Сальник для вращающегося вала

:рг 72) Авторы изобретеии А. Медведская, Г.А. Раханский,сман и Н,И. Матросов В.П. БурякИ ф Специальное конструкторско-технологическое бюро Донецкого физико-технического института АН Украинской ССР(71) Заявитель 5 Ь) САЛЬНИК ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в установках для гидропрессования металлов.Известен сальник вращающегося ва ла, состоящий из металлической гильзы, посаженной на вращающийся вал 11.Недостатком этой конструкции является то, что с наружной стороны на гильзу действует одинаковое по ее длине гидравлическое давление, но так как .в зазоре между гильзой и валом вследствие вязкого течения среды давление падает, гильзу частично обжимают вокруг. вала, что способствует изменению давления в зазоре. Величи" ну упругой деформации и, следовательно, величину удельных давлений в паре вал - уплотнительный элемент ре" гулируют изменением толщины металличе ской гильзы, Кроме того, для обеспечения необходимого минимального зазора сопрягаемые поверхности выполняют тщательно притертыми. Однако обеспечить надежное уплотнение при вводе вращающегося вала в блок высокогодавления в широком диапазоне скоро-5стей и вязкости рабочих сред измене-нием одного геометрического параметра гильзы весьма затруднительно.Сальник находится в зоне вывокогодавления. В результате этого при давлении свыше 6 кбар и скорости враще-.ния вала свыше 0,1 м/с цилиндрическаягильза деформируется настолько, чтожидкость из зазора вытеснится, граничное трение переходит в сухое, чтоприводит к нагреву вращающегося вала,и выходу из строя как металлической;.уплотнительной гильзы, так и вращающегося вала.Наиболее близким по технической 2 в сущности к предлагаемому являетсясальниковое уплотнение, содержащеекорпус, запорную пробку, камеру высокого давления, выполненную ступен-ью962705 3чатой гильзу и уплотнительные элементы2).Недостатком конструкции являетсято, что она не обеспечивает надежнойработы уплотнения при вращении валав широком диапазоне скоростей, времени и вязкости рабочей среды,Цель изобретения - обеспечение надежности уплотнения вращающегося вала в широком диапазоне скоростей, вре.16мени и вязкости рабочей среды.Поставленная цель достигается тем,что гильза ступенью большего диаметра обращена в сторону камеры высокогодавления и в ней выполнены, каналы для 15прохода рабочей среды, а в расточкемежду запорной пробкой и наружной1 поверхностью ступени меньшего диаметра гильзы размещены выполненные ввиде набора упругих колец уплотнительные элементы.Кроче того, в растоцке между запорной пробкой и валом размещено опорное кольцо с конической фаскай на3внутренней поверхности, торец сту.пени меньшего диаметра гильзы выполнен коническим с углом конуса 120150 О и сопряжен с конической фаскойопорного кольца.Торец уплотняющей части цилиндрической гильзы выполнен коническим,с углом конуса 120-150 и сопрягается с конусной частью опорного кольца, расположенного в торце растоцки запорной пробки.На чертеже изображен сальниквращающегося вала, представляющийсобой, например узел вращающегосявала установки для непрерывногогидропрессования, совмещенного с во 40лочением.Устройство включает контейнер 1высокого давления, запорную пробку 2, металлическую гильзу 3 с пере-.менной по высоте жесткостью и уп 45лотняющей частью 4, опорное уплотнительное кольцо 5, упругие элементы 6, посаженные на уплотнительную часть гильзы и расположенные врасширительной камере образованной50, поверхностью расточки в запорноипробке 2, вал 8, подшипники 9, опорную плиту 10. Металлическая гильза 3 закреплена в расточке запорной пробки.2 ос" . И нованием в направлении действия высокого давления, например, при помощи резьбового соединения. 4Торцовая часть гильзы 3 выполненаконусной с углом наклона 120-150 исопряжена с конусной частью опорного уплотнительного кольца 5. Уголнаклона выбран из условия мягкогообжатия уплотняющей,частью гильзывращающегося вала 8,Упругие элементы 6 могут быть выполнены в виде отдельных колец,например, из нейлона, фторопласта,полиэтилена, свинца и других материалов.В запорной пробке 2 выполненакольцевая полость 11, которая сообщается с камерой высокого давленияотверстиями 12 в гильзе 3.Устройство работает следующимобразом.Перед началом работы в растоцкузапорной пробки 2 устанавливаютопорное уплотнительное кольцо 5,упругие элементы 6 и закрепляют припомощи резьбового соединения металлическую гильзу 3, При этом ее уплотняющая часть 4 входит в сопряжениес упругими элементами 6, вводятвал 8.Предварительное уплотнение по валу 8 создается и регулируется засчет поджатия торцовых коническихповерхностей гильзы 3 и опорного уплотнительного кольца 5, Это снижаеттребования к тщательности подгонкитрущихся пар, делает стабильной работу уплотнительного узла в процессенабора и сброса давления, пуска и остановки процесса.Уплотнительный узел вводят в контейнер 1 высокого давления и фиксиру.ют опорной плитой 10, Затем созда 2.ют давление 800 кг/см. При наборедавления жидкость через отверстие12,кольцевую полость 11, по зазорумежду сопрягаемыми поверхностями основания гильзы 3 и запорной пробки 2поступает в расширительную камеру 7и воздействует через упругие элементы 6 на наружную поверхность уплотняющей части 4 гильзы 3, уплотняявращающийся вал 8.Одновременно жидкость высокогодавления поступает по зазору междугильзой 3 и вращающимся валом 8 в зону контактирующих поверхностей уплотняющей части 4 и вращающегося вала. Результирующее удельное давлениеопределяется разностью наружного ивнутреннего радиальных давлений. Его962705 Формула изобретения 5величина упругая деформация уплот.няющей части гильзы, и , следовательно, ограниченный предел утечки жидкости при работе регулируются в данном случае изменением внешнего 5воздействия на наружную поверхностьгильзы посредством применения упругого элемента - прокладок различнойжесткости. Жидкость высокого давления, воздействуя на упругие элементы, заставляет их передавать давление на металлическую гильзу, величинарадиального давления изменяется взависимости от жесткости упругогоэлемента, обеспечивая гарантийныйзазор между гильзой и валом с ограниченной утечкой рабочей среды,. Кроме того, упругие элементы спо"собствуют предотвращению утечки жидкости по контакту наружная торцовая 20поверхность гильзы 3 - опорное уп"лотнительное кольцо 5.Расположение гильзы основанием,обращенным в сторону воздействиявысокого давления, обеспечивает сни- Ижение по абсолютной величине внутреннего и наружного радиального давленияжидкости, действующего на соответствующие поверхности уплотняющейчасти гильзы, вследствие ослабления его при движении по зазорам,что в общем улучшает работу уплотнительного узла.Таким образом, используя предлагаемую конструкцию уплотнительногоузла, применяя упругие элементы различной жескости, можно изменять величину наружного давления. Применяяупругий элемент ограниченной длины,либо прокладки различной, возраста- щющей к выходному концу вала, жест"кости, возможно изменение внешнеговоздействия как по длине, так и поабсолютной величине, добиваясь при, этом уплотнения с надежным раздели;тельным слоем рабочей среды, выполняющей роль смазки,бТехнико-экономдческая эффективность предлагаемого сальника позволяет, не изменяя общей его конструкции посредством упругих прокладок обеспечить работу в широком диапазоне скоростей, времени и рабочих сред. 1. Сальник для вращающегося вала, содержащий корпус, запорную проб ку, камеру высокогО давления, выпол;. ненную ступенчатой гильзу и уплотнительные элементы, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения вращающе" гося вала в широком диапазоне скоростей, времени и вязкости рабочей среды, гильза ступенью большего диаметра обращена в сторону камеры высокого давления и в ней выполнены каналы для прохода рабочей среды, а в расточке между запорной пробкой и наружной поверхностью ступени меньшего диаметра гильзы размещены выполненные в виде набора упругих колец уплотнительные элементы.2. Сальник по п.1, о т л й ч а ющ и й с я тем, что в расточке между запорной пробкой и валом размещено опорное кольцо с конической фаской на внутренней поверхности, торец ступени меньшего диаметра гильзы выполнен коническим с углом конуса 120-150 и сопряжен с конической фаской опорного кольца. Источники информации,принятыв во внимание при экспертизе ,Циклис Д. С. Техника физикохимических исследований при высокихи сверхвысоких давлениях. М., нХимия", 1976. с. 225, рис. 6.35.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2750093, кл. Г 16 4 15/18,1979 (прототип),Тираж Госуд деламМоск 990рственногозобретенийа, Жт 35, Р одписноеитета СССРткрытийкая наб.,