Комбинированное уплотнение

 

юсеьс,,, „,„ патен, нс" те.:н,., в» а;, ИЗОБРЕТЕНИЯ

iiij779691

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.12.78 (21) 2699457/25-08

3 (5! )М. Кл.

> 16 3 15/32 с присоединением заявки №

Государстееииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.11. 80. Бюллетень №42

Дата опубликования описания 18.11.80 (53) УДК 62-762 (088.8) 3Io делам иэооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Г. М. Кукин, В. С. Юровский, Ю. М. Забалуев и Н. Г. Островская (7!) Заявитель (54) КОМБИНИР ЗВАННОЕ УПЛОГНЕНИЕ

Изобретение относится к устройствам для герметизации вращающихся валов.

Известно комбинированное уплотнение, включающее установленные в корпусе ди« намический импеллер с лопатками, установленный на валу, и манжету, рабочая

5 кромка губки которой образует зазор с валом при динамическом режиме работы едостатком этого устройства являеттO ся. невозможность обеспечения надежной герметизации при запуске и остановке, а также ограничевный срок службы в связи с тем, что манжета при монтаже устайовлена с постоянным натягом, обеспечиваюI5 шим необходимое для герметизации при стоянке гидроагрегата контактное давле- ние, которое вследствие релаксации нап- ряжений при хранении в процессе естественного старения резины значительно снижается. Кроме того, возвращение рабочей кромки манжеты в исходное положение при снижении оборотов вала в процессе остановки гидраагре гата происходит мед2 ленно, так что зазор между рабочей кром.кой и корпусом сохраняется и после остановки.

- Цель изобретения - увеличение срока службы устройства и надежная герметизация внутренней полости гидроагрегата.

Указанная цель достигается тем, что вал выполнен ступенчатым, на участке вала с меньшим диаметром установлен диск .между импеллером и манжетой, в диске выполнены сквозные отверстия, оси которых расположен между поверхностью образованной внутренним диаметром лопаток импеллера и поверхностью, образованной наружным диаметром губки манжеты, при этом манжета подпружинена относительно корпуса с воэможностью перемещения со ступени вала большего диаметра

-на ступень с меньшим диаметром, кроме того внутренний диаметр диска выполнен в интервале от наружного диаметра губки ьтанжеты до наружного диаметра манжеты.

На фиг. 1 представлено комбинированное уплотнение по плоскости, проходящей через

3 77969 ось вала, общий вид; на фиг.2 — то же, вариант исполнения; на фйг.3 — разрез А-Л на фиг.1 и 2j на фиг.4 — комбинированное уплотнение, вариант исполнения; на фиг.5разрез Б-Б на фиг.4

В корпусе 1 установлен вал, выпол2

5 ненный со ступенью 3. В зоне участка вала с меньшим диаметром ).) расположен динамический импеллер 4 с лопатками 5 и диск 6, выполненный с отверстиями 7 и образующей с импеллером полость 8 и зазор 9. Манжета 10 выполнена с эластичной губкой 11, на которую установлена браслетная пружина 12, рабочая кромка 13 которой образует с участком мень-1 шего диаметра D âàëà зазор 14 вследствие различия в их геометрических размерах;

Сквозные отверстия диска расположены между внутренним диаметром D > лопаток импеллера и между наружным диаметром

D губки манжеты. Манжета герметично установлена в корпусе и подпружинена относительно него с помощью пружин 15, при этом перемещение губки манжеты or gg раничено с одной стороны выступом 16 корпуса, а с другой стороны диском.В другом варианте конструкции герме- тизирующего устройства (фиг.2-5) манжета герметично установлена в стакане 17, герметпзированном с помощью уплотнения

18, а аксиальные перемещения губки манжеты осуществляются совместно со стаканом;

1-1а диске может быть выполнен конус

19, ооращенный в сторону губки манжеты

35 и расположенный. между внутренним диа-. метром D диска и отверстиями, а подбором размеров элементов конструкции может быть обеспечено контактирование от40. ветной поверхности губки 11 манжеты 10 с поверхностью конуса 19 или зазор между ними (фиг.1-3).

При хранении гидроагрегата без рабо45 чей среды губка 11 манжеты 10 перемещается (отдельно от манжеты 10 (фиг.1) илп вместе со стаканом 17 и манжетой

10 (фиг.2 и 4) йод действием пружин 15) до упора губки 11 или стакана 17 в диск, 56

6 и образует минимальный зазор 9 с им

I с пеллерам 4. При этом рабочая кромка 13 устанавливается в зоне участка вала 2 с меньшим диаметром 0, и образует с ним зазор 14 из-за различия в геометрических размерах, а губка 11 (фиг.1 и 3) взаимо55 действует с ответной поверхностью конуса 19 диска 6, образуя торцово-радиаль ное илн щелевое уплотнение, ипи образу1 ф ется щелевое уплотнение с импеллером 4 (фиг.4) .

В результате этого в губке 11 манжеты 10 отсутствуют растягивающие напряжения, что сохраняет работоспособность манжеты в течение срока хранения большой продолжительнос ти.

Нр» заправке гидроагрегата давление рабочей среды задерживаемой щелевыми уплотнениями, перемещает гуГку 11 манжеты 10 (отдельно от манжеты 10 (фиг.1) или вместе со стаканом 17 и манжетой

10 (фиг.2 и 4)), преодолевая усилие пружин 15, сопротивление изгибу мембранного участка манжеты (фиг.1) или усилие трения стакана 17 и уплотнения 18 (фиг.2 и. 4). При этом рабочая кромка 13 губки 11 манжеты 10 переходит через ступень. 3 вала 2 и контактирует вследствие различия геометрических размеров с участком вала 2 большего диаметра D создавая натяг, обеспечивающий надежную герметизацию внутренней полости гидроагрегата.

Устройство работает следующим образом.

При запуске гидроагрегата импеллер 4 в результате вращения совместно с валом

2 при помощи лопаток 5 создает перепад давления между внутренней полостью гид роагрегата и полостью 8, уменьшая в ней давление абочей среды. В тот момент, когда усилие от действия пружин 15 превысит сумму усилий от действия остаточного давления на плошадь поперечного сечения перемешающихся аксиально элементов конструкции (на плошадь кольцевой поверхности между большим диаметром D вала и диаметром перегиба мембранного участка манжеты 10 (фиг.1) или диаметром поверхности, по которой образуется с помощью уплотнения 18 герметичный контакт стакана 17 с корпусом 1 (фиг.2 и 4), а также от сопротивления перегибу мембранного участка манжеты

10 (фиг.1) или от трения между стаканом 17 с уплотнением 18 и поверхностью корпуса 1 (фиг.2 и 4), губка 11 манжеты 10 переместится до упора губки 11 или стакана 17 в диск 6. При этом рабочая кромка 13 переходит через ступень

3 вала 2 и устанавливается в зоНе над участком вала 2 с меньшим диаметром

, образуя разор 14, а губка 11 (фиг.1 и 3) взаимодействует с ответной поверхностью конуса 19 диска 6, образуя торцово-радиальное илн щелевое уплотнение, нпн образует щелевое уплотнение с импеллером 4 (фиг.4). Тер779691 6 ности обеспечивают не « :хед и tff 1o с те пе нь в — герметичности устройства в динамическом режиме работы гидроагрегата.

5 метизация внутренней полости гидроагр гата в этот рабочий период осуществляе ся импеллером 4 с лопатками 5 и щеле выми уплотнениями.

В результате этого рабочая кромка

13 манжеты 10 не изнашивается и сохраняет свои герметизирующие свойства.

В процессе остановки гидроагрегата из-за снижения оборотов вала 2 и импеллера 4 в полости 8 возрастает давление 10 рабочей среды, задерживаемой щелевыми уплотнениями, в результате воздействия которого происходит перемещение губки .11 манжеты 10 через сту пень 3 с образованием герметичного контакта рабочей кромки 13 с участком вала 2 большего диаметра 2 аналогично перемещению при заправке гидроагрегата рабочей средой после складского хранения.

Таким образом, при работе герметиэи- щ руюшего устройства рабочая кромка 13 манжеты 10 находится в контакте только ь. неподвижным валом 2 (или при малых его оборотах в процессе запуска и остановки гидроагрегата), что обеспечивает высокую долговечность и надежность ра .боты упл тнения, а также допускает использование манжет при температурах более низких, чем допускаемые по морозостойкости материала манжет.

Герметизация в период отсутствия кон, такта между рабочей кромкой 13 манже» ты 10 и валом 2 осуществляется с помощью импеллера 4 и образованного зазором

9 шелевого уплотнения, которые в совокупФормула изобретения

Комбинированное уплотнение, вкпочаюшее установленные в корпусе динамический имиеллер с лопатками, установленный на валу, и манжету, рабочая кромка губки которой образует зазор с валом при динамическом режиме работы, о т л и ч а юш е е с я вм, что, с целью повышения надежности герметизации и повышения срока службы, вал выполнен ступенчатым, на.. участке вала с меньшим диаметром установлен диск между импеллером и манжетой, в диске выполнены сквозные отверстия, оси которых расположены между поверхностью, образованной внутренним диаметром лопаток импеллера и поверхностью, образованной наружным диаметром губки манжеты, при этом манжета подпружинена относительно корпуса с воэможностью перемещения со ступени вала большего диаметра на ступень с меньшим диаметром.

2. Уплотнение по п.l, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что внутренний диаметр диска выполнен в интервале от наружного диаметра губки манжеты до наружного диаметра манжеты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голубев Г. А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. М., "Машиностроение, 1976, с.70, рис.39.

77 969 1

Составитель Р . Бутома

Техред Ж. Кастелевич Корректор М. немчик

Редактор М. Недолуженко

Подписное

Филиал ППП Патент", r.Óæãîðîä,, ул. Проектная, 4,Заказ 7995/5 0 Тираж 1095

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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