Сальник для вращающегося вала Советский патент 1982 года по МПК F16J15/18 

(S) САЛЬНИК ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

1

/

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в установках для гидропрессования металлов.

Известен сальник вращающегося вала, состоящий металлической гильзы, посаженной на вращающийся .

Недостатком этой конструкции является то, что с наружной стороны на гильзу действует одинаковое по ее длине гидравлическое давление, но так как в зазоре между гильзой и валом вследствие вязкого течения среды давление падает, гильзу частично обжимают вокруг.вала, что способствует изменению давления в зазоре. Величину упругой деформации и, следовательно, величину удельных давлений в паре вал - уплотнительный элемент регулируют изменением толщины металличв ской гильзы. Кроме того, для обеспечения необходимого минимального зазора сопрягаемые поверхности выполняют тщательно притертыми. Однако обёспечить надежное уплотнение при вводе вращающегося вала в блок высокого давления в широком диапазоне скоростей и вязкости рабочих сред изменением одного геометрического параметра гильзы весьма затруднительно. Сальник находится в зоне высокого давления. В результате этого при дав)0 лении свыше 6 скорости враще- , ния вала свыше 0,1 м/с цилиндрическаягильза деформируется настолько, что жидкость из зазора вытеснится, граничное трение переходит в сухое, что fS приводит к нагреву вращающегося вала

i и выходу из строя как металлической i. уплотнительной гильзы, так и вращающегося вала.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому я вляется сальниковое уплотнение, содержащее корпус, запорную пробку, камеру вы сокого давления, выполненную ступенчатой гильзу и уплотнительные элементы 2 . Недостатком конструкции является то, что она не обеспечивает надежной работы уплотнения при вращении вала в широком диапазоне скоростей, времени и вязкости рабочей среды. Цель изобретения - обеспечение на дежности уплотнения вращающегося вала 8 широком диапазоне скоростей, вр мени и вязкости рабочей среды. Поставленная цель достигается тем что гильза ступенью большего диаметра обращена в сторону камеры высоког давления и в ней выполнены .каналы дл прохода рабочей среды,а в расточке между запорной пробкой и наружной {поверхностью ступени меньшего диамет ра гильзы размещены выполненные в 8иде набора упругих колец уплотнительные элементы. Кроме того, в расточке между запо ной пробкой и валом размещено опорJ Ное кольцо с конической фаской на внутренней поверхности, торец сту-пени меньшего диаметра гильзы выпол нен коническим с углом конуса 120150 и сопряжен с конической фаской опорного кольца.. Торец уплотняющей части цилинд рической гильзы выполнен коническим с углом конуса 120-150° и сопрягает ся с конусной частью опорного кольца, расположенного в торце расточки запорной пробки. На чертеже изображен сальник вращающегося вала, представляющий собой, например узел вращающегося вала установки для непрерывного гидропрессования, совмещенного с во лочением. Устройство включает контейнер 1 высокого давления, запорную пробку 2, металлическую гильзу 3 с пере менной по высоте жесткостью и уплотняющей частью kj опорное уплотнительное кольцо 5, упругие элементы 6, посаженные на уплотнительную часть гильзы и расположенные в расширительной камере образованной поверхностью расточки в запорной пробке 2, вал 8, подшипники 9, опор ную плиту 10.. Металлическая гильза 3 закреплена в расточке запорной пробки 2 основанием в направлении действия высокого давления, например, при помощи резьбового-соединения. 4 Торцовая часть гильзы 3 выполнена конусной с углом наклона 12О-150 и сопряжена с конусной частью опорно- го уплотнительного, кольца 5- Угол наклона выбран из условия мягкого обжатия уплотняющей .частью гильзы вращающегося вала 8, Упругие элементы 6 могут быть выполнены в виде отдельных колец, например, из нейлона, фторопласта, полиэтилена, свинца и других материа лов. В запорной пробке 2 выполнена кольцевая полость 11, которая сообщается с камерой высокого давления отверстиями12 в гильзе 3Устройство работает следующим образом. Перед началом работы в расточку запорной npo6KVi 2 устанавливают опорное уплотнительное кольцо 5, упругие элементы 6 и закрепляют при помощи резьбового соединения металлическую гильзу 3. При этом ее уплот няющая часть k входит в сопряжение с упругими элементами 6, вводят вал 8. Предварительное уплотнение по валу 8 создается и регулируется за счет поджатия торцовых конических поверхностей гильзы 3 и опорного уплотнительного кольца 5. Это снижает требования к тщательности подгонки трущихся пар, делает стабильной работу уплотнительного узла в процессе и сброса давления, пуска и ос тановки процесса. Уплотнительный узел вводят в контейнер 1 высокого давления и фиксируют опорной плитой 10. Затем создают давление 800 кг/см. При наборе давления жидкость через отверстие 12, кольцевую полость 11, по зазорумежду сопрягаемыми поверхностями основания гильзы 3 и запорной пробки 2 поступает в расширительную камеру 7 и воздействует через упругие элементы 6 на наружную поверхность уплотняющей части гильзы 3, уплотняя вращающийся вал 8. Одновременно жидкость высокого давления поступает по зазору между гильзой 3 и вращающимся валом 8 в зону контактирующих поверхностей уплотняющей части t и вращающегося вала. Результирующее удельное давление определяется разностью наружного и внутреннего радиальных давлений. Его

величинаj упругая деформация уплотняющей части гильзы, и , следовательно, .ограниченный предел утечки жидкости при работе регулируются в данном случае изменением внешнего воздействия на наружную поверхность гильзы посредством применения упругого элемента - прокладок различной жесткости. Жидкость высокого давления, воздействуя на упругие элемен ты, заставляет их передавать давление на металлическую гильзу, величин радиального давления изменяется в зависимости от жесткости упругого элемента, обеспечивая гарантийный зазор между гильзой и валом с ограниченной утечкой рабочей среды.

. Кроме того, упругие элементы способствуют предотвращению утечки жидкости по контакту наружная торцовая поверхность гильзы 3 - опорное уплотнительное кольцо 5.

Расположение гильзы основанием, обращенным в сторону воздействия высокого давления, обеспечивает снижение по абсолютной величине внутреннего и наружного радиального давлени жидкости, действующего на соответствующие поверхности уплотняющей части гильзы, вследствие ослабления его при движении по зазорам, что в общем улучшает работу уплотнительного узла.

Таким образом, используя предлагаемую конструкцию уплотнительного узла, применяя упругие элементы различной жескости, можно изменять вели чину наружного давления. Применяя упругий элемент ограниченной длины, либо прокладки различной, возрастающей к выходному концу вала, жесткости, возможно изменение внешнего воздействия как по длине, так и по

абсолютной величине, добиваясь при этом уплотнения с надежным разделит 45 тельным слоем рабочей среды, выполняющей роль смазки.

Технико-экономическая эффективность, предлагаемого сальника позволяет, не изменяя общей его конструкции посредством упругих прокладок обеспечить работу в широком диапазоне скоростей, времени и рабочих сред.

Формула изобретения

Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

ПО заявке № 27500ЭЗ, кл. F16 J 15/18 1979 (прототип).

fO

6 7