Уплотнительный узел вала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1 813061 (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 31.0378 (21) 2596961/25-08 5 ® К„з с присоединением заявки ¹

F 16 J 1 5/52

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Г1риоритет—

Опубликовано 1503,81. Бюллетень № 10 (53) УД 62-762 (088.8) Дата опубликования описания 150381

В. С. Трухов, Ю. Е. Ключевский, Е. п. Орда, И.A. Турсунбаев и А.И. Семянников

t э 2 (72) Авторы изобретения

Физико-технический институт АН Узбекской Ь е--и-Особое конструкторское бюро при Физико-техническом институте им. С.В. Стародубцева (71) Заявители (54 } УплОтнительный Узел ВАЛА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для герметичности уплотнения валов .в условиях повышенного давления в уплотняемой полости.

Известны уплотнительные узлы,содержащие два вала, подвижно соединенные с промежуточным кинематическим звеном,служащим для передачи крутящего момента, и гибкий уплотнитель-диаАрагму (1).

Однако при малых размерах диафрагмы последняя иэ-эа деформации ее кинематическим звеном быстро разрушается,а при больших размерах диафрагмы невозможно испольэовать узел при повышенном давлении в уплотняемой полости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство герметической передачи вращательного движения, содержащее два соосно установленных вала, подвижно и эксцентрично соединенных с промежуточным кинематическим звеном,и гибкий уплотнитель,связанный с корпусом вала и промежуточным кинематическим звеном. Промежуточное кинематическое звено выполнено в виде соеди- 30 ненной муфты с двумя соосно установленными подшипниками,а гибкий уплотннтель выполнен в виде либо гофрированной диафрагмы, либо диафрагмы с волнообразным профилем и расположен между боковой поверхностью кинематического звена (муфты) и цилиндрической стенкой корпуса. Зазор между кинематическим звеном и внешними стенками корпуса при вращении валов циклично изменяется в зависимости от положения соединительной муфты, подвижно связанной с эксцентриками валов (2j.

Однако в работе гибкого уплотнителя участвуют одни и те же участки диафрагмы. Такое конструктивное исполнение приводит к тому,что гибкий элемент исйытывает ие только деформацию изгиба на одних итех же участках,но и деформацию растяжения, которая возникает под действием сил от давления уплотняемой среды,изменяющихся в зависимости от величины зазора. Таким образом, гибкий уцлотнитель испытывает циклическую нагрузку,что приводит к его быстрому износу,т.е.сокращению ресурса уплотнитепьного узла.

Цель изобретения — повышение надежности и ресурса работы уплотнительного узла.

813061

Поставленная цель достигается тем, что в уплотнительном узле вала,содержащем два соосно установленных вала, подвижно и эксцентрично соединенных с промежуточным кинематическим звеном, и гибкий уплотнитель,связанный с корпусом вала и промежуточным кинематическим звеном, последнее выполнено в виде диска с двумя цапфами,а гибкий уплотнитель выполнен в виде замкнутой полой оболочки,размещенной в зазоре между диском и корпусом вала.

При этом полость гибкого уплотнителя заполнена подвижной средой.

На чертеже схематически изображен предлагаемый уплотнительный узел в сборе с сопряженными деталями, разрез.

Уплотнительный узел вала содержит выходной вал l,êîòoðûé подвижно установлен в корпусе 2,на валу 1 закреплена полумуфта З,в .корпус которой вмонтирована антифрикционная втулка 4.

Аналогичная полумуАта 5,жестко соединенная с внешним валом 6 и установленная подвижно в крышке 7,имеет антифрикционную втулку 8.

Обе полумуфты 3 и 5 кинематически связаны между собой посредством промежуточного кинематического звена, выполненного в виде диска 9 с двумя соосно установленными цапфами

10 и 11, которые в свою очередь,также подвижно соединены с полумуфтами 3 и 5. .В зазор постоянной величины между диском 9 и корпусом 2 вала вс роен гибкий уплотнитель 12,выполненный в виде замкнутой полой дискообразной оболочки с двумя отверстиями, причем кромка одного отверстия герметично закреплена в корпусе 2 вала,а кроцка другого отверстия — в цапле 10, проходящей внутри уплотнителя 12.

Внутренняя полость 13 гибкого уплотнителя 12 свободно сообщается с полостью корпуса 2 через неуплотненные зазоры в подшипниковом узле 14.

Уплотнительный узел работает следующим образом.

Вращение выходного вала 1 через полумуфту З,цапфы 10 и 11 и полумуфту 5 передается внешнему валу 6. Так как цапфы 10 и 11 подвижно установлены в полумуфтах 3 и 5 посредством втулок 4 и 8, то при вращении выходного и внешнего валов промежуточное кинематическое звено, перемещаясь по круговой траектории, не вращается вокруг своей оси и тем самым обеспечивает перекатывание и нескручивание гибкого уплотнителя 12.

Избыточное давление уплотняемой полости благодаря неуплотненным зазорам в подшипниковом узле 14 прижимает полую оболочку гибкого уплотнителя 12 с одной стороны к торцовой поверхности корпуса 2,а с другой

40 стороны - к диску 9 кинематического звена.

Выполнение гибкого уплотнительного элемента в виде полой перекатывающейся оболочки и размещение его в зазоре постоянной величины между диском промежуточного кинематического звена и корпусом вала приводит к значительному увеличению ресурса уплотнительного узла при повышенных давлениях. Это объясняется тем,что в предлагаемой конструкции велйчина зазора между диском кинематического звена и корпусом вала,где размещен гибкий уплотнитель,всегда постоянна и может быть приведена к минимальным значениям, определяемым толщиной оболочки гибкого уплотнителя и радиусом ее перекатывания.

Это приводит к равномерному распределению давления уплотняемой среды на стенки корпуса, причем гибкий уплотнитель испытывает только деформацию изгиба,в то же время как циклические изменения нагрузок отсутствуют,следовательно отсутствует переменная деформация растяжения. Кроме того,при перекатывании эакнутого гибкого уплотнителя в работе участвует значительная часть его поверхности и торцовые стенки гибкого уплотнителя разгружены,так как они опираются с одной стороны на торцовую поверхность корпуса,с другой стороны на поверхность диска,т.е. давлением нагружен только край гибкого уплотнителя.

Таким образом, предлагаемая конструкция Позволяет за счет уменьшения размера зазора между диском кинематического звена и корпусом картера работать при повышенных давлениях рабочего газа в герметиэируемой полости.

Формула изобретения

1. Уплотнительный узел вала,содержащий два соосно установленных вала, подвижно и эксцентрично соединенных с промежуточным кинематическим звеном, и гибкий уплотнитель,связанный с корпусом вала и промежуточным кинематическим звеном, о т л и ч а ю щ и й— с я тем,что,с целью повышения надежности и ресурса работы,промежуточное кинематическое звено выполнено в виде диска с двумя цапфами,а гибкий уплотнитель выполнен в виде замкнутой полой оболочки, размещенной в зазоре между диском и корпусом вала.

2. Узел по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем,что полость гибкого уплотнителя заполнена подвижной средой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рот A. Вакуумные уплотнения, Энергия, 1971,- с.308.

2. Патент Франции Р 1278003, кл F 16 Т,опублик 1960.

813061

Составитель .Г. /Луренко

Техред A. Ач Корректор С. Шекмар

Редактор В. Романенко

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 737/44 Тираж 1006 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7<-35, Раушская наб., д. 4/5