Ущільнювальний пристрій

Ущільнювальний пристрій, який складається із ущільнюючих кілець трапецієподібного перерізу і контактуючих з ними по похилих поверхнях проміжних металевих кілець трапецієподібного перерізу, що встановлені в корпусі і стиснуті аксіальним зусиллям за допомогою натискної втулки, який відрізняє ться тим, що твірні кути трапецієподібного перерізу ущільнюючих і проміжних кілець виконані змінними в залежності від відстані розташування ущільнюючих кілець від натискної втулки, причому твірний кут нахилу трапецієподібного перерізу ущільнюючих і проміжних кілець змінюється згідно з формулою : j x = 90°{ - exp[1af (l - x) / b]}, 1 Корисна модель відноситься до галузі ущільнювальної техніки, а зокрема до сальникових ущільнень обертальних валів та штоків зворотньопоступального руху. Відомі конструкції сальникових ущільнень, які містять корпус, пакет сальникової набивки і кришку для періодичного піджимання пакета набивки до вала, штока та плунжера (Ущільнення і ущільнювальна техніка: Справочник / Л.А.Кондаков, А.И.Голубев, В.Б. Овандер и др.; Под общ. ред. А.И.Голубева, Л.А. Кондакова. - М.: Ма шиностроение, 1986. - с.351, рис. 10.1). Недоліком такого типу ущільнень є низька надійність, яка пояснюється нерівномірним розподіленням осьового та радіального тиску на вал чи шток у пакеті сальникової набивки. Це пояснюється тим, що внаслідок наявності сил тертя набивки по стінці камери радіальний тиск падає по мірі наближення до ущільнюючої порожнини. Це приводить до того, що найбільш навантаженими є кільця набивки, які найбільш віддалені від ущільнюючої порожнини і внаслідок нерівномірного зношування вони перші втрачають працездатність та через ущільнення появляються прогресуючі втрати рідини. Змінення радіального тиску по висоті сальникової камери носить експоненціальний характер і описується рівнянням Pk = a × P0 × exp[2af (l - x) / b] , де l - загальна довжина пакету ущільнення; b - розмір перетину кілець ущільнення; f - коефіцієнт тертя набивки по корпусу ( f = 0,1 ); a - коефіцієнт перетворення осьового зусилля в радіальне ( a = 0,5 ). Відоме сальникове ущільнення, яке складається із камери, еластичної сальникової набивки та натискного пружного елемента, що розміщується між стінкою камери і набивкою. Причому, натискний елемент викопується у вигляді тіла обертання сідловидної форми, а зусилля, що ним розвиваються, діють у радіальному напрямку (А.С. СССР №875146, F16J 15/18. Сальниковое уплотнение. В.И. Лебедевич, Н.М. Бістров. - М.: Б.И. №39, 1981г.). Недоліком цього ущільнення є те, що в ньому частково усувається нерівномірність розподілення радіального тиску по висоті сальникової набивки. Це пов'язано з тим, що найбільша деформація пружного елемента при його стисканні буде посередині ущільнюючого пакета набивки. Найбільш близьким по технічній сутності та досягненим результатам до запропонованої корисної моделі є ущільнювальний пристрій який складається із ущільнюючих металевих кілець трапецевидного перетину і контактуючих з ним по (19) UA (11) 3335 (13) U де l - загальна довжина пакета ущільнення, b - розмір перерізу кілець ущільнення, f - коефіцієнт тертя набивки по корпусу ( f = 0,1 ), a - коефіцієнт перетворення осьового зусилля в радіальне ( a = 0,5 ). 3 3335 похилим поверхням проміжних металевих кілець трапецевидного перетину, які встановлені в корпусі і стиснуті аксіальним зусиллям за допомогою натискного кільця, який відрізняється тим, що з ціллю підвищення герметичності і довговічності, проміжні кільця виконані з наружним діаметром, рівним внутрішньому діаметру корпуса, і на стрижень встановлені з зазором, а ущільнюючі кільця встановлені з зазором в корпусі, причому натискні кільця причеплені до корпуса (А.С. СССР №857601, F16J 15/24, Уплотнение. А.П. Гетманский, А.И. Гулак, Ю.Т. Сайко и В.Г. Шимановский. М.: БИ №31, 1981г.) - прототип. Недоліком прототипу є низька надійність, яка обумовлена збереженням загального недоліку сальникових ущільнень - нерівномірного розподілу радіального тиску в пакеті ущільнення. У порівнянні з сальниковими ущільненнями, які мають ущільнюючи кільця прямокутного перетину, радіальний тиск у прототипі більший за рахунок наявності конічних поверхонь, але при постійному куті нахилу твірних трапецевидного перетину ущільнюючих і проміжних кілець збільшення радіальної складової буде пропорційна осьовому зусиллю, що не призводить до вирівнювання радіального тису ущільнюючих елементів на вал або шток. В основу корисної моделі поставлена задача розробки ущільнювального пристрою з підвищеною надійністю, шляхом рівномірного розподілення радіального тиску на ущільнюючи кільця. Поставлена задача досягається тим, що у відомому ущільнювальному пристрої який складається із натискної втулки, ущільнюючих кілець трапецевидного перетину і контактуючи х з ними по похилим поверхням проміжних металевих кілець трапецевидного перетину, що встановлені в корпусі і стиснуті аксіальним зусиллям за допомогою натискної втулки, відповідно винаходу твірні кути трапецевидного перетину ущільнюючих і про Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 4 міжних кілець виконані змінними в залежності від відстані розташування ущільнюючих кілець від натискної втулки, причому, твірний кут нахилу трапецевидного перетину ущільнюючих і проміжних кілець змінюється згідно з формулою j x = 90°{1 - exp[ 2af (l - x) / b]} , де l - загальна довжина пакету ущільнення; b - розмір перетину кілець ущільнення; f - коефіцієнт тертя набивки по корпусу ( f = 0,1 ); a - коефіцієнт перетворення осьового зусилля в радіальне ( a = 0,5 ). На фіг. приведен ущільнювальний пристрій. Ущільнювальний пристрій складається із корпуса 1, шпильки 2 та гайки 3, які зв'язують натискну втулку 4 з корпусом і пакета ущільнюючих 5 та проміжних кілець 6 трапецевидного перетину. Ущільнювальний пристрій працює наступним чином. Стискання пакету ущільнюючих 5 і проміжних кілець 6 здійснюється за допомогою натискної втулки 4 шля хом обертання гайок 3. Причому проміжні і ущільнюючи кільця встановлюються в сальникову камеру таким чином, щоб ущільнюючи кільця і відповідні їм проміжні кільця з мінімальним кутом j x більші. Таким чином, при такій конструкції ущільнювального пристрою радіальний тиск ущільнюючих кілець на вал або на шток розділяється більш рівномірно, так як за рахунок зменшення твірного кута g x ущільнюючих і проміжних елементів збільшується коефіцієнт перетворення осьового зусилля стискання в радіальний тиск. Ущільнювальний пристрій такої конструкції має підвищену надійність та довговічність. Такий ущільнювальний пристрій може бути використаний при модернізації наявних і проек туємих насосів, компресорів та інших машин. Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601