Винтовое уплотнение вала

 

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к бесконтактным герметизирующим устройствам вращающихся валов.

Винтовое уплотнение вала содержит расположенный в проточке корпуса и охватывающий вал, полый многовинтовой уплотнительный элемент, выполненный из эластичного материала, например, из антифрикционного, причем на внутренней цилиндрической поверхности расточки корпуса выполнена многовинтовая нарезка, в которую ввинчен полый многовинтовой уплотнительный элемент, создавая соединение по типу «винт-гайка», при этом его один конец зафиксирован в торце расточки корпуса и соединен через штуцер с источником управляющего давления, а другой конец выполнен глухим и может свободно перемещаться по винтовой нарезке.

Кроме того, в этом уплотнении новым является то, что диаметр расточки корпуса больше среднего диаметра уплотнительного элемента, многовинтовая нарезка выполнена многозаходной и длина развертки уплотнительного элемента меньше длины развертки многовинтовой нарезки.

Полезная модель найдет применение в различных отраслях техники в устройствах для ограничения протечек текучей среды вдоль вращающегося вала.

Область техники

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к бесконтактным герметизирующим устройствам вращающихся валов.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство, содержащее установленный в корпусе уплотнительный элемент в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей вал с радиальным зазором и установленной с упором своими торцами в фиксирующий элемент корпуса и упорный элемент, втулку из эластичного материала, установленную герметично в корпусе и контактирующую с наружной поверхностью пружины. В корпусе выполнена концентрично валу кольцевая полость, сообщенная с системой подачи управляющего давления. Упорный элемент выполнен в виде подпружиненного поршня, размещенного в кольцевой полости корпуса. Авторское свидетельство СССР 1168760.

Устройство сложно конструктивно и имеет увеличенные радиальные размеры, обусловленные наличием кольцевой полости в корпусе.

Прототипом данного технического решения является винтовое уплотнение, содержащее расположенный в расточке корпуса и охватывающий с зазором вал винтообразный уплотнительный элемент, выполненный из эластичного материала и установленный с упором одним концом в торец расточки корпуса, а другим в ограничительный фланец, при этом внутри винтообразного уплотнительного элемента выполнена полость, глухая с одной стороны и сообщенная с источником управляющего давления с другой стороны. Авторское свидетельство СССР 1465671.

Недостатком данного устройства является то, что при подводе во внутреннюю полость уплотнительного элемента управляющего давления одной и той же величины и при увеличении осевых размеров будет образовываться произвольное, каждый раз новое, искажение винтообразной формы (коробление шланга), что приведет к созданию разных по величине гидравлических сопротивлений тракта (отсутствие повторяемости).

Раскрытие полезной модели

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства, позволяющего повысить эффективность герметизации при переменных режимах работы и в процессе эксплуатации, а также расширить область применения, создать возможность регулирования эффективности герметизации.

Эта задача решена за счет того, что в винтовом уплотнении вала, содержащем расположенный в проточке корпуса и охватывающий вал, полый многовинтовой уплотнительный элемент, выполненный из эластичного материала, например, из антифрикционного, причем на внутренней цилиндрической поверхности расточки корпуса выполнена многовинтовая нарезка, в которую ввинчен полый многовинтовой уплотнительный элемент, создавая соединение по типу «винт-гайка», при этом его один конец зафиксирован в торце расточки корпуса и соединен через штуцер с источником управляющего давления, а другой конец выполнен глухим и может свободно перемещаться по винтовой нарезке.

Кроме того, в этом уплотнении новым является то, что диаметр расточки корпуса больше среднего диаметра уплотнительного элемента, многовинтовая нарезка выполнена многозаходной и длина развертки уплотнительного элемента меньше длины развертки многовинтовой нарезки.

Технический результат состоит в том, что наличие этих отличий повышает эффективность герметизации уплотнения и позволяет регулировать гидросопротивление уплотнения при работе насосов на различных режимах.

На фиг. представлено продольное сечение уплотнительного элемента.

Пример осуществления полезной модели

Как показано на фиг., в корпусе 1 выполнена цилиндрическая проточка 2 с многовинтовой нарезкой 3, охватывающей вал 4. В эту нарезку ввинчен многовинтовой уплотнительный элемент 5, выполненный из эластичного материала, например, из антифрикционной резины. При этом создается соединение по типу «винт-гайка», причем внутренний диаметр D1 нарезки больше среднего диаметра D2 уплотнительного элемента 5. Он установлен с одной стороны упором в торец 6 проточки 2, а с противоположной стороны выполнен с глухим свободным концом 7. Опорный конец уплотнительного элемента 5 герметизирован относительно корпуса 1 при помощи прокладки 8, внутренняя полость 9 уплотнительного элемента 5 через штуцер 10 соединена с источником регулируемого давления и с пульсатором (не показано). Многовинтовая нарезка может быть выполнена многозаходной, в которую ввинчиваются такое же количество уплотнительных элементов.

Работа устройства

При подводе давления в напорную полость 9 уплотнительного элемента 5 через штуцер 10, превышающего уровень давления уплотняемой среды, т.е. в проточке 2, под действием перепада давления поперечное сечение уплотнительного элемента 5 и другие его размеры увеличиваются благодаря изготовлению его из эластичного материала. Вследствие этого радиальный зазор между уплотнительным элементом 5 и валом 3 уменьшается. Кроме того, наличие свободного глухого конца 8 и винтовой направляющей нарезки 4 в проточке 2 дает возможность образования дополнительных витков. Это обстоятельство приводит к увеличению гидравлического сопротивления тракта. Кроме того при пульсирующем изменении размеров эластичного(ых) элемента(ов) происходит подвод энергии от внешнего источника к потоку рабочей среды посредством механического воздействия эластичного элемента на поток. Это приводит к дополнительному повышению гидравлического сопротивления уплотнения.

Промышленное применение

Полезная модель найдет применение в различных отраслях техники в устройствах для ограничения протечек текучей среды вдоль вращающегося вала.

1. Винтовое уплотнение вала, содержащее расположенный в проточке корпуса и охватывающий вал полый многовинтовой уплотнительный элемент, выполненный из эластичного материала, например из антифрикционного, отличающееся тем, что на внутренней цилиндрической поверхности расточки корпуса выполнена многовинтовая нарезка, в которую ввинчен полый многовинтовой уплотнительный элемент, создавая соединение по типу винт-гайка, при этом его один конец зафиксирован в торце расточки корпуса и соединен через штуцер с источником управляющего давления, а другой конец выполнен глухим и может свободно перемещаться по винтовой нарезке.

2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что диаметр расточки корпуса больше среднего диаметра уплотнительного элемента.

3. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что многовинтовая нарезка выполнена многозаходной.

4. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что длина развертки уплотнительного элемента меньше длины развертки многовинтовой нарезки.



 

Похожие патенты:

Лабиринтное уплотнение относится к области машиностроения, преимущественно к авиационным газотурбинным двигателям, и может быть использовано в паровых и газовых турбинах и нагнетателях для перекачки газа и т.п. Техническим результатом, достигаемом при использовании данного типа уплотнения осевого компрессора является снижение массы и металлоемкости, упрощение конструкции, упрощение изготовления, упрощение диагностики, замены и ремонта ответного кольца заявленного лабиринтного уплотнения и относительная простота его последующей переработки.
Наверх