САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к уплотнительной технике, а именно, к системам герметизации валов и штоков машин и аппаратов, в частности, в центробежных насосах для перекачки жидких сред.
Известно уплотнение [1], содержащее корпус, нажимную втулку, набивку. Недостатком данного устройства являются повышенные потери мощности на трение, так как давление нажимной втулки на набивку, необходимое для достижения нужной степени герметичности, больше давления рабочей среды до трех раз (вследствие статического трения набивки о вал и корпус сальника). В результате неравномерного распределения напряжений в набивке по длине сальника вал изнашивается также неравномерно - максимальный износ наблюдается вблизи нажимной
втулки.
Известно также уплотнение [2] (прототип), содержащее корпус, набивку, нажимную втулку, торец которой выполнен в виде конуса с половиной угла при вершине 45...60°. Недостатком данного устройства являются повышенные потери мощности на трение, обусловленные большим усилием затяжки сальника (вследствие статического трения набивки о вал и корпус). Кроме того, поскольку торец нажимной втулки
выполнен с большой конусностью, напряжения в набивке вблизи нажимной втулки выше, чем в предыдущей конструкции.
Предлагаемое техническое решение позволяет выровнять боковое давление набивки на вал или шток по длине сальника, следовательно, увеличить долговечность.
Задача решается тем, что в сальниковом уплотнении вала или штока, содержащем корпус, набивку, нажимную втулку, последняя имеет торец, выполненный в виде конуса с половиной угла при вершине не более угла трения набивки о материал втулки, а между корпусом и нажимной втулкой имеется герметизирующий элемент.
Выполнение торца нажимной втулки с относительно малой конусностью (для большинства набивочных материалов эта величина в пределах 1:30...1:8, что соответствует углу трения 2...6°) приводит к тому, что при затяжке сальника коническая поверхность скользит по набивке. В результате нажимное усилие затрачивается, в основном, на прижатие набивки к валу, то есть, фактически, поджатие набивки к валу осуществляется за счет того, что стенка корпуса уплотнения (а коническая поверхность нажимной втулки при таких величинах конусности частично выполняет функцию корпуса для набивки) перемещается по направлению к валу. Поскольку при малых значениях конусности высота конической части нажимной втулки сравнима с высотой пакета набивки (до 80% его высоты), то увеличивается равномерность поджатия набивки к валу по сравнению с прототипом. В результате этого для создания на дне сальника напряжений в
набивке, таких же как в прототипе, необходимо меньшее усилие затяжки.
Вследствие этого уменьшается суммарное давление набивки на вал, что приводит к снижению потерь мощности на трение, тепловыделения, износа вала (штока) и набивки, следовательно, к увеличению долговечности. Кроме того, износ вала и набивки по длине становится более равномерным. Для исключения утечки через зазор между нажимной втулкой и корпусом вводится дополнительное уплотнение.
На фиг.1 представлена схема уплотнения.
Конструкция содержит корпус 1, нажимную втулку 2, уплотнение 3, герметизирующее зазор между втулкой 2 и корпусом 1, набивку 4 и вал (шток) 5.
Устройство работает следующим образом.
При затяжке нажимная втулка 2 перемещается по направлению к уплотняемой полости, и ее коническая часть прижимает набивку 4 к валу 5, создавая условия для герметизации. Возможный путь утечки через зазор между втулкой 2 и корпусом 1 герметизирован уплотнением 3.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Chemie-Ingenieur-Technik, 45 Jg, 1973, №11. Abdichtung von rotierenden Wellen.- E.Ernst, S.781, Abbildung Ic.
2. Домашнев А.Д., Хмельникер В.Л. Сальниковые уплотнения арматуры АЭС.- М.: Атомиздат, 1980. - с.6, рис.1а.