Сальниковое уплотнение вала

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно для уплотнения вращающихся валов машин, аппаратов . Цель изобретения - повышение наделшости и долговечности уплотнения . При осевом сжатии пакета сальниковой набивки поджимаются кольца 11 и 12 и своими торцовыми поясками 13 контактируют с ответнымиповерхностями корпуса и нажимной втулки 2, препятствуя протечке жидкости из полости 20. Воспринятые сальниковой набивкой механические радиальные усилия передаются сальниковой коробке 8 и далее нажимным кольцам 11 и 12, которые своими поясками 13 скользят по плоским торцовым поверхностям 14, 15. Таким образом, .происходит отслеживание радиальных перемещений вращающегося вала 1 сальниковой набивкой, что защищает ее от циклического механического воздействия. Благодаря наличию козырьков 16 на нажимных кольцах происходит своеобразное распределение радиальных напряжений по длине пакета сальниковой набивки, что обеспечив ает ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по его длине. 3 ил. Ш (Л 00 со ISD 14)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН бр 4 F 16 J 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1257342

I (21) 3910923/25-08 (22) 17.06.85 (46) 23,08.87..Бюл. Ф 31 (71) Сумской филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина (72) В.В.Усенко и С.С.Шевченко (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1257342, кл, F 16 Х 15/16, 1985 ° (54) САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно для уплотнения вращающихся валов машин, аппаратов. Цель изобретения — повышение надежности и долговечности уплотнения. При осевом сжатии пакета сальниковой набивки поджимаются кольца

11 и 12 и своими торцовыми поясками

„.SU,» 13320 2 А2

13 контактируют с ответными поверхностями корпуса и нажимной втулки 2, препятствуя протечке жидкости из полости 20. Воспринятые сальниковой набивкой механические радиальные усилия передаются сальниковой коробке

8 и далее нажимным кольцам 11 и 12, которые своими поясками 13 скользят по плоским торцовым поверхностям 14, 15, Таким образом, .происходит отслеживание радиальных перемещений вращающегося вала 1 сальниковой набивкой, что защищает ее от циклического механического воздействия. Благодаря наличию козырьков 16 на нажимных кольцах происходит своеобразное распределение радиальных напряжений по длине пакета сальниковой набивки, что обеспечивает ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по его длине. 3 ил.

92

2 ветственно корпуса 9 и нажимной втулки 2, препятствуя утечке уплотняемой среды из полости 20..При вращении вал 1 своей цилиндрической рабочей поверхностью, практически имеющей несоосности, механически воздействует на кольца 3 — 6 сальниковой набивки. Воспринятые сальниковой набивЪ кой механически радиальные усилия передаются сальниковой коробке 8 и далее нажимным кольцам 11и 12, которые торцовыми поясками 13 скользят по поверхностям 14 и 15„ обеспечивая радиальное перемещение всего функционального пакета, т.е, сальниковой набивки, сальниковой коробки 8 и нажимных колец 11 и 12, Таким образом, происходит отслеживание радиальных перемещений вращающегося вала 1 сальниковыми кольцами 3 — б,,что защищает их от циклического механического воздействия, в результате чего снижается износ, и следовательно, повышается надежность уплотнения.

Благодаря наличию козырьков 16 на нажимных кольцах 11 и 12 и осевой подвижности сальниковой коробки 8 образуется своеобразное распределение радиальных напряжений по длине паке-, та набивки, обеспечивающее ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по длине пакета набивки, Для удобства описания формирования качественной эпюры радиальных напряжений под набивкой рассматривают механизм ее образования для каждого сальникового кольца отдельно, 1

При осевом. смещении нажимное кольцо 12, упираясь в близлежащее сальниковое кольцо 6, надвигает его на соседнее сальниковое кольцо 5> при этом сальниковое кольцо 6 сжимается сальниковым кольцом 5, В процессе смещения на сальниковое кольцо 6 действуют силы трения о вал и о поверхность 17 козырька 16. В результате распределение радиальных напряжений в сальниковом. кольце 6 описывается экспоненциальным законом с тенденцией убывания в сторону нажимного кольца 12, При дальнейшем осевом смещении

1 последнее перемещается совместио с сальниковым кольцом 6 и сжимает соседнее сальниковое кольцо 5. При этом из-за отсутствия силы трения между сальниковой коробкой 8 и сальниковым кольцом 6 форма распределения радиальных напряжений в нем не изменяет

Сальниковое уплотнение работает следующим образом.

После поджатия пакета сальниковой набивки путем осевого смещения нажим- 50 ной втулки 2 она, плотно радиально охватывая вращающийся вал 1, препятствует перетоку уплотняемой среды из полости 20 в полость 21. При осевом сжатии пакета сальниковой набивки также аксиально поджимаются и нажимные кольца 11 и 12, которые своими торцовыми поясками 13 контактируют с ответными поверхностями соот1

Изобретение относится к уплотнительной технике, может быть использовано в гидроагрегатах, компрессорах и насосах и является усовершенство5 ванием уплотнения по авт, св. N - 1257342.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения за счет выравнивания эпюры контактных давлений по длине сальниковой набивки и уменьшения неравномерности ее износа.

На фиг.1 показано предлагаемое уплотнение (продольный разрез) и качественная эпюра радиальных давлений; на фиг,2 — вариант исполнения козырька; на фиг.3 — вариант уплотнения с проставочным кольцом.

Уплотнение состоит из вала 1, нажимной втулки 2, сальниковой набивки, состоящей из сальниковых колец

3 — 6, которая поджимается нажимной втулкой 2 и находится в зафиксированной от проворота штифтом 7 сальниковой коробке 8, расположенной в корпусе 9 и образующей с ним .радиальную кольцевую камеру 10. Вторичные уплотнения в виде нажимных колец 11 и 12 контактируют торцовыми поясками

13..с поверхностями 14 и 15 соответственно корпуса 9 и нажимнай втулки 2, нажимные кольца 11 и 12 снабжены козырьками 16, расположенными со стороны сальниковой набивки и охватывающими ее близлежащие сальниковые кольца 3 и 6, Поверхность 17 козырьков 16 вы35 полнена конической с увеличением радиуса к краю козырька, который имеет острую кромку 18, полученную путем скругления поверхности 17.

Возможен вариант уплотнения с установкой проставочного кольца 19, также снабженного козырьками 16.

Перепад давления между полостями

20 и 21 дросселируется по длине сальниковой набивки.

2092, 3 — 6 о вал 1 на пиках напряжений, что повыпает надежность и долговечность работы узла.

Выполняя поверхность 17 козырька

16 конической и варьируя углом конусности, можно подобрать нужную форму изменения эпюры радиальных напряжений (фиг.2). Увеличение конусности поверхности 17 козырька 16 нажимного кольца 11 обеспечивает. большее обжатие сальникового кольца 3 у основания козырька 16; что позволяет отсекать абразив (при его наличии в

15 уплотняемой cpepe) от зоны трения °

Сальниковое уплотнение, содержащее проставочное кольцо 19 с козырьком 16, работает аналогично указанному. Сжатие каждого из сальниковых колец, расположенных по обе стороны от проставочного кольца 19, осуществляется также, как и в уплотнении (фиг. 1) .

Наличие острой кромки и скругле2б ние конической поверхности козырька обеспечивает при поджатии вход сальниковой набивки под козырек и исключает защемление ее между козырьком и сальниковой коробкой, что повышает надежность и долговечность уплотнения.

Сальниковое уплотнение вала по авт.св. Р 1257342, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, на нажимных кольцах выполнены кольцевые козырьки, распо40 ложенные со стороны контакта с сальниковой набивкой и охватывающие ее близлежащие кольца, причем внутренняя поверхность козырька, контактирующая с сальниковой набивкой, выполнена конической с увеличением радиу45 са поверхности к краю козырька.

133 ся. А в соседнем сальниковом кольце

5 из-за сил трения его.по валу 1 и сальниковой коробке 8 радиальные напряжения распределяются по тому же закону, только уменьшение их направлено в сторону сальникового кольца

4. Таким образом, пик эпюры радиальных напряжений сальниковых колец 5 и 6 располагается в месте их контакта по смежной плоскости.

При дальнейшем осевом смещении нажимной втулки 2 за счет преобладающей силы трения между сальниковым кольцом 5 и сальниковой коробкой 8 последняя, увлекаясь. сальниковым кольцом 5, надвигается на сальниковое кольцо 4 и сжимает его. Сальниковое кольцо 4, аксиально перемещаясь вместе с сальниковой коробкой 8, в свою очередь сжимает сальниковое кольцо

3. 11еханизм образования радиальных напряжений в сальниковых кольцах 3 и

4 тот же, что и для сальниковых колец 5 и 6, а форма распределения радиальных напряжений в сальниковых кольцах 3 и 4 представляет собой зеркальное отображение формы распределения радиальных напряжений в сальниковых кольцах 5 и 6. Кроме того, изза наличия сил трения по длине сальниковой набивки о вал 1, сальниковую коробку 8 и поверхность 17 козырьков

16 пик эпюры радиальных напряжений для сальниковых колец 3 и 4 меньше, чем для сальниковых колец 5 и 6. Таким образом, неравномерность эпюры радиальных напряжений в набивке уплотнения перераспределяется по ее длине и имеет два четко выраженных пика, на которых ступенчато дросселируется давление уплотняемой среды.

Ступенчатое дросселирование давления уплотняемой среды по длине сальниковой набивки обеспечивает снижение температуры трения сальниковых колец

Формула изобретения

1332092

8 16 )g

СостаВитель В. Красильников

Техред N. Ходанич

Корректор Л.Патай

Редактор И,Горная

Тираж 811

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3787./33

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4