Сальникове ущільнення

Винахід відноситься до галузі ущільнювальної техніки, а зокрема до ущільнень штоків поршневих машин. Відоме контактне ущільнення вала, яке містить установлене в корпусі і зафіксоване в ньому від провороту, яке складається із зістикованих сегментів ущільнювальне кільце з пружиною, причому стики сегментів виконані радіальними ступінчастими, на зовнішній поверхні сегментів у середній їх частині виконані радіальні виступи, а браслетна пружина виконана у вигляді тонкостінної пружинної втулки, яка опирається на виступи сегментів і прилягає до їх поверхонь у місцях стиків /А.с. СРСР №761776, Контактное уплотнение. М., кл. F16J15/32. БИ №33, 1980р./. Відомий сальник високого тиску, який містить розрізні кільця із антифрикційного сплаву в камерах між обоймами та розпірними кільцями, причому між розрізними кільцями розміщені суцільні кільця Т - подібного і конусного перерізу із антифрикційного полімеру, а упорні кільця в зоні прилягання конусних суцільних кілець виконані з фіксуючими буртами /А.с. СРСР №694711, Сальник высокого давления. М., кл. F16J15/28. БИ №40, 1979р./. Відомі самоущільнюємі сальники з ущільнювальними елементами у вигляді плоских або трапецієвидних розрізних кілець, які розміщені в камерах, притертих одна до другої торцями /Френкель М.И. Поршневые компрессоры. - Л.: Машиностроение, 1969. - с.414/. Відомий сальник з ущільнювальними елементами із композиції на основі фторопласта-4, який складається із камер, у яких розміщені конічні ущільнювальні кільця, які розділені дросельним кільцем і охоплені натискними кільцями, а проміжок між натискними кільцями перекритий кільцем із гуми, надітим з натягом /Френкель М.И. Поршневые компрессоры. -Л.: Машиностроение, 1969. - c.422,423/. Недоліками усіх ви ще описаних ущільнень є низька надійність, яка пов'язана з незадовільною герметичністю. Це пояснюється тим, що при роботі ущільнювальні кільця під дією тиску ущільнюємого середовища на їх торець притискуються до сусідньої камери. Внаслідок радіальних переміщень штока із-за зазорів між напрямними і крейцкопфом, а також прогинів штока ущільнювальні елементи переміщуються в радіальному напрямку разом із штоком. Але цьому їм заважає сила тертя між торцевою поверхнею ущільнювального елемента і сусідньою камерою. Внаслідок цього йде гальмування переміщення ущільнювального елемента, а ущільнювальні кільця виконані розрізними, що веде до утворення зазорів між штоком та ущільнювальними елементами, через які проходить ущільнюємо середовище. Найбільш близьким по технічній сутності та досягненим результатам до запропонованого винаходу є сальникове ущільнення штока компресора, яке складається із послідовно установлених камер, у яких розміщені пакети підпружинених розрізних ущільнювальних кілець, розділених плоским дросельним кільцем, і нерозрізних натискних кілець, на зовнішній поверхні яких установлена еластична манжета /А.с. №314958, Сальниковое уплотнение. Давыдов В.П., Ерохин Н.П., кл. F 16 j 15/56. М., БИ №28, 1971/ (прототип). Недоліками прототипу є низька надійність, яка обумовлена незадовільною герметичністю. Це пояснюється наступним. Конструкцією сальника передбачено, що внаслідок радіальних переміщень штока разом із ним переміщується в радіальному напрямку і пакети підпружинених розрізних ущільнювальних кілець з дросельним кільцем, натискними кільцями і еластичною манжетою. Але цьому їх переміщенню заважає сила тертя, яка діє між торцевою поверхнею сусідньої камери і натискним кільцем. Внаслідок цього гальмування утворюється зазор між штоком і ущільнювальними кільцями, через який проходить ущільнюєме середовище. В основу винаходу поставлена задача удосконалення сальникового ущільнення шляхом зниження сили тертя між контактуючими торцевими поверхнями камери і пакетами з метою підвищення його надійності. Поставлена задача досягається тим, що у відомому сальниковому ущільненні, яке складається із послідовно установлених камер, у яких розміщені пакети розрізних ущільнювальних кілець, на зовнішній поверхні яких установлена еластична манжета, відповідно до винаходу на зовнішніх торцевих поверхнях камер виконані кільцеві виступи, які контактують з кільцевими виступами, виконаними на торцевих поверхнях ущільнювальних кілець, причому зовнішній діаметр виступів виконано меншим зовнішнього діаметра ущільнювальних кілець; конфігурація еластичної манжети виконана додатково відповідно до поверхні, утвореної торцевими поверхнями ущільнювального кільця і камери та зовнішньою поверхнею виступів. На креслені (фіг.) приведена конструкція сальникового ущільнення. Сальникове ущільнення складається із послідовно установлених камер 1, 2, 3 і т. д. з пакетами розрізних ущільнювальних кілець 4 і 5. Кожна із камер, наприклад 1, має на зовнішній торцевій поверхні 1.1 кільцевий виступ 1.2, якій контактує з кільцевим виступом 4.1, виконаним на торцевій поверхні 4.2 ущільнювального кільця 4, причому зовнішні діаметри 1.2.1 і 4.1.1 виступів 1.2 і 4.1 виконані меншими зовнішніх діаметрів 4.3 і 5.1 ущільнювальних кілець 4 і 5. На зовнішніх поверхнях 4.3 і 5.1 ущільнювальних кілець 4 і 5 установлена еластична манжета 7, яка має додаткові елементи 7.1, 7.2 та 7.3, виконані відповідно до поверхні, утвореної торцевими поверхнями 4.2 ущільнювального кільця 4 і 1.1 камери 1 та зовнішніми поверхнями 1.2.1 і 4.1.1 виступів 1.2 і 4.1. Пакети розрізних ущільнювальних кілець 4 і 5 установлені в порожнині А із зазором між торцевими поверхнями 5.2 ущільнювального кільця 5 і 2.1 камери 2. Сальникове ущільнення працює таким чином. При роботі машини відбуваються радіальні переміщення пакету ущільнювальних кілець 4 і 5 разом із еластичною манжетою 7 внаслідок згинання штока 6 від дії осьової сили на нього та із - за наявності зазорів в елементах механізму руху машини. Ці переміщення супроводжуються тертям між торцевими поверхнями виступів 1.2 та 4.1. Сила тертя визначається силою, яку сприймає торцеві поверхні виступів 1.2 і 4.1. У зв'язку з малими розмірами поверхні контакту торців виступів сила тертя також буде незначною. А це, у свою чергу, зменшує вплив радіального переміщення штоку на розкриття стику між штоком б і ущільнювальними елементами 4 і 5, що позитивно впливає на підвищення герметичності, а отже і надійності сальникового ущільнення. Елементи 7.1, 7.2 та 7.3 еластичної манжети 7 забезпечують герметичність по розрізу, який має ущільнювальне кільце 4, та стику, який утворюють торцеві поверхні 1.2 і 4.1. Сальникове ущільнення такої конструкції забезпечує кращу герметичність, а, отже, має і підвищену надійність. Сальникове ущільнення такої конструкції може бути використано при розробці нових поршневих машин, а також модернізації машин, які знаходяться в експлуатації.