Сальник для вращающегося вала

В.П. Буряк, Э.А. Медведская, Г.А. Раханский,.

И.Ф. фуксман и Н,И. Матросов

Р (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторско-технологическое бюро

Донецкого физико-технического института АН украинской ССР (71} Заявитель (S4) САЛЬНИК ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь» зовано в установках для гидропрессования металлов.

Известен сальник вращающегося ва»

5 ла, состоящий из металлической гильзы, посаженной на вращающийся вал11).

Недостатком этой конструкции является то, что с наружной стороны на гильзу действует одинаковое по ее 1В 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. Величи" ну упругой деформации и, следовательно, величину удельных давлений в паре вал - уплотнительный элемент регулируют изменением толщины металличе-2о ской гильзы, Кроме того, для обеспечения необходимого минимального зазора сопрягаемые поверхности выполняют тщательно притертыми. Однако обес печить надежное уплотнение при вводе вращающегося вала в блок высокого давления в широком диапазоне скоро- стей и вязкости рабочих сред изменением одного геометрического параметра гильзы весьма затруднительно.

Сальник находится в зоне вывокого давления. В результате этого при давлении свыше 6 кбар и скорости враще-. ния вала свыше 0,1 м/с цилиндрическаягильза деформируется настолько, что жидкость из зазора вытеснится, граничное трение переходит в сухое, что приводит к нагреву вращающегося вала

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

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сальниковое уплотнение, содержащее корпус, запорную пробку, камеру выФ сокого давления, выполненную ступен-

962705

3 чатой 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 надежности уплотнения вращающегося вала в широком диапазоне скоростей, вре-16 мени и вязкости рабочей среды.

Поставленная цель достигается тем, что гильза ступенью большего диаметра обращена в сторону камеры высокого давления и в ней выполнены, каналы для fs прохода рабочей среды, а в расточке между запорной пробкой и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра гильзы размещены выполненные в виде набора упругих колец уплотнительные элементы.

Кроме того, в расточке между запор. ной пробкой и валом размещено опорное кольцо с конической фаскай на

3 внутренней поверхности, торец сту-пени меньшего диаметра гильзы выполнен коническим- с углом конуса 120150О и сопряжен с конической фаской опорного кольца.

Торец уплотняющей части цилиндрической гильзы выполнен коническим, с углом конуса 120- 150 и сопрягается 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 во40 лочением.

Устройство включает контейнер 1 высокого давления, запорную пробку 2, металлическую гильзу 3 с пере-. менной по высоте жесткостью и уп4S лотняющей частью 4, опорное уплотнительное кольцо 5, упругие элементы 6, посаженные на уплотнительную часть гильзы и расположенные в расширительной камере образованной

50, поверхностью расточки в запорнои пробке 2, вал 8, подшипники 9, опорную плиту 10.

Металлическая гильза 3 закреплена в расточке запорной пробки.2 ос" . SS нованием в направлении действия высокого давления, например, при помощи резьбового соединения.

Торцовая часть гильзы 3 выполнена конусной с углом наклона 120-150 и сопряжена с конусной частью опорного 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 отверстиями 12 в гильзе 3.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в расточку запорной пробки 2 устанавливают опорное уплотнительное кольцо 5, упругие элементы 6 и закрепляют при помощи резьбового соединения металлическую гильзу 3. При этом ее уплот няющая часть 4 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 набора и сброса давления, пуска и ос тановки процесса.

Уплотнительный узел вводят в контейнер 1 высокого давления и фиксируют опорной плитой 10. Затем созда 2. ют давление 800 кг/см. При наборе давления жидкость через отверстие

12, кольцевую полость 11, по зазору между 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 4 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 4 и вращающегося вала. Результирующее удельное давление определяется разностью наружного и внутреннего радиальных давлений. Его

962705

Формула изобретения

5 величина упругая деформация уплот.няющей части гильзы, и, следовательно, ограниченный предел утечки жидкости при работе регулируются в данном случае изменением внешнего 5 воздействия на наружную поверхность гильзы посредством применения упругого элемента - прокладок различной жесткости. Жидкость высокого давления, воздействуя на упругие элемен- 1О ты, заставляет их передавать давление на металлическую гильзу, величина 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 20 поверхность гильзы 3 - опорное уп"

I лотнительное кольцо 5.

Расположение гильзы основанием, обращенным в сторону воздействия высокого давления, обеспечивает сни- 25 жение по абсолютной величине внутреннего и наружного радиального давления жидкости, действующего на соответствующие поверхности уплотняющей части гильзы, вследствие ослабле- 50 ния 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, возраста- 4в ющей к выходному концу вала, жесткости, возможно изменение внешнего воздействия как по длине, так и по абсолютной величине, добиваясь при, этом уплотнения с надежным раздели-. тельным слоем рабочей среды, выполняющей роль смазки. б

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

1. Сальник для вращающегося вала, содержащий корпус, запорную проб. ку, камеру высокого давления, выпол;. ненную ступенчатой гильзу и уплотнительные элементы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения вращающегося вала в широком диапазоне скоростей, времени и вязкости рабочей среды, гильза ступенью большего диаметра обращена в сторону камеры высокого давления и в ней выполнены каналы для прохода рабочей среды, а в расточке между запорной пробкой и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра гильзы размещены выполненные в виде набора упругих колец уплотнительные элементы.

2. Сальник по п.1, о т л и ч à юшийся тем, что в расточке между запорной пробкой и валом размещено опорное кольцо с конической фаской на внутренней поверхности, торец ступени меньшего диаметра гильзы выполнен коническим с углом конуса

120-150 и сопряжен с конической фаской опорного кольца.

Источники информации, принятыв во внимание при экспертизе, Циклис Д. С. Техника физикохимических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. M. нХимия", 7976. с. 225, рис. 6.35.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2750093, кл. F 16 J 15/1 8, 1979 (прототип).

962705

Составитель Г. Бутома

Техред М.Рейвес Корректор Н. Буряк

Редактор Е. Лушникова

Заказ 7484/57

Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,