Стояночное уплотнение

(088.8) по Аелам нзабретеннн н атнрмтий, М. Забалу изобретения 71) Заявитель НЕНИ ОЯНОЧНОЕ У Изобретение касается уплотнительной техники, в частности стояночных уплотнений вращающихся валов гидравлических агрегатов, представляющих собой комбинацию из последовательно установленных бесконтактного (динамического) уплотнения, обеспечивающего необходимую степень герметичноети при врашении вала, и отключаюшегося контактного уплотнения, обеспечивающего герметичность при неподвижном валу и при малых скоростях его врашения.Известны стояночные уплотнения манжетного типа, в которых в качестве контактного уплотнения использована манжета 1.Недостатком известного стояночного уплотнения является невысокая надежность и эффективность раскрытия манжеты при раскрутке вала, а также возможность взаимодействия нагружаюших и разгружаюших устройств с рабочей средой, что связано с размещением последних непосредственно на открытом участке губки манжеты, обращенной к полости с рабочей средой.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, а также более совершенным в части надежности и эффективности раскрытия манжеты, изоляции нагружаюШих и раз гружаюших устройств от воздействия рабочей среды является стояночное уплотнение манжетного типа, содержащее прижимаюшее рабочую кромку манжеты к выступу корпуса на стоянке и отжимающее ее при вращении вала устройства, размешенные в кольцевой полости, выполненной в губке манжеты и открытой со стороны, обратной уплотняемой полости с рабочей средой, а также опорный диск с кольцевым 1 О выступом, ограничивающим аксиальное перемещение губки манжеты и указанных устройств под действием давления в уплотняемой полости 2.Известное устройство имеет недостаточновысокую надежность и быстродействие рас крываюшего устройства и не обеспечиваетнеравномерности обжатия выступа корпуса рабочей кромкой манжеты, что не позволяет создать условия для возникновения гидро- динамического режима трения в зоне контакта рабочей кромки с выступом корпуса и, как следствие этого, повысить долговечность контактного уплотнения.Целью изобретения является повышениенадежности и быстродействия отжимающегозустройства при одновременном обеспечении неравномерности обжатия выступа корпуса рабочей кромкой манжеты.Указанная цель достигается тем, что кольцевой выступ опорного диска выполнен с радиальными отверстиями, в которых расположено отжимающее устройство, выполненное в виде тел вращения, а поджимающее устройство выполнено в виде разрезной втулки с упругими лепестками, охватывающими тела вращения отжимающего устройства, при этом суммарный размер толщины разрезной втулки и диаметра тел вращения равен радиальному размеру кольцевой полости.На фиг. 1 представлен вариант выполнения стояночного уплотнения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на опорный диск; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид А на фиг. 1, на разрезную втулку.Манжета с кольцевой полостью 1 в ее эластичной губке 2 своим армированным корпусом 3 установлена во втулке 4, закреплена в ней с помощью пружинного кольца 5 и контактирует с опорным диском 6, имеющим кольцевой выступ 7, входящий в кольцевую полостьгубки 2.Втулка 4 скреплена с валом 8 и герметизирована относительно него с помощью уплотнения 9. В кольцевом выступе 7 выполнены радиальные отверстия 10, в которых установлены тела вращения 11 отжимающего устройства, в качестве которых использованы шарики подшипников из материала с большой плотностью, например из металла.Указанные тела вращения 11 контактируют с поверхностью меньшего диаметра кольцевой полости 1 эластичной губки 2 манжеты и под действием усилия от возникающей при монтаже деформации упругих лепестков 12 разрезной тонкостенной втулки 13, закрепленной вблизи основания кольцевого выступа 7 опорного диска 6, прижимают рабочую кромку 14 губки манжеты к цилиндрическому выступу 15 корпуса 16 гидравлического агрегата, обеспечивая некоторую неравномерность по периметру зоны контакта распределения контактного усилия и создавая тем самым условия для возникновения гидродинамического режима смазки в зоне контакта при вращении вала.С корпусом 3 манжеты скреплен ограничитель радиальной деформации губки 2 манжеты, выполненной в виде кольца 17, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра губки 2 манжеты, например на величину, не меньшую радиального натяга, возникающего при контакте рабочей кромки 14 губки 2 манжеты с цилиндрическим выступом 15 корпуса 16. Роль такого же ограничителя радиальной деформации участка губки 2 манжеты со стороны меньшего диаметра кольцевой полости 1 выполняет обращенная к нему поверхность кольцевого о 15 го 25 зо 35 40 45 50 55 4выступа 7 опорного диска 6, причем разница в диаметрах этих поверхностей также не меньше радиального натяга. На валу 8 установлено динамическое уплотнение, например в виде винтового. насоса или импеллера с лопатками 18, которое может быть выполнено как совместно с втулкой 4, так и раздельно. Для удержания тел вращения 11 в радиальных отверстиях 10 кольцевого выступа 7 опорного диска 6 при монтаже в каждом отверстии 10 выполнен участок 19, сужающийся в сторону рабочей кромки 14 губки 2 манжеты, причем наименьший размер этого участка меньше диаметра тела вращения 11,Стояночное уплотнение работает следующим образом.При неподвижном вале 8 гидравлического агрегата утечка рабочей среды, находящейся под давлением в уплотняемой полости, предотвращается с помощью манжеты, губка 2 которой под действием тел вращения 11, поджимаемым лепестками 12 разрезной тонкостенной втулки 13 к внутренней поверхности меньшего диаметра кольцевой полости 1 губки 2, контактирует своей рабочей кромкой 14 с цилиндрическим выступом 15 корпуса 16 гидравлического агрегата. Выступом 7 опорного диска 6 ограничиваются радиальные и осевые перемещения губки 2 манжеты под действием давления рабочей среды. При вращении вала 8 вместе с втулкой 4, опорным диском 6, манжетой, ее поджимающим и отжимающим. устройством, и импеллером с лопатками 18 возникают центробежные силы от массы губки 2 манжеты, тел вращения 11 и лепестков 2 разрезной тонкостенной втулки 13, воздействующие на лепестки 12 и эластичную губку 2 манжеты и деформирующие их в радиальном направлении до соприкосновения наружной поверхности губки 2 с кольцом 17, а поверхности кольцевой полости меньшего диаметра с внутренней поверхностью кольцевого выступа 7 опорного диска 6. При этом манжета раскрывается, т. е, нарушается контакт рабочей кромки 14 с цилиндрическим выступом 15 корпуса 16 гидравлического агрегата, предотвращается изнашивание рабочей кромки 14 при номинальных оборотах вала, а необходимая герметичность обеспечивается динамическим уплотнением. При переходном режиме от стоянки к номинальным оборотам вала 8 и от номинальных оборотов к остановке в зоне контакта рабочей кромки 14 с цилиндрическим выступом 15 корпуса 16 возникает гидро- динамический режим трения, обусловленный неравномерностью распределения контактного усилия по периметру рабочей кромки 14, вызванной дискретной передачей радиального усилия от действия давления рабочей5среды и упругих лепестков 12 тонкостенной втулки 13 через тела вращения 11 на губку 2 и рабочую кромку 14, что предотвращает изнашивание рабочей кромки 14 и обеспечивает высокую долговечность стояночного уплотнения в целом. 5Использование тел врашения 11, установленных в направляю ших радиальных отверстиях 10 кольцевого выступаопорного диска 6, обеспечивает снижение трения при их перемещении, увеличивает надежность и быстродействие отключающего уст ройства при повышении, оборотов вала 8, а также ускоренное возвращение тел вра шения 11 в исходное положение и закрыти манжеты при снижении оборотов вала, что в целом повышает герметичность стояноч ного уплотнения, особенно в период работы его в переходном режиме. Подбором массы тел вращения 11 можно осуществлять регулировку (при одних и тех же условиях рабЬты и неизменных конст руктивных характеристиках уплотнения) величинЫ скорости вращения, при которой необходимо включать и отключать стояночное уплотнение для получения оптимального эффекта по долговечности и герметичности.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении долговечности и надежности стояночного уплотнения. формула изобретенияСтояночное уплотнение манжетного типа,содержащее прижимающее рабочую кромкуманжеты к выступу корпуса на стоянке иотжимающее ее при вращении вала устройство, размещенное в кольцевой полости,выполненной в губке манжеты и открытойсо стороны, обратной уплотняемой,полостис рабочей средой, а также опорный дискс кольцевым выступом, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности и быстродействия отжимающего устройства приодновременном обеспечении неравномерности обжатия выступа корпуса рабочей кромкой манжеты, кольцевой выступ опорногодиска выполнен с радиальными отверстиями,в которых расположено отжимающее устройство, выполненное в виде тел вращения,а прижимающее устройство выполнено в виде разрезной втулки с упругими лепестками,охватывающими тела вращения отжимающего устройства, при этом суммарный разтел вращения равен радиальному разремутел вращения равен радиальному размерукольцевой полости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Голубев Г. А. и др. Контактные уплотнения вращаюшихся валов. М., Машиностроение, 1976, с. 71 72, рис. 39.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеФ 2771796/25-08, кл. Р 16 1 15/32, 1979.870813 ЗЛА2 Составитель Г, БТехред А. БойкасТираж 1009ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о113035, Москва, Ж - 35, Раушскаялиал ППП Патент, г. Ужгород,едактор А. Ахмедовааказ 8387/4 утомаКорректор Н. СтепПодписноетета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул Проектная 4