МАЛОГАБАРИТНОЕ САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации штоков или тихоходных валов, шпинделей, когда требуется высокая герметичность и надежность в сочетании с малым осевым габаритом.
Известен патент России на полезную модель №45492, опубликованный 10.05.2005 г. Сальниковое уплотнение содержит корпус, нажимную втулку, набивку, часть внутренней поверхности нажимной втулки выполнена в виде конуса, угол между образующей и осью которого не более угла трения набивки о материал втулки, и больший диаметр обращен к уплотняемой полости, а зазор между нажимной втулкой и корпусом герметизирован.
Недостатком известного сальникового уплотнения является его ненадежность, происходит преждевременный выход из строя сальниковых уплотнительных элементов.
Известен патент России №2016307, опубликованный 15.07.1994 г. В сальниковом уплотнении со стороны высокого давления размещен разделительный поршень, отделенный от уплотнительных элементов полостью для затворной жидкости. Поршень выполнен ступенчатой формы и обращен большей ступенью к стороне высокого давления, меньшей ступенью к корпусам, образована уравнительная полость, соединенная с источником затворной жидкости. Полость с затворной жидкостью соединена с источником через обратный клапан. Поршень снабжен дополнительным V-образным уплотнительным элементом.
Недостатком известного сальникового узла является его ненадежность, происходит преждевременный выход из строя сальниковых уплотнительных элементов.
Известен патент России №2362077, опубликованный 20.07.2009 г. Самоуплотняющийся сальниковый узел, содержит корпус, в котором размещена набивка с уплотняющими элементами, отделенными от нажимной полости нажимной втулкой; нажимная полость снабжена устройством для повышения давления; набивка выполнена с возможностью увеличения силы, с которой уплотняющие элементы прижимаются к валу или штоку, при увеличении разности давлений в области высокого давления и в области низкого давления, уплотняющие элементы или рабочие поверхности уплотняющих элементов выполнены из антифрикционного материала, в качестве антифрикционного материала используется фторопласт, графитопласт. Набивка состоит из чередующихся кольцевых уплотняющих элементов, имеющих форму усеченного конуса или набивка состоит из кольцевых уплотняющих элементов, имеющих форму усеченного конуса, и разделительных элементов или набивка состоит из чередующихся кольцевых уплотняющих элементов и разделительных элементов, имеющих в сечении треугольную или трапециевидную форму или набивка состоит из чередующихся кольцевых уплотняющих элементов и разделительных элементов, выполненных по сопрягаемым поверхностям в форме усеченного конуса или набивка состоит из V-образных или W-образных кольцевых уплотняющих элементов или набивка состоит из V-образных или W-образных кольцевых уплотняющих элементов и разделительных элементов.
В предлагаемом самоуплотняющемся сальниковом узле повышается эксплуатационная надежность сальникового узла и снижается количество циклов обслуживания (подтяжки).
Недостатками является - конструктивная сложность набивки и ненадежность конструкции, при выходе из строя хотя бы одного элемента набивки (уплотняющего или разделительного) из строя выходит вся набивка в целом.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа являются шевронные манжеты для гидравлических устройств - уплотнительные кольца из полиамида, полипропилена и фторопласта, конструкцией и габаритам они аналогичны резинотканевым манжетам по ГОСТ 22704-77, и отличаются лишь уменьшенным до 1-2 мм толщиной губок и углом между ними (45-60°), монтируются только в разъемные канавки, предназначенные для герметизации штоков. Уплотнительные кольца используются для уменьшения осевого усилия и более благоприятного распределения контактных давлений. Дополнительный эффект от использования таких колец: фторопласт уже при небольшом поджатии проникает в зазор между штоком и поднабивочным кольцом, обеспечивая самоцентрирование последнего; зазор можно сделать предельно малым (с гарантией от заклинивания) и таким образом увеличить периоды между подтяжками уплотнения. Прототип описан в справочнике «Уплотнения и уплотнительная техника» под редакцией А.И. Голубева и Л.А. Кондакова, Москва, «Машиностроение», 1986 г., стр. 170.
Недостатком данного уплотнения является то, что нажимное кольцо в данной схеме не обладает свойством самоцентрирования, возможно заклинивание на стенке камеры.
Технической задачей заявляемого технического решения является повышение надежности уплотнения, путем самоцентрирования поднабивочного кольца и нажимной втулки в виде кольца относительно штока и корпуса, за счет двухстороннего действия уплотнения в конусном кольцевом соединении уплотняющих и уплотняемых элементов.
Указанный технический результат достигается тем, что в малогабаритном сальниковом уплотнении, содержащем корпус с крышкой и штоком, поднабивочное кольцо и нажимную втулку, выполненную в виде кольца, при этом в корпусе вокруг штока размещена набивка, состоящая, по крайней мере, из двух кольцевых уплотняющих элементов из антифрикционного материала с конусными кольцевыми углублениями на одной из торцевых поверхностей, обеспечивающими возможность увеличения силы, с которой кольцевые уплотняющие элементы прижимаются к штоку и корпусу, согласно полезной модели, гладкой торцевой поверхностью кольцевые уплотняющие элементы прижаты друг к другу, поднабивочное кольцо и нажимная втулка, выполненная в виде кольца, выполнены оба с конусными кольцевыми выступами с одной из торцевых сторон, конгруэнтными конусным кольцевым углублениям уплотняющих элементов, нажимная втулка в виде кольца размещена под крышкой на верхнем кольцевом уплотняющем элементе, поднабивочное кольцо размещено под нижним кольцевым уплотняющим элементом.
За счет того, что в малогабаритном сальниковом уплотнении гладкой торцевой поверхностью кольцевые уплотняющие элементы прижаты друг к другу, поднабивочное кольцо и нажимная втулка, выполненная в виде кольца, выполнены оба с конусными кольцевыми выступами с одной из торцевых сторон, конгруэнтными конусным кольцевым углублениям уплотняющих элементов, нажимная втулка в виде кольца размещена под крышкой на верхнем кольцевом уплотняющем элементе, поднабивочное кольцо размещено под нижним кольцевым уплотняющим элементом, повышается надежность уплотнения, путем самоцентрирования поднабивочного кольца и нажимной втулки, выполненной в виде кольца относительно штока и корпуса, за счет двухстороннего действия уплотнения в конусном кольцевом соединении уплотняющих и уплотняемых элементов.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет значительно повысить надежность уплотнения, путем самоцентрирования поднабивочного кольца и нажимной втулки в виде кольца относительно штока и корпуса, за счет двухстороннего действия уплотнения в конусном кольцевом соединении уплотняющих и уплотняемых элементов.
Заявляемое малогабаритное сальниковое уплотнение обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Полезная модель может найти широкое применение в области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации штоков или тихоходных валов, шпинделей, когда требуется высокая герметичность и надежность в сочетании с малым осевым габаритом..
Сущность предлагаемого малогабаритного сальникового уплотнения поясняется чертежами, где представлены:
на фиг. 1 - общий вид в разрезе;
на фиг. 2 - уплотняющий элемент в разрезе.
Малогабаритное сальниковое уплотнение содержит корпус 1 с крышкой 2 и штоком 3, уплотняемый элемент - нажимную втулку в виде кольца 4. Вокруг штока 3 в корпусе 1 размещена набивка, состоящая из двух кольцевых уплотняющих элементов 5 из антифрикционного материала. Кольцевые уплотняющие элементы 5 на одной из торцевых поверхностей выполнены с конусными кольцевыми углублениями 6, на другой торцевой поверхности - гладким, гладкой торцевой поверхностью прижаты друг к другу. В качестве второго уплотняемого элемента сальниковое уплотнение содержит поднабивочное кольцо 7. Поднабивочное кольцо 7 и нажимная втулка, в виде кольца 4, выполнены с конусными кольцевыми выступами 8 с одной из торцевых сторон, конгруэнтными конусным кольцевым углублениям 6 двух кольцевых уплотняющих элементов 5. Нажимная втулка в виде кольца 4 размещена под крышкой 2 на верхнем кольцевом уплотняющем элементе 5, поднабивочное кольцо 7 размещено под нижним кольцевым уплотняющим элементом 5. Кольцевые уплотняющие элементы 5 выполнены из антифрикционного материала, в качестве антифрикционного материала используется фторопласт.
Набивка выполнена с возможностью увеличения силы, с которой кольцевые уплотняющие элементы 5 прижимаются к штоку 3 и корпусу 1.
Конгруэнтные конусные кольцевые углубления 6 на кольцевых уплотняющих элементах 5 и конусные кольцевые выступы 8 могут быть выполнены по центру соответствующих элементов, а могут быть выполнены со смещением от осевой линии штока 3 - для обеспечения оптимального соотношения длин участков, контактирующих с подвижной и неподвижной уплотняемыми поверхностями. Внутренняя область кольцевых уплотняющих элементов 5 заполнена материалом поднабивочного кольца 7 и нажимной втулки в виде кольца 4, благодаря чему требуемая изгибная жесткость колец обеспечивается при минимальном осевом габарите сальника.
В заявляемой полезной модели повышается надежность уплотнения, путем самоцентрирования поднабивочного и нажимного колец относительно штока и корпуса, за счет двухстороннего действия уплотнения в конусном кольцевом соединении уплотняющих и уплотняемых элементов, достигаемым тем, что гладкой торцевой поверхностью кольцевые уплотняющие элементы прижаты друг к другу, поднабивочное кольцо и нажимная втулка, выполненная в виде кольца, выполнены оба с конусными кольцевыми выступами с одной из торцевых сторон, конгруэнтными конусным кольцевым углублениям уплотняющих элементов, нажимная втулка в виде кольца размещена под крышкой на верхнем кольцевом уплотняющем элементе, поднабивочное кольцо размещено под нижним кольцевым уплотняющим элементом.