Уплотнение манжетного типа

 

О П И С А Н И Е <,932037

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик (5l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 29. (0.80 (2() 2994853/25-08 с присоединением заявки М— (23)Приоритет .(5I)M. Кл.

F 16 J 15/32

9еударотааавый комитет

СССР вв делам изобретений н юткрытнй

Опубликовано 30 ° 05 ° 82 Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УДК62-762 (088.8) И. Н. Черский, И.З. Гольдштрах, С. В. Корбанков, С. Н.Попов, В. И. Маланинев, В, Е.Агафонов, В. В.Тол чев и В.А.Моров 4:,М „

Институт физико-технических проблем Север ": "::. :.:: ;,3 (72) Авторы изобретения (7() Заявитель (541 УПЛОТНЕНИЕ МАНЖЕТНОГО ТИПА

Изобретение относится к уплотни тельной технике.

Известны манжетные уплотнения, содержащие уплотнительные элементы, соединенные промежуточным звеном, в которых предусматривается поджатие уплотняющих элементов к уплотняемым деталям упругими элементами (1J .

Недостатки их — незначительный ресурс работы из-за неравномерного из1 носа уплотнительных элементов.

Цель изобретения — повышение сро" ка службы уплотнения.

Для достижения этой цели промежуточное звено выполнено в виде гофрированной мембраны, средство передачи усилия упругих элементов — в виде кольцевых сегментов, примыкающих к внутренним поверхностям уплотнительных элементов. Между уплотнительными элементами установлено опорное кольцо, прижимаемое торцом к гофрам мембраны осевыми упругими элементами.

Опорное кольцо можно выполнять зацело с сепаратором.

Радиальные пружины взаимодействуют с промежуточными элементами, изменяющими усилие поджима в функции

5 температуры уплотнения. При этом промежуточные элементы могут выполнять- ся из биметаллических пластин или из материала, обладающего эффектом "па(о мяти и формы".

На фиг.1 показано уплотнение манжетного типа, осевой разрез; на фиг.2 — частичный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на (5 ю фиг.2; на фиг.4 - вариант выполне ния уплотнения.

Уплотнение состоит из фторопластового уплотнителя с уплотнительными элементами 1 и 2, соединенными между собой мембраной 3 с гофрами 4. Между элементами 1 и 2 расположены сепаратор 5 с радиальными окнами 6, в ко торых размещены упругие элементы,, íàïðèìåð цилиндрические пружины 7.

Формула изобретения

3 932037

Усилие последних передается на уплотнительные элементы 1 и 2 через кольцевые сегменты 8, примыкающие к внутренним цилиндрическим поверхностям уплотнительных элементов. В сепараторе 5 выполнены также осевые окна 9, в которых расположены осевые упругие элементы, например цилиндрические пружины 10. Усилие последних передается на гофры 4 через опорное кольцо 10

11 (Фиг.4) которое может быть выполнено за одйо целое с сепаратором 5 (Фиг.3) ° В одном из возможных вариантов радиальное усилие пружин 7 передается на уплотнительные элементы

1 и 2 через промежуточные элементы

12„ изменяющие усилие поджима в функции температуры в зоне уплотнения. Промежуточные. элементы 12 могут быть выполнены в виде биметаллических 20 пластин, или пластин из материала, обладающего эффектом "памяти формы", такого как нитинол.

Уплотнение устанавливается в корпус 13, охватывающий уплотняемый вал 25 или шток 14..

Уплотнение манжетного типа работает следующим образом.

Радиальное усилие пружин 7 передается на уплотнительные элементы 1 и

2, .обеспечивая контактное давление их с корпусом 13 и валом 14, чем обеспечивается герметичность узла; по мере износа поверхностей уплотнительных элементов 1 и 2 компенсация этого износа обеспечивается радиальной податливостью уплотнительных элементов за счет распрямления гофров 4 мембраны

3. Этому способствуют также осевые

40 пружины 10, создающие распрямляющее усилие, передаваемое и." гофры 4 мембраны 3 через опорное кол.,цо 11 или сепаратор 5. За счет податливости уплотнительных элементов 1 и 2, соединенных мембраной 3 с гофрами 4, обес- печивается компенсация радиальных биений вала 14, а также погрешности установки вала, 14 в корпусе 13.

Регулирование усилий пружин 7 при изменении температуры осуществляется следующим образом. Биметаллические пластины 12 устанавливаются таким образом, что при увеличении температуры пластины 12 принимают форму, приближающуюся к форме кольцевых внеш-55 них сегментов 8 (фиг.2), увеличивая тем самым длины Пружин 7, за счет чего усилие их снижается. При понижении температуры наблюдается обратная картина.

В случае выполнения пластин 12 из сплава, обладающего эффектом "памяти формы"; предварительное термоциклирование пластин осуществляется таким образом, чтобы каждой температуре соответствовала определенная форма пластины, обеспечивающая оптимальное усилие пружин 7 на уплотнительные элементы 1 и 2.

Форма и количество гофров мембраны, количество и характеристики пружин 7 и 10 подбираются, исходя из конкретных значений параметров уплотняемой среды, габаритов уплотнительного узла, материалов уплотнительных элементов и других факторов.

Преимуществами изобретения являются; повышенный ресурс уплотнения эа счет компенсации износа уплотнительных элементов и равномерности нагружения их радиальными упругими элементами; обеспечение автоматически оптимального режима нагруженных уплотнительных элементов независимо от температуры в зоне уплотнения; снижение технологических требований по точности изготовления деталей уплотнительного узла и точности их монтажа за счет компенсации технологических погрешностей.

1. Уплотнение манжетного типа, содержащее взаимодействующие с уплотняемыми деталями уплотнительные weменты, соединенные промежуточным звеном, упругие элементы для поджима уплотнительных элементов и средство для передачи усилия упругих элементов, помещенных в сепаратор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы, промежуточное звено выполнено в виде гофрированной мембраны, а средство для передачи усилия - в виде кольцевых сегментов, примыкающих к внутренним поверхностям уплотнительных элементов, при этом каждая пара противолежащих сегментов взаимодействует, по меньшей мере, с одним упругим элементом.

2. Уплотнение по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гофры мембраны выполнены торообраэными.

3. Уплотнение по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что между уплотни5 9320 тельными элементами установлено опорное кольцо, примыкающее торцом к гофрам мембраны и поджатое к последним осевыми упругими элементами, расположенными равномерно по окружности.

Й.Уплотнение по пп.1 и 3,о т л ич а ю щ е е с я тем, что опорное кольцо выполнено зацело с сепаратором, в котором выполнены окна под осевые упругие элементы. 1О

5. Уплотнение по и.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что радиальные упругие элементы взаимодействуют с кольцевыми сегментами через промежуточные элементы, изменяющие усилие 1З

Фиг. 5

ВНИИПИ Заказ 3705/46

Тираж 981 Подписное

Филиал ППП "Патент",,г. Ужгород, ул. Проектная, 37 6 поджима упругих элементов в функции температуры в зоне уплотнения.

6. Уплотнение по п.5, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что промежуточные элементы представляют собой биметаллические пластины.

7. Уплотнение по п.5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что промежуточ- ные элементы выполнены из материала, обладающего эффектом "памяти формы" °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Черский И.Н. Полимерные материалы в современной уплотнительной технике, Якутск, 1975, с.71.