Уплотнительный узел вала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 31.0378 (21) 2596961/25-08 с присоединением заявки Мо Р 16 Л 15/52 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150381 В.С, Трухов, Ю,Е. Ключевский, Е,п, Орда,И.А. Турсунбаев и А.И. Семянниковю е:(72) Авторы изобретения Физико-технический институт АН Узбекской Ь.-и-Особоаконструкторское бюро при Физико-техническом институтеим. С.В. Стародубцева(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,содер. жащие два вала, подвижно соединенные с промежуточным кинематическим звеном,служащим для передачи крутящего момента, и гибкий уплотнитель-диаА- рагму 1 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 20 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 ненной муфты с двумя соосно установленными подшипниками,а гибкий уплотннтель выполнен в виде либо гофрированной диафрагмы, либо диафрагмы с вол" нообраэным 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 21.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 45 50 55 60 65 Поставленная цель достигается тем,что в уплотнительном узле вала,содер"жащем 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 ввиде диска с двумя цапфами,а гибкий уплотнитель выполнен в виде замкнутой полой оболочки,размещенной в зазоремежду диском и корпусом вала,При этом полость гибкого уплотнителя заполнена подвижной средой.На чертеже схематически изображенпредлагаемый уплотнительный узел всборе с сопряженными деталями, разрез.Уплотнительный узел вала содержитвыходной вал 1,который подвижно установлен в корпусе 2,на валу 1 закреплена полумуфта З,в .корпус которойвмонтирована антифрикционная втулка 4,Аналогичная полумуАта 5,жесткосоединенная с внешним валом б и установленная подвижно в крышке 7,имеет антифрикционную втулку 8.Обе полумуфты 3 и 5 кинематическисвязаны между собой посредством промежуточного кинематического звена,выполненного в виде диска 9 сдвумя соосно установленными цапфами10 и 11, которые в свою очередь,также подвижно соединены с полумуфтами 3 и 5,.В зазор постоянной величины междудиском 9 и корпусом 2 вала встроенгибкий уплотнитель 12,выполненныйв виде замкнутой полой дискообразнойоболочки с двумя отверстиями, причемкромка одного отверстия герметичнозакреплена 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 неуплотненныезазоры в подшипниковом узле 14.Уплотнительный узел работает следующим образом.Вращение выходного вала 1 черезполумуфту 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 нескручиваниегибкого 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 5 О 15 20 25 30 35 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 кинематическогозвена и корпусом вала приводит кзначительному увеличению ресурса уплотнительного узла при повышенныхдавлениях. Это объясняется тем,чтов предлагаемой конструкции велйчиназазора между диском кинематическогозвена и корпусом вала,где размещенгибкий 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 участвуетзначительная часть его поверхности и торцовые стенки гибкого уплотнителя разгружены,так как они опираются содной стороны на торцовую поверхность корпуса,с другой стороны на поверхность диска,т.е. давлением нагружентолько край гибкого уплотнителя,Таким образом, предлагаемая конструкция Позволяет за счет уменьшенияразмера зазора между диском кинематического звена и корпусом картераработать при повышенных давленияхрабочего газа в герметиэируемой полости,Формула изобретения1. 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 выполненов виде диска с двумя цапфами,а гибкий уплотнитель выполнен в виде замкнутой полой оболочки, размещенной взазоре между диском икорпусом вала.2. Узел по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем,что полость гибкогоуплотнителя заполнена подвижной средой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рот А. Вакуумные уплотнения,фЭнергия, 1971,. с.308,2, Патент Франции Р 1278003,кл Р 16 Т,опублик. 1960,813061 Составитель.Г. Щуренкоктор В. Романенко Техред А.Лч Корректор С.Шекм одписно Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 737/44 Т ВНИИПИ Государствен по делам иэобрете 113035, Москва, 7(-35, раж 1006го комитета СССРй и открытийушская наб., д, 4