кольцевое уплотнение вала машины

Формула изобретения

1. Кольцевое уплотнение вала машины, содержащее концентрично установленные подвижную и неподвижную обоймы с закрепленным в них набором дисков с разными внутренними и наружными диаметрами, установленными поочередно одно за другим, отличающееся тем, что оно снабжено пружинными разрезными кольцами, размещенными в радиальных зазорах между дисками и обоймами, при этом наружные диски в диаметральной плоскости имеют форму трапеции, большее основание которой обращено в сторону продольной оси уплотнения, а кольцевые расточки в наружной обойме под них выполнены ответной формы.

2. Кольцевое уплотнение вала машины по п.1, отличающееся тем, что боковые поверхности дисков покрыты антифрикционным материалом.

3. Кольцевое уплотнение вала машины по п.1, отличающееся тем, что концевые участки пружинных разрезных колец имеют ступенчатую форму и установлены с перекрытием друг друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к общему машиностроению, преимущественно для уплотнения валов машин, находящихся под радиальной нагрузкой.

Известно кольцевое уплотнение валов машин, содержащее неподвижную обойму, набор подвижных и неподвижных колец с разными внутренними и наружными диаметрами, установленными поочередно одно за другим (см. Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1988, том 1, с.365).

К недостаткам данного уплотнения следует отнести малую надежность герметизации уплотняемой полости с жидким маслом.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является кольцевое уплотнение вала машины, содержащее концентрично установленные подвижную и неподвижную обоймы с закрепленным в них набором дисков с разными внутренними и наружными диаметрами, установленными поочередно одно за другим (см. авт.св. СССР № 1822912, кл. F16J 15/00, 1993).

К недостаткам данной конструкции кольцевого уплотнения следует отнести малую эффективность в работе, что связано с возникновением зазоров между боковыми стенками дисков при их относительном осевом перемещении.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является улучшение эффективности работы уплотнения путем принудительного прижатия дисков в процессе работы друг к другу.

Указанный технический результат достигается тем, что кольцевое уплотнение вала машины, содержащее концентрично установленные подвижную и неподвижную обоймы с закрепленным в них набором дисков с разными внутренними и наружными диаметрами, установленными поочередно одно за другим, согласно изобретению уплотнение снабжено пружинными разрезными кольцами, размещенными в радиальных зазорах между дисками и обоймами, при этом наружные диски в диаметральной плоскости имеют форму трапеции, большее основание которой обращено в сторону продольной оси уплотнения, а кольцевые расточки в наружной обойме под них выполнены ответной формы.

Достижению указанного технического результат способствует также и то, что:

- боковые поверхности дисков покрыты антифрикционным материалом;

- концевые участки пружинных разрезных колец имеют ступенчатую форму и установлены с перекрытием друг друга.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен общий вид уплотнения в продольном разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предложенное кольцевое уплотнение включает концентрично установленные подвижную 1 и неподвижную 2 обоймы с закрепленным в них набором дисков 3 и 4. Диски 3 и 4 выполнены с разными внутренними и наружными диаметрами и установлены поочередно одно за другим. Уплотнение снабжено пружинными разрезными кольцами 5 и 6, размещенными в радиальных зазорах между соответствующими дисками 3 и 4 и обоймами 1 и 2. При этом наружные диски 3 в диаметральной плоскости имеют форму преимущественно прямоугольной трапеции, большее основание которой обращено в сторону продольной оси уплотнения, а кольцевые расточки в наружной обойме 1 под них выполнены ответной формы. У наружных дисков 3 наклонные поверхности 7 и ответные им поверхности 8 выполнены таким образом, что они пересекаются со стороны наружной поверхности обоймы 1 и образуют острый угол - с продольной осью уплотнения. Концевые участки 9 и 10 контактирующих с дисками 3 пружинных разрезных колец 6 имеют ступенчатую форму и установлены с перекрытием друг друга и с зазором 11 между ступенчатыми поверхностями 9 и 10. Пружинные разрезные кольца 5 выполнены аналогично.

Принцип работы уплотнения заключается в следующем. Под действием радиальной нагрузки, действующей на обоймы 1 или 2, наружные диски 3 своими наклонными поверхностями 7 входят в плотный контакт с ответными наклонными поверхностями 8 обоймы 1 и создают усилие, направленное вдоль оси уплотнения. Это усилие обеспечивает постоянный контакт боковых поверхностей наружных 3 и внутреннего 4 дисков, препятствуя возникновению зазоров между ними. Это гарантирует надежную герметизацию уплотняемой полости даже при значительном износе обоймы 1, чему способствует также и наличие зазоров 11 между концевыми ступенчатыми участками 9 и 10. Использование антифрикционного покрытия позволяет снизить крутящий момент, передаваемый от наружных дисков 3 на внутренний диск 4 и тем самым уменьшить вероятность нарушения соединения дисков 3 и 4 с обоймами 1 и 2.

Предложенная конструкция уплотнения может использоваться как самостоятельное устройство, так и в составе уплотнительных комплексов. Использование его позволит повысить надежность и эффективность кольцевых уплотнений, особенно при наличии радиальных нагрузок.