Комбинированное уплотнение

юсттьс ,патен, нс" тен И 1779691 оюз Советскмх оциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 21.12.78 (21) 2699457(25-0 5 )М, Кл, Р 16 д 15/32 с присоединением заявкисударстееиный кемите 3)Приприте ь 42 в аелам иэабретений и открытий(54) КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОГНЕНИ 1Изобретение относится к устройствам для герметизации вращающихся валов.Известно комбинированное уплотнение, включающее установленные в корпусе ди намический импеллер с лопатками, установленный на валу, и манжету, рабочая кромка губки которой образует зазор с валом при динамическом режиме работы 1.едостатком этого устройства является. невозможность обеспечения надежной герметизации при запуске и остановке, а также ограничевный срок службы в связи с жм, что манжета при монтаже устайовлева с постоянным натягом, обеспечивающим необходимое для герметизации при стоянке гидроагрегата контактное давление, которое вследствие релаксации нап- ряжений при хранении в процессе естественного старения резины значительно снижается. Кроме того, возвращение рабочей кромки манжеты в исходное положение при снижении оборотов вала в процессе остановки гидроагре гата происходит медденно, так что зазор между рабочей кромкой и корпусом сохраняется и после остановки.Цель изобретения - увеличение срокаслужбы устройства и надежная герметизация внутренней полости гидроагрегата.Указанная цель достигается тем, чтовал выполнен ступенчатым, на участке вала с меньшим диаметром установлен тОдиск между импеллером и манжетой, в диске выполнены сквозные отверстия, оси которых расположенй между поверхностью образованной внутренним диаметром лопаток импеллера и поверхностью, обраэовмной наружным диаметром губки манжеты, при этом манжета подпружинена относи тельно корпуса с воэможностью перемещения со ступени вала большего диаметра на ступень с меньшим диаметром, кроме того внутренний диаметр диска выполнен в интервале от наружного диаметра губки манжеты до наружного диаметра манжеты.На фиг.1 представлено комбинированноеуплотнение по плоскости, проходящей через3 77969 ось вала, общий вид; на фиг,2 - то же, вариант исполнения; на фйг.3 - разрез А-Л на фиг.1 и 2; на фиг,4 - комбинированное уплотнение, вариант исполнения; на фиг.5- разрез Б-Б на фиг.4В корпусе 1 установлен вал , выпол 25 ненный со ступенью 3. В зоне участка вала с меньшим диаметром 0 расположен динамический импеллер 4 с лопатками 5 и диск 6, выполненный с отверстиями 7 и образующей с импеллером полость 8 и зазор 9, Манжета 10 выполнена с эласти чной губкой 11, на которую установлена браслетная пружина 12, рабочая кромка 13 которой образует с участком мень-шего диаметра 1.), вала зазор 14 вследствие различия в их геометрических размерах;Сквозные отверстия диска расположены между внутренним диаметром 1)лопаток импеллера и между наружным диаметром О 4 губки манжеты, Манжета герметично установлена в корпусе и подпружинена относительно него с помощью пружин 15, при этом перемещение губки манжеты ог-раничено с одной стороны выступом 16 корпуса, а с другой стороны дискомВ другом варианте конструкции герметизирующего устройства (фиг,2-5) манжета герметично установлена в стакане 17,герметпзированном с помощью уплотнения18, а аксиальные перемещения губки манжеты осуществляются совместно со стаканом;1-1 а диске может быть выполнен конус19, обращенный в сторону губки манжетыи расположенный. между внутренним диаметром 0 диска и отверстиями, а подбором размеров элементов конструкции может быть обеспечено контактирование от 40ветной поверхности губки 11 манжеты 10с поверхностью конуса 19 или зазор между ними (фиг.1-3). При хранении гидроагрегата без рабо 4 э чей среды губка 11 манжеты 10 перемещается (отдельно от манжеты 10 (фиг.1) илп вместе со стаканом 17 и манжетой 10 (фиг.2 и 4) йод действием пружин 15) до упора губки 11 или стакана 17 в диск, %6 6 и образует минимальный зазор 9 с имс пеллерам 4. При этом рабочая кромка 13 устанавливается в зоне участка вала 2 с меньшим диаметром О, и образует с ним зазор 14 из-за различия в геометрических размерах, а губка 11 (фиг.1 и 3) взаимо 55 действует с ответной поверхностью конуса 19 диска 6, образуя торцово-радиальное или щелевое уплотнение, ипи образу 1 фется щелевое уплотнение с импеллером 4(фиг,4).В результате этого в губке 11 манжеты 10 отсутствуют растягивающие напряжения, что сохраняет работоспособностьманжеты в течение срока хранения большойпродолжительнос ти,При заправке гидроагрегата давлениерабочей среды задерживаемой щелевымиуплотнениями, перемещает гуГку 11 манжеты 10 (отдельно от манжеты 10 (фиг.1)или вместе со стаканом 17 и манжетой10 (фиг,2 и 4, преодолевая усилие пружин 15, сопротивление изгибу мембранногоучастка манжеты (фиг.1) илиусилие трения стакана 17 и уплотнения 18 (фиг.2и.4). При этом рабочая кромка 13 губки 11 манжеты 10 переходит через ступень. 3 вала 2 и контактирует вследствиеразличия геометрических размеров сучастком вала 2 большего диаметра 0создавая натяг, обеспечивающий надежнуюгерметизацию внутренней полости гидроагрегата,Устройство работает следующим образом.При запуске гидроагрегата импеллер 4в результате вращения совместно с валом2 при помощи лопаток 5 создает перепаддавления между внутренней полостью гидроагрегата и полостью 8, уменьшая в нейдавление рабочей среды. В тот момент,когда усилие от действия пружин 15 превысит сумму усилий от действия остаточного давления на площадь поперечногосечения перемешающихся аксиально элементов конструкции (на площадь кольцевой поверхности между большим диаметром О вала и диаметром перегиба мембранного участка манжеты 10 (фиг,1) илидиаметром поверхности, по которой образуется с помощью уплотнения 18 герметичный контакт стакана 17 с корпусом 1(фиг.2 и 4), а также от сопротивленияперегибу мембранного участка манжеты10 (фиг.1) или от трения между стаканом 17 с уплотнением 18 и поверхностьюкорпуса 1 (фиг.2 и 4), губка 11 манжеты 10 переместится до упора губки 11или стакана 17 в диск 6. При этом рабочая кромка 13 переходит через ступень3 вала 2 и устанавливается в зоне надучастком вала 2 с меньшим диаметромР, образуя разор 14, а губка 11(фиг,1 и 3) взаимодействует с ответнойповерхностью конуса 19 диска 6, образуя торцово-радиальное или щелевое уплотнение, нпи образует щелевое уплотнение с импеллером 4 (фигА). Тер779691 6е- ности обеспечивают несиходимую степеньв - герметичности устройства в динамическомрежиме работы гидроагрегата. 5метизвция внутренней полости гидроагр гата в этот рабочий период осушествдяе ся импедлером 4 с лопатками 5 и шеле выми уплотнениями.В результате этого рабочая кромка 13 манжеты 10 не изнашивается и сохраняет свои герметизирующие свойства.В процессе остановки гидровгрегата из-за снижения оборотов вала 2 и импеллере 4 в полости 8 возрастает давление 10 рабочей среды, задерживаемой шелевыми уплотнениями, в результате воздействия которого происходит перемещение губки .11 манжеты 10 через ступень 3 с образованием герметичного контакта рабочей кромки 13 с участком вада 2 большего диаметра П аналогично перемещению при заправке гидроагрегата рабочейсредой после складского хранения.Таким образом, при работе герметиэи- щ руюшего устройства рабочая кромка 13 манжеты 10 находится в контакте только ь неподвижным валом 2 (или при малых его оборотах в процессе запуска и остановки гийроагрегата), что обеспечивает 2 З высокую долговечность и надежность ра боты уелтнения, а также допускает использование манжет при температурах более низких, чем допускаемые по морозостойкости материала манжет.Герметизация в период отсутствия кон, такта между рабочей кромкой 13 манже ты 10 и валом 2 осуществляется с помощью импеллера 4 и образованного зазором 9 шедевого уплотнения, которые в совокуьформула изобретения Комбинированное уплотнение. включающее установленные в корпусе динамическийимпеллер с лопатками, установленный нввалу, и манжету, рабочая кромка губкикоторой образует зазор с валом при динамическом режиме работы, о т д и ч а юш е е с я 1 ем, что, с целью повышениянадежности герметизации и повышения срока службы, вал выподнен ступенчатым, научастке вала с меньшим диаметром установлен диск между импеллером и манжетой, в диске выполнены сквозные отверстия,оси которых расподожены между поверхностью, образованной внутренним диаметром лопаток импеллера и поверхностью,образованной наружным диаметром губкиманжеты, при этом манжета подпружинена относительно корпуса с воэможностьюперемещения со ступени вала большегодиаметра на ступень с меньшим диаметром.2. Уплотнение по п.1, о т л и ч в ю -ш е е с я тем, что внутренний диаметрдиска выполнен в интервале от наружногодиаметра губки манжеты до наружногодиаметра манжеты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Годубев Г. А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. М., "Машиностроение", 1976, с.70, рис.39.77969 1 Составитель Р. БутомаТехред Ж, Кастелевич Корректор М, немчик Редактор М. Недолуженко Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород ул. Проектная, 4,Заказ 7995/5 О Тираж 1095ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5