УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована в арматуре тепловых и атомных электростанций, а также химических и других производств.
Известен узел уплотнения с мягкой набивкой ( см. книгу А.А. Кондакова Уплотнения гидравлических систем, М. Машиностроение, 1972г.) Этот узел уплотнения представляет собой кольцо прямоугольного сечения из эластичного материала, изготовляемого из пенькового, асбестового или иного шнура или порошкововолокнистой массы, содержащей графит, асбест, слюду, тальк и другие компоненты.
Недостатком такового узла уплотнения является недостаточная термостойкость, износостойкость и герметичность.
Для обеспечения высокой герметичности узлов уплотнения в практике изготовления арматуры высоких параметров применяют различные меры, которые ведут к удорожанию и повышению сложности конструкции. В арматуре первых контуров атомных электростанций для обеспечения герметичности конструкцию сальникового узла делают двух или трех ступенчатой с промежуточными отводами утечек в сборники дренажа. Для компенсации потерянной при выгорании массы материала уплотнения устанавливают пружины, которые обеспечивают постоянный поджим уплотнения. Высота сальниковых камер в арматуре высоких параметров делается очень большой из-за необходимости применения больших пакетов сальниШоШТ271Т
1| 11||§|||РИ
МПК7 F 16 J 15/32
ковых уплотнений в 2 - 5 раз по высоте превышающих диаметр уплотняемого шпинделя. Однако все эти мероприятия не исключают необходимости подтяжки сальниковых болтов или полной замены сальниковых уплотнений.
Наиболее близким к заявленному является узел уплотнения подвижных соединений, в корпусе которого установлен вал и кольцевая обойма, содержащая эластичный уплотнитель, охватываемый металлическими кольцами,( см. SU № 1642157 А1, опубл. 15.04.1991).
Недостатком этого узла уплотнения является недостаточная надежность герметизации, большая площадь контакта и повышенные контактные нагрузки.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение срока службы при одновременном повышении надежности работы узла уплотнения подвижных соединений, уменьшение площади и снижение контактных нагрузок.
Для достижения поставленного технического результата в узле уплотнения подвижных соединений, в корпусе которого установлен вал и кольцевая обойма, содержащая эластичный уплотнитель, охватываемый металлическими кольцами, кольца выполнены Собразной формы в поперечном сечении, а концы колец заведены на разных уровнях в тело уплотнителя, при этом высота HI заделки конца кольца со стороны подвижной детали меньше, чем высота заделки Н2 конца кольца со стороны неподвижной детали.
Кроме того кольца в узле уплотнения могут быть выполнены из металлической ленты.
. Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием
совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез узла уплотнения: слева - до затяжки, справа - после затяжки.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Кольцевая обойма узла уплотнения состоит из металлических колец 1, выполненных из металлической ленты, охватывающих эластичный наполнитель 2, в качестве которого может быть использован асбест, графит, их смесь или другой материал.
Установка в узле уплотнения колец 1 С-образной формы в поперечном сечении позволяет повысить износостойкость и гидравлическое сопротивление уплотнения, а также уменьшить его площадь и контактные нагрузки.
При сжатии колец 1, которые в недеформированном состоянии имеют больший радиус кривизны, они стремятся принять более плоскую форму (см. фиг. 1 справа).
При этом кольца 1 выполнены С-образной формы в поперечном сечении, а концы 3 и 4 колец 1 заведены на разных уровнях в тело уплотнителя, при этом высота HI заделки конца 3 колец 1со стороны подвижной детали 5 вала или, например, штока меньше, чем высота Н2 заделки конца 4 колец 1 со стороны неподвижной детали 6, например, камеры, что способствует уменьшению сил трения между подвижной деталью 5 и узлом уплотнения по отношению к силе трения между узлом уплотнения и неподвижной деталью 6.
Выполнение колец 1 С- образной формы приводит к повышению надежности работы сальникового уплотнения по сравнению с прототипом. В этом случае при затяжке узла уплотнение деформируется, но боковые поверхности его не войдут в контакт с поверхностью уплотняемых деталей или войдя в контакт с поверхностью не будет обеспечено необходимое усилие прижатия для создания плотности.
Выполнение всех металлических колец толщиной не менее 0,2 мм позволяет придать им упругие свойства, за счет чего при сжатии уплотнительного узла кольца 1 выпрямляются, увеличивая при этом размеры поперечного сечения в радиальном направлении, что в свою очередь позволяет устранить технологические зазоры между уплотняемыми поверхностями. Как показали эксперименты меньшая чем 0,2 мм толш;ина колец 1 значительно снижает их упругость и ухудшает уплотнительные способности узла.
Выполнение колец 1 из металлической ленты позволяет сохранять упругие свойства колец при высоких температурах, а после снятия давления и температуры за счет сохранения кольцами первоначальной формы упростить разборку и извлечение уплотнения.
Уплотнительный узел работает следующим образом. При его установке и затяжке под усилием нажима кольца 1 уплотняют эластичный материал 2 и сами стремятся принять плоскую форму. При этом между кольцами 1 и эластичным материалом 2 с одной стороны, штоком 5 и камерой 6 с другой стороны создается необходимое для уплотнения контактное давление. Края колец 1 С-образной формы прижимаются эластичным материалом 2 к стенкам камеры 6 и штока 5. Что способствует повышению гидравлического сопротивления узла уплотнения и противодействует износу и удалению из узла эластичного материала наполнителя 2, увеличивая этим надежность и долговечность работы всего узла уплотнения подвижных соединений.
При работе узла уплотнения края колец 1 под давлением рабочей среды дополнительно прижимаются к стенкам камеры 6 и штока 5, что также способствует уменьшению утечек через узел уплотнения.
По сравнению с прототипом заявленный узел уплотнения позволяет увеличить герметичность уплотнения на 20 - 30 %.
При этом качество герметизации в меньшей мере, чем у прототипа зависит от усилия затяжки. Применение колец 1, их расположение и форма выполнения позволяет увеличить надежность и ресурс узла, что уменьшает периодичность обслуживания сальниковых камер и снижает затраты на ремонт и замену узлов уплотнений, уменьшает опасность внезапной разгерметизации узла уплотнения.
Применение заявленного узла уплотнения обеспечивает более компактное выполнение узла в целом с соответствующей экономией конструкционных материалов.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость, поскольку её реализация возможна при использовании сушествуюш;их средств производства с применением известных технологических операций.