ТОРЦОВО-САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к конструкции уплотнительных узлов подвижных валов и может быть использована в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известно сальниковое уплотнение с мягкой набивкой (Гуревич Д.Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. Машиздат. 1962 год, стр. 124-126, фиг. 53), состоящее из цилиндрической сальниковой камеры с дном, в которую помещена набивка, охватывающая цилиндрическую поверхность штока и поджимаемая сверху крышкой (втулкой) сальника.
К недостаткам известной конструкции следует отнести неравномерную эпюру радиального давления (перпендикулярно к цилиндрической поверхности штока), понижающегося ко дну камеры, что требует повышенного усилия предварительной затяжки крышки и, соответственно, увеличения размеров деталей, сжимающих сальник.
Известно уплотнение вращающегося вала (Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др.; Под общей ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986 год, стр. 373, фиг. 10.22), содержащее уплотняемый вал, заключенное в обойму вращающееся кольцо набивки и неподвижное металлическое кольцо, образующих торцовую пару трения, и пружину, поджимающую кольца со стороны обоймы.
К недостаткам этого устройства относится невысокая его надежность, долговечность и рабочие параметры, обусловленные тем, что торцовая пара трения находится после кольца набивки. Утечка среды происходит сразу из двух мест параллельно - из торцовой пары трения, образованной вращающимся кольцом набивки и неподвижным металлическим кольцом, и из места сопряжения кольца набивки и уплотняемого вала.
Известно уплотнение вращающегося вала (Патент Р.Ф. №2104433 от 27.04.96., прототип), содержащее камеру, в полости которой размещены аксиально подвижные вращающееся и не вращающееся кольца с коаксиально размещенными относительно друг друга торцевыми выступами, уплотняемый вал, пружину и источник подачи смазочно-охлаждающей жидкости, при этом поверхности торцевых выступов аксиально подвижных колец, уплотняемого вала и камеры образуют кольцевые полости, в которых установлены уплотняющие элементы, выполненные из набивочного сальникового материала, заполняющие весь объем, образованный кольцевыми полостями, причем торцовые поверхности уплотняющих элементов образуют пары трения с торцевыми выступами аксиально подвижных элементов, поджимаемые пружиной и крышкой камеры.
Недостатком данной конструкции является ее сложность, высокая материалоемкость и необходимость изготовления всех ее составляющих деталей с высокой точностью.
Этот недостаток устраняется тем, что в предлагаемой конструкции аксиально подвижное вращающееся кольцо выполнено с плоскими торцовыми поверхностями, а уплотняющие элементы, выполненные из набивочного сальникового материала, установлены в кольцевом зазоре, образованном плоскими торцовыми поверхностями аксиально подвижного вращающегося кольца и крышки камеры, а также поверхностями камеры и уплотняемого вала. Это отличие упрощает конструкцию рассматриваемого торцово-сальникового уплотнения.
Герметичность соединения в рабочих условиях обеспечивается за счет неподвижного силового контакта уплотняющих элементов, выполненных из набивочного сальникового материала, со стенкой камеры и торцом крышки камеры и их подвижного контакта с уплотняемым валом и торцом аксиально-подвижного вращающегося кольца.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена конструкция бескамерного торцово-сальникового уплотнения.
Бескамерное торцово-сальниковое уплотнение состоит из аксиально подвижного вращающегося кольца 1, уплотняющих элементов, выполненных из набивочного сальникового материала 2, крышки камеры 3, пружины 4 и уплотняемого вала 5.
Учитывая, что в рабочих условиях нагрузка на уплотняющие элементы, выполненные из набивочного сальникового материала, увеличивается за счет самоуплотнения, силу предварительного нагружения набивки следует создать минимальной, но обеспечивающей условие контакта аксиально-подвижного вращающегося кольца и уплотняющих элементов, выполненных из набивочного сальникового материала, так как в противном случае не будет самоуплотнения. Принимаем удельную осевую нагрузку при сборке уплотнения на последнем уплотняющем кольце не более, чем 0,1p.
В технике герметизации принято, что герметичность сальникового уплотнения с мягкой набивкой будет обеспечена, если удельная нагрузка на первый от уплотняемой среды уплотняющий элемент будет не меньше, чем ее давление среды p.
В рабочих условиях это положение будет обеспечено давлением среды p, действующим на аксиально подвижное вращающееся кольцо, которое с той же нагрузкой сжимает первый от уплотняемой среды уплотняющий элемент, выполненный из набивочного сальникового материала. Далее эта нагрузка расходуется на преодоление сил трения уплотняющих элементов, выполненных из набивочного сальникового материала, о замыкающие их поверхности, и у крышки камеры, как показывают расчеты, будет примерно равна величине, созданной при затяжке нагрузке.
Использование такой конструкции позволяет обеспечивать минимальную нагрузку уплотнения при затяжке и, следовательно, уменьшить ее материалоемкость.