уплотнение вращающегося вала

Формула изобретения

1. Уплотнение вращающегося вала с помещенным в канавке корпуса уплотнительным элементом, размещенным между двумя подкладными кольцами, причем канавка корпуса, по меньшей мере, с одной стороны выполнена открытой и перекрываемой после установки уплотнительного кольца запорной втулкой, жестко соединенной с корпусом, отличающееся тем, что внутренняя поверхность запорной втулки выполнена с винтовыми выступами, направление которых противоположно направлению вращения вала, при этом винтовые выступы установлены с возможностью контакта с наружной поверхностью вала и выполнены из материала с коэффициентом трения скольжения с валом больше, чем между подкладными кольцами и валом.

2. Уплотнение вращающегося вала по п.1, отличающееся тем, что запорная втулка соединена с корпусом резьбой, направление вращения которой совпадает с направлением вращения вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к узлам герметизации вращающихся валов.

Известно уплотнение вращающегося вала с помещенным в канавке корпуса уплотнительным элементом с боковыми элементами, наружные торцы которых перпендикулярны оси вала (см. авт. св. СССР № 879113, кл., F16J 15/16, 1981).

К недостаткам данного уплотнения следует отнести малую надежность из-за быстрого износа его боковых элементов, что особо сильно будет наблюдаться при вращении вала с большой скоростью.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является уплотнение вращающегося вала с помещенным в канавке корпуса уплотнительным элементом, размещенным между двумя подкладными кольцами, причем канавка корпуса, по меньшей мере, с одной стороны выполнена открытой и перекрываемой после установки уплотнительного кольца запорной втулкой, жестко соединенной с корпусом (см. авт. св. СССР № 985519, кл. F16J 15/16, 1982).

Недостатком данного устройства является сравнительно малая эффективность, связанная с возможностью разгерметизации узла уплотнения, особенно при высоких скоростях вращения вала и наличии даже небольшого его биения.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является улучшение эффективности работы уплотнения путем постоянного поджима уплотнительного элемента в процессе работы запорной втулкой.

Указанный технический результат достигается тем, что уплотнение вращающегося вала с помещенным в канавке корпуса уплотнительным элементом, размещенным между двумя подкладными кольцами, согласно изобретению внутренняя поверхность запорной втулки выполнена с винтовыми выступами, направление которых противоположно направлению вращения вала, при этом винтовые выступы установлены с возможностью контакта с наружной поверхностью вала и выполнены из материала с коэффициентом трения скольжения с валом больше, чем между подкладными кольцами и валом.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что запорная втулка соединена с корпусом резьбой, направление вращения которой совпадает с направлением вращения вала.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид узла уплотнения в продольном разрезе

Уплотнение вращающегося вала 1, проходящего через неподвижный корпус 2, осуществляется уплотнительным элементом 3, размещенным между двумя подкладными кольцами 4, размещенными в кольцевой канавке 5 корпуса 2. Кольцевая канавка 5, по меньшей мере, с одной стороны выполнена открытой и перекрываемой после установки уплотнительного элемента 3 и подкладных колец 4 запорной втулкой 6, жестко соединенной с корпусом 2 резьбой 7, направление вращения которой совпадает с направлением вращения вала 1. Подкладные кольца 4 выполнены из материала, например, бронзы, коэффициент трения скольжения которой с валом 1 меньше, чем коэффициент трения скольжения между запорной втулкой 6 и валом 1. Внутренняя поверхность запорной втулки 6 выполнена с винтовыми выступами 8, направление которых противоположно направлению вращения вала 1, при этом винтовые выступы 8 установлены с возможностью контакта с наружной поверхностью вала 1.

Монтаж уплотнительного узла производится следующим образом. Через открытую кольцевую канавку 5 корпуса 2 последовательно вводятся первое подкладное кольцо 4, затем уплотнительный элемент 3 и второе подкладное кольцо 4. После этого открытая кольцевая канавка 5 корпуса 2 запирается запорной втулкой 6, которая жестко соединяется с корпусом 2. Это соединение выполняется в виде резьбы 7, причем направление резьб втулки 7 и корпуса 2 должны совпадать. В процессе работы уплотнительного узла происходит износ уплотнительного элемента 3, который компенсируется благодаря самозатягиванию запорной втулки 6, обеспечивая постоянное поджатие уплотнительного элемента 3. При этом за счет вращения вала 1 попадающая между валом 1 и запорной втулкой 6 агрессивная жидкость (например, при нефтедобыче) отбрасывается в сторону винтовых выступов 8, направление которых противоположно направлению вращения вала 1. Это создает сопротивление движению агрессивной среды в сторону узла уплотнения и тем самым дополнительно повышает надежность герметизации узла уплотнения.

Такое выполнение узла уплотнения позволяет повысить надежность работы уплотнительного элемента в течение всего времени работы устройства, в котором используется данное уплотнение.