Ущільнювальний пристрій

1. Ущільнювальний пристрій, що складається з корпусу і встановленої в корпусі з можливістю переміщення в радіальному та осьовому напрямках сальникової коробки з набивкою, яка охоплює ущільнювальну поверхню вала, і обладнаний консоллю, коренева частина якої з'єднана з корпусом 3 складається з корпусу і встановленої в корпусі з можливістю переміщення в радіальному та осьовому напрямках сальникової коробки з набивкою, яка охоплює ущільнюючу поверхню вала. Пристрій обладнаний консоллю, коренева частина якої з'єднана з корпусом, а вільний кінець - з сальниковою коробкою через пружні опори (в якості пружних опор можуть використовуватися гумові кільця). В порівнянні з відомими сальниковими ущільнювальними пристроями такий пристрій має ту перевагу, що в цій схемі при радіальному зміщенні валу за рахунок повороту консолі в радіально-осьовій площині сальникова коробка може зміщатися співвісно з валом, і в результаті контактний тиск сальникова набивка - вал значно знижується. Недоліком цього пристрою є зниження радіальної рухомості сальникової коробки при підвищенні тиску робочого середовища, тому що при підвищенні тиску коробка зсувається до упору в торець корпусу, і в області упору між стичними поверхнями сальникової коробки і корпусу з'являються сили тертя, які зростають при підвищенні тиску робочого середовища і призводять до зниження рухомості сальникової коробки. Крім того, багатократні зміщення сальникової коробки при роботі ущільнення можуть призвести до зносу в області опорних поверхонь, особливо при великій амплітуді або високій частоті радіальних коливань валу і при великому тиску робочого середовища. В результаті знижується термін служби ущільнювального пристрою. Вищенаведений ущільнювальний пристрій може бути вибраний в якості прототипу, оскільки співпадає з заявленим по більшості суттєвих ознак. Загальними ознаками є: нерухомий корпус ущільнення і рухома в радіальному і осьовому напрямках сальникова коробка з набивкою, що охоплює ущільнювальну поверхню валу, і консоль, коренева частина якої з'єднана з корпусом через пружні опори, а вільний кінець консолі з'єднаний через пружні опори з сальниковою коробкою. В основу винаходу, що заявляється, поставлене завдання удосконалення ущільнювального пристрою шляхом введення додаткових елементів, які призводять до того, що в умовах підвищення тиску робочого середовища рухомість сальникової коробки практично не погіршується, що дозволяє підвищити надійність і термін служби ущільнювального пристрою при досить простому його технічному втіленні. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що в ущільнювальному пристрої, що складається з корпусу і встановленої в корпусі з можливістю переміщення в радіальному та осьовому напрямках сальникової коробки з набивкою, яка охоплює ущільнювальну поверхню і обладнана консоллю, коренева частина якої з'єднана з корпусом через пружні опори, а вільний кінець консолі з'єднаний через пружні опори з сальниковою коробкою, згідно винаходу, сальникова коробка з'єднана з корпусом щонайменше через три кулясті опори з можливістю кочення їх по опорним поверхням корпусу і сальникової коробки. Кулясті опори можуть бути відділені одна від одної за допомогою перегородок. 86162 4 Кулясті опори можуть бути зв'язані одна з одною за допомогою сепаратора. Крім того, кулясті опори можуть бути розміщені між двома фланцями, один з яких через пружну опору з'єднаний з корпусом, а другий - з сальниковою коробкою. З'єднання сальникової коробки з корпусом за допомогою кулястих опор, які розміщені в області з'єднання з можливістю кочення їх по опорним поверхням корпусу і сальникової коробки дозволяє підвищити рухомість останньої навіть при високих тисках робочого середовища. Це досягається тим, що сальникова коробка упирається на кулясті опори, які при радіальному зрушенні сальникової коробки котяться по опорним поверхням корпусу і сальникової коробки практично без опору, тому що тертя кочення дуже мале і практично не залежить від сили, з якою тиск робочого середовища притискує сальникову коробку до кулястих опор. Розділення кулястих опор перегородками дозволяє розподілити їх рівномірно по опорним поверхням і забезпечити рівномірне навантаження на кожну кулясту опору, що не дозволяє сальниковій коробці перекошуватися від тиску робочого середовища, а перекіс сальникової коробки може призвести до зминання (деформації) сальникової набивки і різко скоротити строк служби ущільнювального пристрою. Крім того, перегородки не дають кулястим опорам можливості стикатися одної з одною, що могло би призвести до гальмування кочення, тобто процес кочення змінився би на процес ковзання по опорах, і це знизило б тоді рухомість сальникової коробки, тому що коефіцієнт тертя ковзання значно більше коефіцієнту тертя кочення. Зв'язування кулястих опор один з одним шляхом установки їх в окремі чашечки сепаратора дозволяє не тільки рівномірно розподіляти кулясті опори, але також запобігати можливість самовільного зміщення або скочування частини кулястих опор по опорним поверхням за рахунок власної ваги або вібрації у випадку, якщо в процесі роботи сальникова коробка услід за валом нахиляється в радіально-осьовій площині і починає спиратися тільки на частину кулястих опор, при цьому інші опори виявляються непритиснутими між опорними поверхнями. В такій ситуації сепаратор дозволяє утримувати кулясті опори від сковзання, а це гарантує, що кулясті опори при наступному коливальному циклі валу будуть служить для сальникової коробки опорами кочення, а не ковзання, тобто висока рухомість сальникової коробки зберігається при великому тиску робочого середовища і при більшій амплітуді радіальних коливань валу, забезпечуючи тим самим надійну тривалу роботу ущільнення. Розташування кулястих опор між двома фланцями, один із яких через пружну опору з'єднаний з корпусом, а другий - з сальниковою коробкою, забезпечує рівномірне притиснення сальникової коробки до кулястих опор навіть в такій можливій ситуації, коли в процесі роботи вал не тільки зміщується радіально, але і робить нахили. Пружні опори служать для компенсації нахилу сальникової коробки, а кулясті опори - для компенсації ра 5 діальних її коливань. Рівномірність притиску сальникової коробки до опор забезпечує "легкість" її зміщення і зниження контактного тиску на набивку з боку вала, що підвищує строк служби ущільнювального пристрою. Винахід пояснюється кресленням. На Фіг.1 зображений ущільнювальний пристрій (поздовжній розріз); на Фіг.2, 3 - ущільнення з кулястими опорами, розділеними перегородками; на Фіг.4 - ущільнення, в якому кулясті опори зв'язані за допомогою сепаратора; на Фіг.5 - ущільнення, в якому кулясті опори розташовані між двома фланцями на пружних опорах. Ущільнювальний пристрій складається із нерухомого корпусу 1, до якого приєднана сальникова коробка 2 з набивкою 3, яка охоплює ущільнювальну поверхню валу 4, і консоль 5. Консоль 5 являє собою аксіально подовжену втулку, що має кореневу частину 6 і вільний кінець 7, котрі відстоять один від одного по осьовій лінії на деякій відстані. Коренева частина 6 консолі 5 закріплюється в корпусі 1 через пружні опори (наприклад, гумові кільця) 8. Вільний кінець 7 консолі 5 з'єднаний з сальниковою коробкою 2 через пружні опори (наприклад, гумові кільця) 9. Для підтиснення набивки 3 до ущільнювальної поверхні валу 4 використовується грундбукса 10, котра кріпиться до сальникової коробці 2 за допомогою різьбових з'єднуючих деталей. Корпус 1 і сальникова коробка 2 обладнані торцевими фланцями 11 і 12 відповідно, які перешкоджають вичавлюванню сальникової коробки 2 назовні під дією тиску робочого середовища. Між опорною поверхнею 14 фланця 11 корпусу 1 і опорною поверхнею 13 фланця 12 сальникової коробки 2 розміщені щонайменше три кулясті опори 15 (наприклад, металеві кулі). Кулясті опори 15 можуть розміщуватися між опорними поверхнями 13 і 14 вільно (Фіг.1). Кулясті опори 15 можуть бути відділені один від одного перегородками 16, виконаними на опорній поверхні 13 сальникової коробки 2 (Фіг.2). Перегородки 16 можуть бути виконані на опорній поверхні 14 корпусу 1 (Фіг.3). Кулясті опори 15 можуть бути розміщені в сепараторі 17 (Фіг.4). 86162 6 Фланець 12 сальникової коробки 2 може бути виконаний як окрема деталь і зв'язаний з сальниковою коробкою 2 через пружну опору (наприклад, гумове кільце) 18, а фланець 11 корпусу 1 також може бути виконаний окремо і з'єднаний з корпусом 1 через пружну опору (наприклад, гумове кільце) 19 (Фіг.5). Ущільнювальний пристрій працює наступним чином. Під тиском робочого середовища сальникова коробка 2 разом з грундбуксою 10 зсовується до упору фланця 12 сальникової коробки 2 опорною поверхнею 13 в кулясті опори 15, які, в свою чергу, опираються на опорну поверхню 14 торцевого фланцю 11 корпусу 1. При обертанні валу 4 сальникова коробка 2 з набивкою 3 і грундбукса 10 починають коливатися як одне ціле разом з валом 4, відслідковуючи його коливання за рахунок відігравання гумових кілець 8, 9 і завдяки тому, що сальникова коробка 2 зв'язана через кільця 9 із вільним кінцем 7 консолі 5, що пружно закріплена в корпусі 1 ущільнення за допомогою кільця 8. При радіальному зміщенні валу 4 в процесі роботи виникає надлишковий контактний тиск на набивку 3, який передається на сальникову коробку 2. Це зусилля призводить до повороту консолі 5 на деякий кут в радіально-осьовій площині завдяки еластичності кілець 8 в кореневій частині 6 консолі 5 і еластичності кілець 9 на вільному кінці 7 консолі 5. Сальникова коробка 2 при цьому буде зміщатися радіально за валом, опираючись на кулясті опори 15, котрі практично без тертя котяться по опорним поверхням 13 і 14. Це зміщення сальникової коробки 2 знижує тиск на набивку 3, що забезпечує надійність роботи ущільнювального пристрою. Ущільнювальний пристрій, що заявляється, має підвищену радіальну рухомість сальникової коробки навіть при великому тиску робочого середовища. Наслідком цього є те, що при роботі контактний тиск з боку валу на набивку знижується і тому набивка служить в декілька разів довше, ніж у відомих сальникових вузлах. Вона практично не розбивається, не стирається і не зношує ущільнювальну поверхню валу (захисну сорочку валу). 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 86162 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601