уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала

Формула изобретения

1. Уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала, содержащее сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр, уплотнительные элементы, расположенные по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона, причем один из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом, а второй - для сопряжения с вращающимся рабочим органом, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из гофр сильфона выполнена широкой, выпуклые и вогнутые поверхности гофр выполнены в продольном сечении в виде полуокружностей, отношение радиуса R выпуклой поверхности широкой гофры к радиусу r выпуклой поверхности узкой гофры выбрано в диапазоне 1,5 - 2,5, отношение высоты Н между выпуклой поверхностью широкой гофры и сопряженной с ней вогнутой поверхностью узкой гофры к высоте h между выпуклой поверхностью и вогнутой поверхностью узкой гофры - в диапазоне 0,5 - 1,5, отношение радиуса R₁ вогнутой поверхности между широкой гофрой и узкой гофрой к радиусу r₁ вогнутой поверхности между узкими гофрами - в диапазоне 1,0 - 2,2.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узкие гофры расположены симметрично относительно широкой гофры.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сильфон выполнен из металла.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотнительные элементы выполнены из втулок, установленных на патрубках сильфона.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что патрубки и втулки выполнены цилиндрическими.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что один из патрубков и одна из втулок, установленная на наружной поверхности патрубка, выполнены коническими.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что один из патрубков выполнен коническим и снабжен кольцом, закрепленным снаружи у большего основания конуса патрубка, а втулка выполнена с конической внутренней поверхностью и с цилиндрической наружной поверхностью, при этом на цилиндрической наружной поверхности втулки выполнен поперечный бурт, сопряженный с поверхностью кольца патрубка.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что один из патрубков выполнен с загнутым наружу краем, С-образным в продольном сечении, а на торце втулки, обращенном к гофрированной поверхности сильфона, выполнена U-образная канавка для размещения в ней упомянутого края патрубка.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из уплотнительных элементов выполнен в виде цилиндрообразного корпуса, один край цилиндрообразного корпуса загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, цилиндрообразный корпус расположен снаружи сильфона, другой из уплотнительных элементов выполнен из двух втулок меньшего и большего диаметров, установленных на другом из патрубков, втулка меньшего диаметра выполнена из материала с большей эластичностью, чем втулка большего диаметра, и установлена между гофрированной поверхностью сильфона и втулкой большего диаметра, втулка большего диаметра выполнена с кольцевым буртом, обращенным продольно от гофрированной поверхности сильфона и выступающим за патрубок, при этом наружная поверхность втулки большего диаметра сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрообразного корпуса.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из уплотнительных элементов выполнен из патрубка сильфона в виде гофры большего диаметра, чем гофры сильфона, при этом в продольном сечении эта гофра большего диаметра выполнена прямоугольной, другой из патрубков сильфона выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и скрепленной с ним, при этом ширина втулки выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из уплотнительных элементов выполнен в виде дополнительного корпуса, расположенного снаружи сильфона, один край дополнительного корпуса загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, другой край дополнительного корпуса загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона, другой из патрубков сильфона выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и скрепленной с ним, при этом ширина втулки выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка, для закрепления втулки с патрубком выполнена пуклевка наружной поверхности этого патрубка, а загнутый внутрь поперечно край дополнительного корпуса расположен в месте пуклевки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения различных узлов машин и механизмов.

Известны различные уплотнительные устройства, выполненные на базе сильфона. Их преимущество - возможность компенсации износа, а также разброса допусков различных рабочих органов, поскольку сильфон, как герметизирующий узел, обладает подпружинящим эффектом с подвижностью как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Сильфонные уплотнения пытались использовать в водяных насосах жидкостной системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Однако до настоящего времени они здесь не нашли широкого применения, что было связано с неравномерностью испытываемой нагрузки гофрами сильфона со стороны корпуса и вращающегося рабочего органа. В большинстве стран до настоящего времени в водяных помпах используются сальниковые уплотнения, которые обладают невысокой надежностью. Нарушение герметичности сальникового уплотнения приводит к попаданию охлаждающей жидкости в полость расположения подшипников. Вымывается смазка подшипников, усиливается износ обоймы подшипников, что приводит к выходу из строя всего насоса.

Известен центробежный насос, в состав которого входит уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала, содержащее сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр (1).

В этом техническом решении сильфон выполнен из узких гофр, а со стороны подшипников патрубок сильфона снабжен фланцем очень большого диаметра с резиновым уплотнительным кольцом, опирающимся в поверхность фланца. Габаритный размер фланца сопоставим с размером крыльчатки центробежного насоса. Это резко увеличивает габариты всего насоса. Узкие гофры нагружены в таком сильфоне неодинаково. Наибольшую деформацию испытывает узкая гофра, расположенная ближе к рабочему органу, а гофра, расположенная у корпуса с подшипниками практически не участвует в компенсационном процессе.

Наиболее близким является уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала, содержащее сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр, уплотнительные элементы, расположенные по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона, причем один из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом, а второй из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом (2).

В этом техническом решении сильфон выполнен из резины, а уплотнительные элементы выполнены в виде втулок большего диаметра, чем диаметр сильфона, которые установлены непосредственно на валу. Кроме того, устройство имеет пружину, установленную снаружи сильфона для подпружинивания втулок, и набор дополнительных шайб, которые установлены на валу со стороны рабочего органа. Подшипники в этом устройстве выполнены в виде подшипников скольжения. В этом техническом решении основную нагрузку несет пружина, гофры сильфона выполнены с небольшой высотой, по существу не работают на растяжение-сжатие, а сильфон здесь практически выполняет лишь функцию защитного чехла.

Ограничениями устройства являются: недостаточно высокая надежность, поскольку резиновый сильфон практически не выполняет функцию компенсатора, эту функцию выполняет пружина; недостаточно высокое качество уплотнения, т.к. патрубки сильфона расположены между втулками, а уплотняющие втулки расположены непосредственно на валу, что приводит к быстрому износу их поверхностей, сопряженных с валом, и нарушению герметичности уплотнения, особенно при использовании подшипников скольжения; сложность конструкции из-за использования пружины и дополнительных шайб.

Решаемая изобретением задача - повышение надежности и качества.

Технический результат, который может быть получен при выполнении заявленного устройства, - улучшение технико-эксплуатационных характеристик, обеспечение многофункциональности для различных типов машин и механизмов, а также упрощение конструкции.

Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в уплотнительном устройстве для защиты подшипников вращающегося вала, содержащем сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр, уплотнительные элементы, расположенные по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона, причем один из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом, а второй из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом, согласно изобретению, по меньшей мере, одна из гофр сильфона выполнена широкой, выпуклые поверхности и вогнутые поверхности выполнены в продольном сечении в виде полуокружностей, отношение радиуса R выпуклой поверхности широкой гофры к радиусу г выпуклой поверхности узкой гофры выбрано в диапазоне 1,5 - 2,5, отношение высоты Н между выпуклой поверхностью широкой гофры и сопряженной с ней вогнутой поверхностью узкой гофры к высоте h между выпуклой поверхностью и вогнутой поверхностью узкой гофры - в диапазоне 0,5 - 1,5, отношение радиуса R₁ вогнутой поверхности между широкой гофрой и узкой гофрой к радиусу r₁ вогнутой поверхности между узкими гофрами - в диапазоне 1,0 - 2,2.

Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:

- узкие гофры были расположены симметрично относительно широкой гофры;

- сильфон был выполнен из металла;

- уплотнительные элементы были выполнены из втулок, установленных на патрубках сильфона;

- патрубки и втулки были выполнены цилиндрическими;

- один из патрубков и одна из втулок, установленная на наружной поверхности патрубка, были выполнены коническими;

- один из патрубков был выполнен коническим и снабжен кольцом, закрепленным снаружи у большего основания конуса патрубка, а втулка была бы выполнена с конической внутренней поверхностью и с цилиндрической наружной поверхностью, при этом на цилиндрической наружной поверхности втулки был выполнен поперечный бурт, сопряженный с поверхностью кольца патрубка;

- один из патрубков был выполнен с загнутым наружу своим краем, С-образным в продольном сечении, а на торце втулки, обращенном к гофрированной поверхности сильфона, была выполнена U-образная канавка для размещения в ней упомянутого края патрубка;

- один из уплотнительных элементов был выполнен в виде цилиндрообразного корпуса, один край цилиндрообразного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край был закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, цилиндрообразный корпус был расположен снаружи сильфона, другой из уплотнительных элементов был бы выполнен из двух втулок, меньшего и большего диаметров, установленных на другом из патрубков, втулка меньшего диаметра была выполнена из материала с большей эластичностью, чем втулка большего диаметра, и была установлена между гофрированной поверхностью сильфона и втулкой большего диаметра, втулка большего диаметра была бы выполнена с кольцевым буртом, обращенным продольно от гофрированной поверхности сильфона и выступающим за патрубок, при этом наружная поверхность втулки большего диаметра была бы сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрообразного корпуса;

- один из уплотнительных элементов был выполнен из патрубка сильфона в виде гофры большего диаметра, чем гофры сильфона, при этом в продольном сечении эта гофра большего диаметра была выполнена прямоугольной, другой из патрубков сильфона выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов был выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и закрепленной с ним, при этом ширина втулки была бы выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка;

- один из уплотнительных элементов был выполнен в виде дополнительного корпуса, расположенного снаружи сильфона, один край дополнительного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край был закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, другой край дополнительного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона, другой из патрубков сильфона был бы выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов был выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и закрепленной с ним, при этом ширина втулки была бы выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка, для закрепления втулки с патрубком была выполнена пуклевка наружной поверхности этого патрубка, а загнутый внутрь поперечно край дополнительного корпуса был бы расположен в месте пуклевки.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.

Фиг. 1 изображает схематично сечение верхней части корпуса сильфона.

Фиг. 2 - симметричное расположение широкой гофры сильфона.

Фиг. 3 - симметричное расположение широких гофр по краям корпуса сильфона.

Фиг. 4 - конструкцию центробежного насоса.

Фиг. 5 - уплотнительное устройство с цилиндрическими втулками.

Фиг. 6 - уплотнительное устройство с коническим патрубком и конической втулкой.

Фиг. 7 - уплотнительное устройство с коническим патрубком и с втулкой, снабженной буртом.

Фиг. 8 - уплотнительное устройство с загнутым краем сильфона и с втулкой, в которой выполнена канавка под загнутый край (для удобства чтения чертежа втулка показана не состыкованное с патрубком).

Фиг. 9 - уплотнительное устройство с цилиндрообразным корпусом и двумя втулками.

Фиг. 10 - уплотнительное устройство с прямоугольными в сечении патрубками и втулку, установленную в одном из патрубков.

Фиг. 11 - уплотнительное устройство с дополнительным корпусом и с втулкой, установленной в прямоугольном патрубке.

Для решения поставленной задачи, прежде всего, пришлось изменить геометрию сильфона (фиг. 1).

Сильфон 1 (фиг. 1) выполнен из узких гофр 2 и, по меньшей мере, одной широкой гофры 3. Стенки узких гофр 2 и широкой гофры 3 сопряжены между собой выпуклыми поверхностями 4 и вогнутыми поверхностями 5, соответственно.

Выпуклые поверхности 4 и вогнутые поверхности 5 выполнены в продольном сечении сильфона 1 в виде полуокружностей. Отношение радиуса R выпуклой поверхности 4 широкой гофры 3 к радиусу г выпуклой поверхности 4 узкой гофры 2 выбрано в диапазоне 1,5 - 2,5. Отношение высоты Н между выпуклой поверхностью 4 широкой гофры 3 и сопряженной с ней вогнутой поверхностью 5 узкой гофры 2 к высоте h между выпуклой поверхностью 4 и вогнутой поверхностью 5 узкой гофры 2 выбрано в диапазоне 0,5 - 1,5. Отношение радиуса R₁ вогнутой поверхности 5 между широкой гофрой 3 и узкой гофрой 2 к радиусу r₁ вогнутой поверхности 5 между узкими гофрами 2 выбрано в диапазоне 1,0 - 2,2.

Введение в конструкцию широкой гофры 3 с указанными размерами позволяет повысить технико-эксплуатационные показатели при работе сильфона в условиях осевой неустойчивости.

Как показали испытания, подобная геометрия узких гофр 2 и широкой гофры 3 изменила характер нагрузки на узкие гофры 2 и в целом на сильфон 1 независимо от длины и диаметра сильфона 1. Увеличилась устойчивость сильфона 1, нагруженного осевым усилием. Узкие гофры 2 (фиг. 1), расположенные от широкой гофры 3 слева и справа, стали работать с симметричным распределением нагрузки и с одинаковой величиной хода независимо от других геометрических размеров гофр, их количества и симметрии расположения. Выполнение выпуклых поверхностей 4 и вогнутых поверхностей 5 узких гофр 2 и широких гофр 3 в продольном сечении корпуса 1 в виде полуокружностей позволяет уменьшить концентрацию напряжений в вершинах упомянутых гофр.

Геометрия широкого гофра 3 (фиг. 1) отличается от узких гофр 2, она изменила жесткость и чувствительность сильфона 1. Но самое главное она изменила характер распределения нагрузки на все узкие гофры 2 и широкий гофр 3, увеличила устойчивость сильфона 1. Узкие гофры 2 слева и справа стали работать с симметричным распределением нагрузки и одинаковой величиной хода. При различных сочетаниях осевой силы (или заданного хода) цикл напряжений распределяется равномерно по всем гофрам, уменьшая критические напряжения в отдельных точках и увеличивая время наработки сильфона 1 на отказ. Сильфон 1 приобретает улучшенные эксплуатационные характеристики и становится долговечней.

При симметричном расположении узких гофр 2 (фиг. 2, 3) относительно широкой гофры 3 распределение нагрузки будет 50% на 50% на каждое плечо (с равномерным распределением по гофрам). Поэтому в конструкции уплотнительного устройства целесообразно, чтобы узкие гофры 2 были расположены симметрично относительно широкой гофры 3.

Для того чтобы сильфон 1 эффективно выполнял функции компенсации и в то же время пружины, которые в ближайшем аналоге выполняет отдельный элемент, желательно, чтобы сильфон 1 был выполнен из металла. Однако при использовании заявленного устройства для различных машин и механизмов корпус сильфона 1 может быть выполнен и из различных материалов, например из пластмассы или жесткой резины, удовлетворяющих техническим требованиям к условиям эксплуатации.

Пример установки уплотнительного устройства I в стандартном центробежном насосе, применяемом в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля, показан на фиг. 4. Уплотнительное устройство I для защиты подшипников вращающегося вала содержит сильфон 1, выполненный из гофр и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр. Уплотнительные элементы 6 и 7 расположены по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона 1. Один из уплотнительных элементов 6 предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом 8, а второй из уплотнительных элементов 7 предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом 9 (крыльчаткой в рассматриваемом примере). На фиг. 4 также показаны: вал 10, подшипник 11, шкив 12, манжета 13. Размеры гофр сильфона 1 выбраны в соответствии с ранее указанными соотношениями, а для упрощения конструкции и технологичности изготовления сильфона 1 с одинаковой высотой гофр.

В зависимости от реальных условий эксплуатации и технических требований могут быть выбраны различные варианты конкретного исполнения уплотнительного устройства I, выделенного на фиг. 4 окружностью.

В самом простом варианте, поскольку узкие гофры перемещаются с одинаковой величиной хода, уплотнительные элементы 6 и 7 выполнены из втулок, установленных на патрубках сильфона 1 (фиг. 5). Левая часть (фиг. 5-11) сильфона 1 предназначена для состыковки и для сопряжения уплотнительного элемента 6 с неподвижным корпусом 8, а второй из уплотнительных элементов 7 предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом 9 (фиг. 4). Уплотнительные элементы 6 и 7 могут быть выполнены из различных материалов: графофлекса, графита, текстолита, керамики, резины, фторопласта и т.п. в зависимости от условий эксплуатации. Патрубки и втулки выполнены цилиндрическими в простейшем варианте выполнения устройства (фиг. 5).

Для дополнительного улучшения качества уплотнения один из патрубков и одна из втулок 14, установленная на наружной поверхности патрубка, выполнены коническими (фиг. 6). В этом случае втулка 14 размещается в конической проточке неподвижного корпуса 8, а наружная поверхность патрубка раздает втулку 14 после ее установки.

Один из патрубков может быть выполнен коническим и снабжен кольцом 15, закрепленным снаружи у большего основания конуса патрубка (фиг. 7). Втулка 16 выполнена с конической внутренней поверхностью и с цилиндрической наружной поверхностью. На цилиндрической наружной поверхности втулки 16 выполнен поперечный бурт 17, сопряженный с поверхностью кольца 15 патрубка. В этом варианте конический патрубок раздает втулку 16, а кольцо 15 поджимает поперечный бурт 17 втулки 16 к неподвижному корпусу.

В другом варианте один из патрубков выполнен с загнутым наружу своим краем, С-образным в продольном сечении (фиг. 8). На торце втулки 18, обращенном к гофрированной поверхности сильфона 1, выполнена U-образная канавка 19 для размещения в ней упомянутого края патрубка (для наглядности втулка 18 показана на фиг. 8 снятой с патрубка), В этом случае край патрубка сильфона 1 раздает втулку 18 в поперечном направлении и поджимает в продольном.

Однако учитывая то обстоятельство, что левый край сильфона 1 связан с неподвижным корпусом 8, а правый - с вращающимся рабочим органом 9 (фиг. 4), могут быть использованы дополнительные варианты устройств, в которых в качестве уплотнительного элемента 6 использована конструктивно доработанная часть поверхности сильфона 1 без использования каких-либо втулок в качестве уплотнительного элемента 6.

Один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) может быть выполнен в виде цилиндрообразного корпуса 20 (фиг. 9). Один край цилиндрообразного корпуса 20 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1 и отогнут наружу продольно. Отогнутый наружу продольно край сильфона 1 закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона 1, например, сваркой. Цилиндрообразный корпус 20 расположен снаружи сильфона. Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из двух втулок 21 и 22 (фиг. 9), меньшего и большего диаметров, соответственно, установленных на другом из патрубков. Втулка 21 меньшего диаметра выполнена из материала с большей эластичностью, чем втулка 22 большего диаметра, например втулка 21 выполнена из резины или фторопласта, а втулка 22 - из графофлекса или текстолита. Втулка 21 установлена между гофрированной поверхностью сильфона 1 и втулкой 22. Втулка 22 большего диаметра выполнена с кольцевым буртом 23, обращенным продольно от гофрированной поверхность сильфона 1 и выступающим за патрубок. Наружная поверхность втулки 22 большего диаметра сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрообразного корпуса 20, например, по скользящей посадке. Втулка 21 поджата между узкой гофрой сильфона 1 и втулкой 22 и препятствует ее вращению. В этом случае вращающийся рабочий орган 9 сопряжен с выступающим кольцевым буртом, поэтому обеспечена герметизация справа. За счет же пружинящих свойств сильфона 1 происходит герметизация со стороны его левого патрубка в соответствующей проточке неподвижного корпуса 8.

В другом дополнительном варианте один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) выполнен из патрубка сильфона 1 в виде гофры 24 большего диаметра, чем остальные гофры сильфона 1 (фиг. 10). В продольном сечении гофра 24 выполнена прямоугольной. Другой из патрубков 25 сильфона 1 также выполнен в продольном сечении прямоугольным, но с диаметром, близким к выбранному диаметру гофр сильфона 1. Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из втулки 26 (фиг. 10), установленной внутри другого патрубка 25 и закрепленной с ним, например, пайкой по окружности патрубка. Ширина втулки 26 выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка 25. В этом варианте при выполнении гофры 24 и другого патрубка 25 в сечении прямоугольными увеличивается их жесткость. Слева герметизация достигается за счет пружинящих свойств сильфона 1 и раздачи гофры 24 при сжатии сильфона 1, а герметизация справа обеспечивается за счет поджатия втулки 26 к вращающемуся рабочему органу 9 (фиг. 4).

Еще в одном дополнительном варианте выполнения устройства один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) выполнен в виде дополнительного корпуса 26, расположенного снаружи сильфона 1 (фиг; 11). Один край дополнительного корпуса 26 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1 и отогнут наружу продольно. Отогнутый наружу продольно край сильфона 1 закреплен, например, сваркой на наружной поверхности одного из патрубков сильфона 1. Другой край дополнительного корпуса 26 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1. Другой из патрубков 27 сильфона 1 выполнен в продольном сечении прямоугольным (так же, как в предыдущем варианте). Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из втулки 28 (фиг. 11), установленной внутри упомянутого другого патрубка 27 и закрепленной с ним. Ширина втулки 28 выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка 27. Для закрепления втулки 28 с патрубком 27 выполнена пуклевка 29 (углубление вдавливанием) наружной поверхности этого патрубка. Загнутый внутрь поперечно край дополнительного корпуса 26 расположен в месте пуклевки, например, связан с наружной поверхностью патрубка 27 по скользящей посадке. В этом дополнительном варианте устройство как бы совмещает отдельные части двух предыдущих конструкций. В этом случае вращающийся рабочий орган 9 сопряжен с втулкой 28, поэтому обеспечена герметизация справа. За счет же пружинящих свойств сильфона 1 осуществляется герметизация со стороны его левого патрубка в соответствующей проточке неподвижного корпуса 8 (фиг. 4).

Работает уплотнительное устройство следующим образом (фиг. 4).

При вращении вала 10 (фиг. 4) сильфон 1 компенсирует биения вала 10 и вращающегося рабочего органа 9. Уплотнительные элементы 6 и 7 при конструктивном различном выполнении уплотнительного устройства I (фиг. 5-11) имеют высокую степень прилегания по плоскостям, поскольку ход узких гофр равномерен под воздействием осевых нагрузок. Уплотнительные элементы 6 и 7 не допускают проникновения рабочей среды на вал 10 и в полость сильфона 1. Надежность герметизации обеспечивается постоянным осевым усилием нагруженного сильфона 1 на уплотнительные элементы 6 и 7. По мере износа трущихся поверхностей все гофры сильфона 1 разжимаются с одинаковой величиной своего хода, обеспечивается соответствующее поджатие уплотнительных элементов 6 и 7, что увеличивает надежность и долговечность устройства.

Наиболее успешно заявленное уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала промышленно применимо в машинах и механизмах при их функционировании в различных агрессивных средах или с агрессивными рабочими жидкостями, и преимущественно может быть использовано в центробежных насосах различных типов, например, в жидкостной системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Источники информации

1. Патент США 2875696, н.п.к. 103-103, опубл. 1952 г.

2. Патент США 2402995, н.п.к. 103-103, опубл. 1944 г.