Уплотнение вращающегося вала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл. Г. 16 У 15/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ВИ. Ласунский и А. С. Соколов Московский автомобйльный завод им. И. А. Л хачевас.,(71) Заявитель(54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАКЩЕГОСЯ ВАЛА У = (1,21,5)б ф Ь Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь зовано для уплотнения высокооборотных валов, вращающихся с радиальным биением при вводе их в вакуумную камеру.Известно уплотнение вращающегося вала, содержащее пакет зафиксированных от вращения дисков, выполненных в виде полуколец, установленных в корпусе с зазором по наружному диаметру, превышающим максимально возможное радиальное биение уплотняемого вала при его вращении в корпусе, охватывающих своими цилиндрическими пояска ми цилиндрическую поверхность вала с диаметральным зазором, меньшим,.чем указанное биение, и поджатых.в осевом направлении упругими элементами, допускающими упругое радиальное смещение дисков и их перекос относительно оси вала 11.Такое уплотнение требует смазки, а для условий вакуума может быть применена только специальная смазка, что потребует значительного усложнения уплотняющего устройства. К тому.же уплотнение, состоящее из полуколец, при вибрациях вала может раскрыться и потерять герметичность. Цель изобгетения - повышение надежности работы уплотнения работающего без смазки в условиях сильной вибрации и при значительных деформациях вала под действием осевых и радиальных силукаэанная цель достигается тем, что диски выполнены неразреэными, причем ширина Ь цилиндрического пояска каждого диска равна 0,010,03 диаметра 0 цилиндрической поверхности вала, а диаметральный зазор между указанными поверхностями днсков и вала равен где б - максимальный угол перекоса дисков относительно оси вала, рад,На фиг. 1 схематически изображено уплотнение, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3- схема расположения пакета дисков относительно цилиндрической поверхности вала.В корпусе 1 вакуумной камеры (не показана) выполнено гнездо 2 с двумя пазами 3 и кольцевой канавкой 4. В канавке 4 установлено упругое уплотнительное кольцо 5, к которому при 838212легает пакет неразрезных дисков б,зафиксированных от вращения выступами 7, входящими в пазы 3. Диски 6 охватывают своими цилиндрическими поясками 8 цилиндрическую поверхностьвала 9 с диаметральным зазоромменьшим, чем радиальное биение вала9 при его вращении. Нажимное кольцо10, поджатое пружинами 11, установленными в крышке 12, прижимает пакетдисков 6 к уплотнительному кольцу 5.Нажимное кольцо 10 может перемещаться вдоль оси цилиндрической поверхности 13 крышки 12, Диски б установлены в гнезде 2 корпуса . с зазоромЙ по наружному диаметру О,. превышающим максимально возможное радиальное биение вала 9 при его вращении.Уплотнительное кольцо 5, нажимноекольцо 10 и зазоры д и Е допускаютупругое радиальное смещение дисковб и их перекос относительно оси ва Ола 9, что компенсирует все погрешности, возникающие при изготовлении,монтаже и работе элементов уплотнения и механизмов привода вала.Для предотвращения заедания дисков б на валу 9 при их перекосе относительно оси вала 9 ширина Ь цилиндрического пояска 8 выбирается равной 0,010,03 диаметра О цилиндрической поверхности вала 9.Диаметралъный зазор Ю между поверхностями вала 9 и цилиндрического пояска 8 выбран таким образом, чтобысвести к минимуму утечку газа и исключить заедание дисков б на валу 9при их перекосе, и равен д= (1, 351,5)а Ь где с 6 - максимальныи уголперекоса дисков б относительно осивала 9, рад,Выбор параметров уплотнения определяеся из условия получения минимальных утечек. При увеличении ширины пояска каждого диска сверх 0,03 Овследствие соответствующего увеличения зазора О утечки увеличиваются.Уменьшение ширины пояска до величин,меньших 0,01 О, хотя и позволяетуменьшить зазор 0, также снижаетсопротивление перетеканию рабочейсреды через уплотнение, так.как уменьшается протяженность щели. Выбор коэффициента прн определении величиныЮ, равного 1,21,5, определяетсянеобходимостью иметь некоторый запасзазора при перекосе дисков для компенсации некруглости и тепловых деформаций вала и дисков. 55Уплотнение вала для ввода в вакуумную камеру работает следующим образомм.Вал 9 предварительно прокручиваютна малых оборотах. При этом диски б Щлегко смещаются и находят свои места относительно вращающегося вала 9.Смещение дисков б облегчается тем, что в данный момент пакет дисков б сжимается лишь небольшим усилием пружин 11 и поэтому при смещении дисков 6 не происходит их нагрев и заедание, после чего включаются вакуумные насосы и создается разрежение в вакуумной камере.При этом на нажимное кольцо 10 действует разность давлений: с одной стороны - давление атмосферы, а с другой - вакуум в камере. Возникающее при этом усилие дополнительно сжимает пакет дисков б и Фиксирует их в рабочем положении.При деформации или радиальном биении вала 9 под действием осевых и радиальных сил диски 6 благодаря зазору 6 между цилиндрической поверхностью гнезда 2 и наружным диаметром О могут смещаться в радиальном направлении. В результате постоянно сохраняется диаметральный зазор о 6 между поверхностью вала 9 и цилиндрической поверхностью пояска 8 каждого из дисков б, Таким образом, исключено трение дисков б о цилиндрическую поверхность вращающегося вала 9 и, следовательно, отсутствует износ дисков.Формула изобретенияУплотнение вращающегося вала, содержащее пакет зафиксированных от вр.,щения дисков, установленных в корпусе с зазором по наружному диаметру, превышающим максимально возможное радиальное биение уплотняемого вала при е 1 о вращении в корпусе, охватывающих своими цилиндрическими поясками цилиндрическую поверхность вала с диаметральным зазором, меньшим, чем указанное биение, и поджатых в осевом направлении упругими элементами, допускающими упругое радиальное смещение дисков и их перекос относительно оси вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыцения надежности работы уплотнения, диски выполнены неразрезными, причем ширина Ь цилиндрического пояска каждого диска равна 0,010,3 диаметра О цилиндрической поверхности вала, а диаметральный зазор д" между указанными поверхностями дисков и вала равен0 = (1,21,5)б Ьгде О - максимальный угол перекоса дисков относительно оси вала, рад.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Р 1237594, кл. Г 2 В, опублик. 1970.838212 Составитель Г. БутомаоваТехред С,Мигунова Корректор, М. Марош дактор С. Заказ 4389/49 Пат од, ул, Проектная,илиал Тираж 1006 ВНИИПИ Государст по делам изоб 3035, Москва, ЖПод енного комитет етений и откр Раушская наб