стоянке рабочую кромку губки манжеты к выступу корпуса и отжимающее её при вращении вала устройство и упорное кольцо, охватывающее губку манжеты и ограничивающее ее радиальную деформацию при вращении вала 3. Недостатком его яв.пяется низкая эффективность работы вследствие повышенной утечки рабочей среды (негерметичности) при снижении оборотов вала, когда эф фектйвность работы динамического уплотнения снижается, а рабочая кромка губки манжеты еще не контактирует с ответной поверхностью выступа гидравлического агрегата. Цель изобретения - повышение эффективности работы стояночного уплотнения манжетного типа путем создания конструкции устройства, обеспечивающего повышение степени герметичности при снижении оборотов вала. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве корпус выполнен с дополнительным выступом, охватывающим упорное кольцо и образующим с ним бесконтактное, например щелевое, уплотнение. Упорное кольцо выполнено перфорированным. Оно жестко связано с армированной частью манжеть. При этом поверхность участка корпуса между выступами эквидистантна обращенной к ней поверхности губки манжеты и образует с этой поверхностью дополнительное бесконтактное, например щелевое уплотнение. Наличие бесконтактных уплотнений в устройстве позволяет ускорить поджатие

рабочей кромки губки манжеты к ответной поверхности выступа корпуса при снижении оборотов вала дополнительным воздействием повышающегося перед бесконтактным уплотнением (при снижении эффективности работы динамического уплотнения в результате снижения оборотов вала), давлении рабочей среды,

На чертеже представлен один из вариантов предлагаемого стояночного уплотнения манжетного типа.

Армированная манжета. 1 из эластичного материала, например резины, установлена во втулке 2 с опорным диском 3, имеющим кольцевой выступ 4.

С целью исключения осевого перемещения манжеты во втулке 2 установлено упорное пружинное кольцо 5. Втулка 2 жестко закреплена на валу 6 гидравлического агрегата и герметизирована относительно ват ла 6 с помощью уплотнительного кольца 7, На валу 6 также установлено динамическое уплотнение 8, например импеллер с лопатками, который может быть выполнен как совместно с втулкой 2, так и отдельно.

В губке 9 манжеты выполнена кольцевая полость 10, открытая со стороны обратной уплотняемой полости с рабочей средой. В полости 10 размещены устройства, поджимающие на стоянке рабочую кромку 12 к выступу 13 корпуса 14, выполненные в виде браслетной пружины 15 и грузов 16, размещенных в пружине 15.

При этом вход в кольцевую полость 10 перекрыт выступом 4 опорного диска 3, Этот же выступ 4 служит опорой для губки 9 манжеты при ее.деформации под действием давления рабочей среды как в радиальном, так и в осевом направлении. С корпусной частью, например, при помощи фланца 17 жестко скреплено упорное кольцо 18, охватывающее губку 9 манжеты со стороны уплотняемой полости 11 и ограничивающее радиальную деформацию губки 9 под действием центробежных сил при вращении вала б гидравлического агрегата. Упорное кольцо 18 имеет перфорацию в виде отверстий 19, размещенных по всему периметру упорного кольца 18. На корпусе 14 выполнен дополнительный выступ 20, охватывающий упорное кольцо 18 и образующий с ним бесконтактное щелевое уплотнение с зазором 21 между выступом 20 корпуса и упорным кольцом 18.

Обращенная к губке 9 манжеты и расположенная между выступами 13 и 20 корпуса 14 поверхность его участка 22 выполнена эквидистантной поверхности губки 9 манжеты и образует с ней бесконтактное уплотнение щелевого типа с гарантированным зазором 23.

Стояночное уплотнение работает следующим образом.

При стоянке утечка рабочей среды из уплотняемой полости 11 предотвращается с помощью манжеты, губка 9 которой под действием пружины 15 и давления рабочей среды контактирует своей рабочей кромкой

12 с кольцевым выступом 13 корпуса 14 гидравлического агрегата. При этом аксиальное и радиальное перемещение губки 9 манжеты под действием давления рабочей среды ограничивается кольцевым выступом 4 опорного диска 3.

При вращении вала б с втулкой 2, опорным диском 3, манжетой с губкой 9, пружиной 15 и грузами 16, упорным кольцом 18, фланцем 17, пружинным кольцом 5 и импеллером с лопатками 8 центробежные силы от

вращающейся массы губки 9, пружины 15 и грузов 16 поджимают губку 9 к упорному кольцу 18 и, тем самым, отжимают рабочую кромку 12 губки 9 от кольцевого выступа 13 корпуса 14 гидравлического агрегата. При

этом утечка рабочей среды предотвращается за счет работы динамического уплотнения, в частности импеллера с лопатками 8, а также бесконтактных уплотнений щелевого типа с зазорами 21 и 23.

При снижении оборотов вала б в процессе остановки гидравлического агрегата эффективность динамического уплотнения (импеллера с лопатками 8) снижается. В связи с этим давление рабочей среды повыщается и через отверстия перфорации, гидравлическое сопротивление которых существенно меньще гидравлического сопротивления бесконтактных щелевых уплотнений с зазорами 21 и 23, воздействует на поджатую к упорному кольцу 18 поверхность губки 9 и ускоряет возврат губки в положение, при

котором ее рабочая кромка 12 взаимодействует с поверхностью кольцевого выступа 13 корпуса 14 гидравлического агрегата.

Таким образом достигается повыщение степени герметичности стояночного уплотнения в процессе остановки гидравлического агрегата и эффективности его работы.

Формула изобретения

1. Стояночное уплотнение манжетного типа, содержащее поджимающее на стоянке рабочую кромку губки манжеты к выступу корпуса и отжимающее ее при вращении вала устройство и упорное кольцо, охватывающее губку манжеты и ограничивающее ее радиальную деформацию при вращении вала, , отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности работы путем улучшения герметичности при снижении оборотов вала, корпус выполнен с дополнительным

выступом, охватывающим упорное кольцо и образующим с ним бесконтактное уплотнение, а упорное кольцо выполнено перфорированным.

2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упорное кольцо жестко скреплено с корпусной частью манжеты.

3.Уплотнение по п. 1 и 2, отличающееся тем, что поверхность участка корпуса между его выступами выполнена эквидистантной обращенной к ней поверхности губки манжеты и образует с этой поверхностью дополнительное бесконтактное уплотнение.

4.Уплотнение по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что бесконтактные уплотнения выполнены щелевыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Краев М. В. и др. Гидродинамические уплотнения высокооборотных валов. М., «Машиностроение, 1976.

2.Голубев Г. А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. М., «Мащиностроение, 1976, с. 71-72, рис. 39, поз 4.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2771796/25-08, кл. F 16 J 15/32, 1979.