Комбинированное уплотнение

 

Использование: для уплотнения вращающихся валов. Сущность изобретения: на валу закреплен импеллер с лопатками. Стояночное уплотнение расположено в подпружиненном герметизированном стакане и размещено в расточке корпуса с возможностью перемещения вдоль оси вала, выполненного с переменным сечением. Вал в зоне контакта с стояночным уплотнением выполнен с коническим участком. Между импеллером и стаканом на валу закреплены с наклоном в сторону стакана направляющие, в к-рых установлены с возможностью перемещения в них и качения по торцу стакана шарики. Импеллер размещен со стороны уплотняемой полости. Конический участок вала выполнен с уменьшением диаметра конуса от полости. 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 16 J 15/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4902876/29 (22) 28.11.90 (46) 07.11.92. Бюл. N. 41 (71) Красноярский политехнический институт и Красноярский институт космической техники (72) С.П.Ереско, Т.Т,Ереско и В.В.Минин (56) Авторское свидетельство СССР

Rb 779691, кл. F 16 J 15/92, 1980; (54) КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Использование: для уплотнения вращающихся валов. Сущность изобретения: на валу закреплен импеллер с лопатками. Стояночное уплотнение расположено в подпруУстройство относится к области уплотнительной техники для преимущественного использования в качестве уплотнений вра-. щающихся валов.

Известно комбинированное уплотнение, включающее установленные в корпусе динамический импеллер с лопатками, установленный на валу, и манжету, рабочая кромка которой образует зазор с валом при динамическом режиме работы.

Недостатком этого устройства является недостаточная надежность герметизации при запуске и остановке вала, а также недостаточная долговечность в связи с тем, что манжета при монтаже установлена с постоянным натягом, .обеспечивающим необходимое для герметизации при неподвижном валу контактное напряжение, которое вследствие релаксации значительно снижается со временем эксплуатации, Известны стояночные уплотнения манжетного типа, содержащие дополнительные грузы, закрепленные на губках манжеты, по.Б0 1774108 А1

>киненном герметизированном стакане и размещено в расточке корпуса с возможностью перемещения вдоль оси вала, выполненного с переменным сечением. Вал в зоне контакта с стояночным уплотнением выполнен с коническим участком. Между импеллером и стаканом на валу закреплены с наклоном в сторону стакана направляющие, в к-рых установлены с возможностью перемещения в них и качения по торцу стакана шарики. Импеллер размещен со стороны уплотняемой полости. Конический участок вала выполнен с уменьшением диаметра конуса от полости. 1 ил, l зволяющие повысить надежность открытия манжеты в динамическом режиме и большую долговечность эа счет пружинного поджима, компенсирующего релаксацию материала манжеты. вй

К недостатку названных устройств необходимо отнести неравномерное отжатие рабочей кромки манжеты в динамическом режиме и вследствие этого неравномерный Дь износ, кроме того в этих конструкциях манжеты уплотняет дополнительную втулку и С вращается вместе с валом, причем уплотне- { © ние осуществляется на большом радиусе трения, чем при непосредственном уплотнении вала, что также ускоряет износ манжеты.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является комбинированное уплотнение, содержащее ступенчатый вал, на участке меньшего диаметра которого ус ановлен диск между им. Зллером и манжетой, в диске выполнены сквозные отверстия, оси которых располо>кены

1774108 женное в подпружиненном пружиной б и с герметизированнам уплотнителем 7 стака- д между поверхностью, образованной внутренним диаметром лопаток импеллера, и поверхностью, образованной наружным диаметром губки манжеты, при этом манжета подпружинена относительно корпуса с возможностью перемещения со ступени вала большего диаметра на ступень с меньшим диаметром, кроме того, внутренний диаметр диска выполнен в интервале от наружного диаметра губки манжеты до наружного диаметра манжеты.

К недостаткам данного комбинированного уплотнения относится недостаточная надежность, так как в неподвижном уплотнении после заправки гидроагрегата смазкой, она может вытечь через гарантированный конструкцией узла зазор при нулевых давлениях уплотняемой среды, не способных сдеформировать пружину манжеты. При движении вала возможно увеличение скорости настолько, что вакуум, развиваемый импеллером, вызовет растяжение губки манжеты и перекрытие торцевого зазора, что приведет к снижению долговечности манжеты вследствие износа и усталости от растягивающих напряжений в материале губки манжеты. Кроме того, при перекрытии манжетой зазора импеллер становится неработоспособен, т.к, будет отсутствовать необходимый для его работы расход рабочей среды.

Целью изобретения является повышен и е надежности. указанная цель достигается тем, iTQ B комбинированном уплотнении, содержащем закрепленный на валу импеллер с лопатками, стояночное уплотнение, расположенное в подпружиненном герметизирован loM стакане и размещенное в расточке корпуса с возмо>кностью перемещения вдоль оси вала, выполненного с переменным сечением, вал в зоне контакта со стояночным уплотнением, выполнен с коническим участком, а между импеллером и стаканом на валу закреплены с наклоном в сторону стакана ьгаправлягощие, 0 которых установлены с возможностью перемещения в них и качения по торцу стакана шарики, при этом импеллер размещен со стороны уплотняеглой полости, а конический участок вала выполнен с уменьшением диаметра конуса от упомянутой полости, На чертеже изображено предлагаемое комбинированное уплотнение. разрез, Комбинированное уплотнение включает установленные в корпусе 1 динамический импеллер 2 с лопатками 3, закрепленный на валу 4, и стояночное уплотнение 5, располо5

10 15

50 на 8 с возмон<ностьк> перемещения вдоль оси вала 4, имеющего в "îíå контакта с манжетным уплотнением 5 конический участок 9, Между импеллером 2 и стаканом 8 на валу 4 закреплены направляющие 10 под углом к оси вала 4 по направлению к стакану

8 с расположенными в них шарами 11, имегощими воэмо>кность перемещения в направляющих под действием центробежных сил инерции при вращении шаров 11 вокруг оси вала 4 и качения в направляющих 10 при контактировании с торцом стакана 8.

Комбинированное уплотнение работает следующим образом.

Когда вал 4 неподви>кен, импеллер 2 не вращается и рабочая среда проникает в полость установки направляющих 10 и LLlBpoB

11, которые, в свою очередь, удерживаются на минимальном расстоянии от оси вращения вала 4 за сет давления на шары 11 пру>кины 6 посредством торцевой поверхности стакана 8. Г1ри этом расположенные в стака«е 8 уплотнители 5 и 7 предотвращают утечку рабочей среды наружу из корпуса 1, причем стояночное угглотнение 5 располагается на большем диаглетре конической части

9 вала 4, что обеспечивает натяг, гарантирующий надежность герметизации уплотнения в целом при малых давлениях рабочей среды.

Г1осле запуска гидроагрегата импеллер

2 в результате вращения совместно с валом

4 при помощи лопаток 3 отбрасывает рабочую среду в уплотняеглую полость гирроагрегата, При увели гении скорости вращения вала 4 шары 11 под действием центробежных сил инерции начинагот двигаться вдоль направляющих 10 от оси вращения вала 4, контактируя с торцевой поверхностьгс стакана 8, с>киглают пру>кину б и перемещают стакан 8 вглесте с t:àñïoëo>l<åííûì в нем стояночным уплотнением 5 вправо по чертежу, При этом контактирование стояночного уплотнения 5 происходит уже по меньшему диаметру вала 4, что ведет к снижению контактных напря>кений в стояночном уплотнении. При достижении нулевой утечки через импеллер шары 11 настолько сдвигают стакан 8, что между стояночным уплотнением 5 и валом 4 образуется зазор и дальнейшее увеличение скорости вращения вала 4 не влияет на долговечность стояночного уплотнения 5, которое разгружается от радиального натяга и не изнашивается, При торможении вала 4 гидроагрегата производительность импеллера сни>кается и рабочая среда проникает через импеллер к ман>кетному уплотнению 5. Одновременно этим шары 11 под действием пружины 6, авящей на них через торцевую поверх1774108

Составитель С.Ереско

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал КоРРектор Т.Палий

Заказ 3916 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ность стакана 8, и наклона направляющих

10 приближаются к оси вращения вала 4, позволяя стакану 8 со стояночным уплотнением 5 переместиться на больший диаметр конического участка 9 вала 4, что вызывает возникновение натяга манжетного уплотнения и обеспечение надежной герметиза-! ции.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении надежности герметизации гидрсагрегатов за счет уменьшения износа стояночного уплотнения.

Формула изобретения

Комбинированное уплотнение,содержащее закрепленный на валу импеллер с лопатками, стояночное уплотнение, расположенное в подпружиненном герметизированном стакане и размещенное в расточке корпуса с возможностью перемещения

5 вдоль оси вала, выполненного с переменным сечением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, вал в зоне контакта со стояночным уплотнением выполнен с коническим учасгком, а между им10 пеллером и стаканом на валу закреплены с наклоном в сторону стакана направляющие, в которых установлены с возможностью перемещения в них и качения по торцу стакана шарикй, при этом импеллер размещен со

15 стороны уплотняемой полости, а конический участок вала выполнен с уменьшением диаметра корпуса от упомянутой полости.