BG4497U1 - Диагонално оплетена набивка - Google Patents

Abstract

Диагонално оплетената набивка намира приложение в машиностроенето, по-специално за уплътняване на салникови камери на помпи и арматура, които работят в инсталации в химическата, фармацевтичната, петролната и други индустрии. Осигурява по-голяма контактна повърхнина между различните пръстени и челото на салниковия капак, която трансформира аксиалното усилие F в радиална сила Р, която е разпределена равномерно към външната повърхност на уплътнявания вал и към вътрешната повърхност на салниковата кутия. Диагонално оплетената набивка е с напречно трапецовидно сечение с формата на правоъгълен трапец. Набивката съдържа първи пълнежи (1.1), които са с максимален брой нишки, както и втори пълнежи (1.2), трети пълнежи (1.3) и четвърти пълнежи (1.4), които са с намаляващ брой нишки и се състоят от проценти от броя нишките на първия пълнеж (1.1). Около всеки втори (1.2), трети (1.3) и четвърти (1.4) пълнежи е оплетена прежда (2).

Description

Полезният модел се отнася до диагонално оплетена набивка, която намира приложение в машиностроенето, по-специално, за уплътняване на салникови камери на помпи и арматура, които работят в инсталации в химическата, фармацевтичната, петролната и други индустрии.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са множество диагонално оплетени набивки, прилагани за уплътняване на помпи и арматура, монтирани върху уплътнявания вал, разположени в салниковата кутия, които са изработени от различни видове материали. Материалите са технически прежди с малък текст, които се вкатават до нужния текст преди влагането им в диагонално оплитащите машини. Произведените набивки на тези машини имат квадратно сечение, изпълват салниковата кутия и имат гъвкавост и пластичност. Диагонално оплитащите машини осигуряват такова движение на совалките, че те изминават точно определена траектория и обикалят около пълнежа, с което осигуряват квадратната структура на набивката и нейната гъвкавост при навиване около вала в салниковата кутия.

Недостатък на известните набивки е, че при изготвянето на пръстените от диагонално оплетената набивка, квадратното сечение на набивките преминава в трапецовидно, тъй като вътрешната дължина на обиколката на пръстена е по-малка от външната дължина на обиколката на пръстена. Естественото състояние на пръстените при монтажа преди натягането на салниковия капак в салниковата кутия е трапецовидно сечение, обърнато с малката основа към вътрешната повърхност на салниковата кутия. Чрез натягането на салниковия капак пръстените контактуват помежду си първоначално с голямата основа на трапеца, която контактува с вала и от това следва по-голямата сила Р, която действа върху външната повърхност на вала и довежда до неравномерно и бързо износване на набивката и на вала.

Най-близката по своята техническа същност до диагонално оплетената набивка, съгласно полезния модел [1], е изградена от множество пълнежи с различен брой нишки, вкатани в носеща прежда. Набивката има трапецовидно напречно сечение, чиято голяма външна горна основа е предназначена за контакт с вътрешната повърхност на салниковата кутия, а малката вътрешна долна основа е предназначена за контакт с уплътнявания вал. Пълнежите с различен брой нишки са разположени несиметрично по напречното сечение на набивката, като пълнежите с най-голям брой нишки са разположени в горната част на напречното трапецовидно сечение, а пълнежите с най-малък брой нишки са разположени в долната част на трапецовидното сечение, преди изработката на пръстени от набивката тя има правилно трапецовидно напречно сечение. Пълнежите с различен брой нишки са разположени симетрично спрямо вертикалата, прекарана през средите на основите на напречното сечение на набивката. Броят на нишките в пълнежите на набивката намалява от голямата основа на трапеца към малката основа на трапеца. Пълнежите с найголям брой нишки са разположени в горната част на напречното трапецовидно сечение, а пълнежите с наймалък брой нишки са разположени в долната част на трапецовидното сечение.

Недостатък на известната диагонално оплетена набивка е, че при изготвянето на пръстените от нея и преди монтажа им в салниковата кутия, контактната повърхност между пръстените е ограничена само в зоната на голямата основа на трапеца на сечението им. Така предаването на аксиалното усилие F е затруднено и то се предава неравномерно към вътрешната повърхност на салниковата кутия и външната повърхност на уплътнявания вал.

Друг недостатък на известната диагонално оплетена набивка е, че челото на салниковия капак, който трябва да предаде аксиалното усилие F, контактува с първия пръстен, изготвен от набивката, само в тясна контактна ивица, която е в зоната на голямата основа на трапеца на сечението.

Друг недостатък на известната диагонално оплетена набивка е, че при натягането на салниковия капак, аксиалното усилие F, трансформирайки се в радиална сила Р, създава по-голямо усилие на триене по вътрешната повърхност на салниковата кутия и по-малко усилие върху външната повърхност на уплътнявания вал, което може да създаде проблеми с уплътняването на вала. Това се проявява по -силно, когато избраният размер набивка се използва за уплътняване на валове с диаметри в горната граница на допустимите диаметри валове за дадения размер набивка.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде диагонално оплетена набивка, която при изготвянето на уплътнителни пръстени от нея, да осигурява форма на напречното им сечение, която е максимално близка до квадратната, както и без да се променя конструкцията на салниковата кутия, начина на монтаж или каквато и да е друга техническа промяна от страна на ползвателя на набивките, да осигурява по-голяма контактна повърхнина между различните пръстени и челото на салниковия капак, и която да трансформира аксиалното усилие F в радиална сила Р, която е разпределена равномерно към външната повърхност на уплътнявания вал и към вътрешната повърхност на салниковата кутия.

Тази задача се решава чрез диагонално оплетена набивка, изградена от множество пълнежи с различен брой нишки, вкатани в носеща прежда. Набивката има трапецовидно напречно сечение, чиято голяма външна горна основа е предназначена за контакт с вътрешната повърхност на салниковата кутия, а малката вътрешна долна основа е предназначена за контакт с уплътнявания вал. Пълнежите с различен брой нишки са разположени несиметрично по напречното сечение на набивката, като пълнежите с най голям брой нишки са разположени в горната част на напречното трапецовидно сечение, а пълнежите с наймалък брой нишки са разположени в долната част на трапецовидното сечение. Съгласно полезния модел, трапецовидното напречно сечение на диагонално оплетената набивка е с формата на правоъгълен трапец, имащ голям диагонал и малък диагонал. Големият диагонал започва от края на горната външна основа, където е оформен острия ъгъл между нея и наклонената страна на правоъгълния трапец, и свършва в края на малката долна вътрешна основа, където е оформен долния прав ъгъл между нея и вертикалната страна. Малкият диагонал започва от края на голямата горна външна основа, където е разположен горния прав ъгъл, сключен между нея и вертикалната страна, и свършва в края на малката долна вътрешна основа в областта на тъпия ъгъл. Част от правоъгълния трапец включва правоъгълен равнобедрен триъгълник, чийто прав ъгъл съвпада с горния прав ъгъл, бедрата му са части от голямата горна външна основа и от вертикалната страна, а хипотенузата му е редът пълнежи, който е успореден на големия диагонал и го предхожда. Всички пълнежи в споменатия равнобедрен правоъгълен триъгълник са еднакви и са изпълнени като първи пълнежи, които имат максимален брой нишки. В пресечната точка на големия диагонал на правоъгълния трапец с малкия му диагонал, е разположен трети пълнеж, който се състои от 35% до 50% от броя нишки, участващи в първия пълнеж. От двете страни на третия пълнеж, в големия диагонал са разположени по един втори пълнеж и след всеки от вторите пълнежи, в посока към двата края на големия диагонал, са разположени поне по един първи пълнеж. Вторият пълнеж се състои от 60% до 80% от броя нишки, участващи в първия пълнеж. Разположените до наклонената страна пълнежи в посока от голямата горна външна основа към малката долна вътрешна основа, са пълнежи с намаляващ брой нишки. В областта на тъпия ъгъл до малката вътрешна долна основа, е разположен четвърти пълнеж, който е с минимален брой нишки и се състои от 5% до 15% от броя нишки на първия пълнеж. Всеки от следващите големия диагонал редове пълнежи, разположени откъм страната на тъпия ъгъл, в края си до наклонената страна съдържа пълнеж с по-голям брой нишки в сравнение с пълнежа, разположен в края му, разположен до долната вътрешна основа.

Препоръчително е броят нишки на първия пълнеж да е 80.

Препоръчително е броят нишки на втория пълнеж да е от 70% до 75% от броя нишки на първия пълнеж.

Препоръчително е броят нишки на третия пълнеж да е от 40% до 50% от броя нишки на първия пълнеж.

Препоръчително е броят нишки на четвъртия минимален пълнеж да е от 7% до 10% от броя нишки на първия пълнеж.

Предимството на диагонално оплетената набивка, съгласно полезния модел е, че при изработване на уплътнителни пръстени от нея, осигурява форма на напречното им сечение, която е максимално близка до квадратната, както и, че без да се променя конструкцията на салниковата кутия, нито начина на монтаж или каквато и да е друга техническа промяна от страна на ползвателя на набивките, се осигурява по-голяма контактна повърхнина между различните пръстени и челото на салниковия капак, както и това, че аксиалното усилие F се трансформира в радиална сила Р, която е разпределена равномерно към външната повърхност на уплътнявания вал и вътрешната повърхност на салниковата кутия.

Пояснение на приложените фигури

Полезният модел се пояснява с помощта на приложените фигури, където:

фигура 1 показва пространствено изображение на диагонално оплетена набивка;

фигура 2 показва напречното сечение на първо примерно изпълнение на диагонално оплетената набивка;

фигура 3 показва напречното сечение на второ примерно изпълнение на диагонално оплетената набивка;

фигура 4а показва разрез на пръстен, изработен от диагонално оплетена набивка, преди монтирането му в салниковата кутия;

фигура 4b показва пакет от пръстени, изработени от диагонално оплетена набивка след монтирането им в салниковата кутия;

фигура 5 показва салникова кутия, в която са монтирани пръстени, изработени от диагонално оплетена набивка.

Примери за реализиране на полезния модел

На фигура 1 е показано пространственото изображение на диагонално оплетената набивка с правоъгълно трапецовидно напречно сечение. Така оформената диагонално оплетена набивка е нарязана на нужната дължина, от която са изработени уплътнителни пръстени 3.

На фиг. 2 е показано първо примерно изпълнение на диагонално оплетена набивка с напречно сечение с формата на правоъгълен трапец, която включва първи 1.1, втори 1.2, трети 1.3 и четвърти 1.4 пълнежи, вкатани в носеща прежда 2. Пръстените 3, съгласно фиг. 5, са поставени в салниковата кутия 4. Пръстените 3 са с напречно сечение с формата на правоъгълен трапец, оформен между голяма горна външна основа 3а, която контактува с вътрешната повърхност на салниковата кутия 4, малка долна вътрешна основа 3в, която контактува с външната повърхност на уплътнявания вал 5, вертикална страна 3с, сключваща горен и долен прави ъгли с голямата горна външна основа 3а и с малката долна вътрешна основа 3в, и наклонена страна 3d, която сключва остър ъгъл с голямата горна външна основа 3а, и тъп ъгъл с малката долна вътрешна основа 3в. Салниковата кутия 4 е затворена с капак 6. Първите пълнежи 1.1 на вкатените прежди 2 имат 80 броя нишки. Вторите 1.2, третите 1.3 и четвъртите 1.4 пълнежи се състоят от по-малък брой вкатени нишки. Вторият пълнеж 1.2 се състои от 60% до 80%, най-добре 70-75%, от броя нишки, участващи в първия пълнеж 1.1. Третият пълнеж 1.3 се състои от 35% до 50%, най-добре 40-45%, от броя нишки, участващи в първия пълнеж 1.1. Четвъртият пълнеж 1.4 се състои от 5% до 15%, най-добре 7-10%, от броя нишки, участващи в първия пълнеж 1.1.

От фигура 2 се вижда, че напречното сечение на диагонално оплетената набивка е правоъгълен трапец, който има голям диагонал и малък диагонал: Големият диагонал започва от края на горната външна основа 3а, където е оформен острия ъгъл между нея и наклонената страна 3d на правоъгълния трапец и свършва в края на малката долна вътрешна основа 3в, където е оформен долния прав ъгъл между нея и вертикалната страна 3с. Малкият диагонал започва от края на голямата горна външна основа 3а, където е разположен горния прав ъгъл, сключен между нея и вертикалната страна 3с, и свършва в края на малката долна вътрешна основа 3в в областта на тъпия ъгъл. Част от правоъгълния трапец включва правоъгълен равнобедрен триъгълник, чийто прав ъгъл съвпада с горния прав ъгъл, бедрата му са части от голямата горна външна основа 3а и от вертикалната страна 3с, а хипотенузата му е редът пълнежи, който е успореден на големия диагонал и го предхожда. Всички пълнежи в споменатия правоъгълен равнобедрен триъгълник са еднакви и са първи пълнежи 1.1, които имат максимален брой нишки - 80 броя. В пресечната точка на големия диагонал с малкия диагонал на правоъгълния трапец е разположен трети пълнеж 1.3, от двете страни на който по големия диагонал е разположен по един втори пълнеж 1.2 и след всеки от вторите пълнежи 1.2 в посока на двата края на големия диагонал са разположени по два първи пълнежа 1.1. В следващия ред пълнежи, който е разположен откъм страната на тъпия ъгъл и е успореден на големия диагонал, са разположени три вида пълнежи. В близост до наклонената страна 3d е разположен втори пълнеж 1.2, след който, в посока към другия му край до малката долна вътрешна основа 3в, са разположени последователно два трети пълнежа 1.3 и два четвърти пълнежа 1.4. В следващия ред пълнежи, който е успореден на големия диагонал и е предхождащ тъпия ъгъл на правоъгълния трапец, в посока от наклонена страна 3d към долната основа 3в са разположени последователно един трети пълнеж 1.3 и два следващи четвърти пълнежа 1.4. В ъгъла, където е тъпия ъгъл на правоъгълния трапец, е разположен четвърти пълнеж 1.4.

На фиг. 3 е показано второ примерно изпълнение на диагонално оплетена набивка с напречно сечение с формата на правоъгълен трапец. По големия диагонал на правоъгълния трапец са разположени пълнежи, както следва: трети пълнеж 1.3 е разположен в пресечната точка на големия диагонал на правоъгълния трапец с малкия му диагонал. От двете страни на третия пълнеж 1.3 по големия диагонал са разположени по един втори пълнежи 1.2, а след вторите пълнежи 1.2 в посока към краищата му са разположени по един първи пълнеж 1.1. В следващия ред пълнежи, който е разположен откъм страната на тъпия ъгъл и е съседен и успореден на големия диагонал, са поставени два вида пълнежи, като в близост до наклонената страна 3d е разположен трети пълнеж 1.3, след който, в посока другия му край до малката долна вътрешна основа 3в, са разположени последователно два четвърти пълнежа 1.4. В ъгъла, където е тъпия ъгъл на правоъгълния трапец, е разположен четвърти пълнеж 1.4.

Възможно е броят на вкатаните нишки във вторите 1.2, третите 1.3 и четвъртите 1.4 пълнежи, разположени в долния тъп ъгъл на напречното сечение на диагонално оплетената набивка, да се увеличи или намали. По този начин се „прибира” материала към центъра на напречното сечение на диагонално оплетената набивка и се оформя правоъгълния трапец.

След оплитането на набивката, същата преминава през обичайната операция каландриране, като ролките на каландъра са изпълнени така, че да копират профила на правоъгълния трапец на диагонално оплетената набивка.

Използване на полезния модел

Диагонално оплетената набивка се използва по същия начин, както се използват всички известни преди създаването на този полезен модел набивки, като от набивката се изготвят пръстени 3. Уплътняването с пръстените 3, изготвени от диагонално оплетената набивка, съгласно полезния модел, се реализира по следния начин.

Диагонално оплетената набивка се нарязва на парчета с нужната дължина. От нарязаните парчета се изготвят пръстени 3, съгласно фиг. 4а. Пръстените 3 се монтират в салниковата кутия 4, като малката вътрешна основа 3в на правоъгълния трапец, в случая тясната страна на набивката, трябва да бъде обърната към повърхността на уплътнявания вал 5. Броят на пръстените 3 е определен предварително според конструктивната дълбочина на салниковата кутия 4. Размерът на избраната набивка се определя от разликите във вътрешния диаметър на салниковата кутия 4 и външния диаметър на уплътнявания вал 5, разделен на две. Той зависи, в голяма степен, от скоростта на въртенето на уплътнявания вал 5 и от налягането на уплътнявания флуид. Различните размери набивки се използват за валове с широк диапазон на диаметрите. Например, набивка със сечение 10 х 10 mm се използва за уплътняване на валове с диаметър от Ф30 до Ф80.

Посредством салниковия капак 6 и салниковите шпилки се осигурява необходимото притискащо аксиално усилие F. Аксиалното усилие F се трансформира в радиална сила Р, действаща върху вътрешната повърхност на салниковата кутия 4 и върху външната повърхност на уплътнявания вал 5. Поради това, че набивките представляват оплетка с пластични свойства, при натягане на шпилките й, посредством салниковия капак 6, упражняваното аксиално усилие F се трансформира в радиална сила Р, пораждаща триене по вътрешната повърхност на салниковата кутия 4 и външната повърхност на уплътнявания вал 5. В резултат на триенето, аксиалното усилие F в дълбочината на салниковата кутия 4 намалява. Опитно е установено, че при монтаж на повече от пет броя пръстени 3, пръстените, разположени след петия пръстен 3 в дълбочината на салниковата кутия не пренасят никакво аксиално усилие.

Claims (1)

1. Диагонално оплетена набивка, изградена от множество пълнежи с различен брой нишки, вкатани в носеща прежда, при което набивката има трапецовидно напречно сечение, чиято голяма външна горна основа е предназначена за контакт с вътрешната повърхност на салниковата кутия, а малката й вътрешна долна основа е предназначена за контакт с уплътнявания вал, като пълнежите с различен брой нишки са разположени несиметрично по напречното сечение на набивката, а пълнежите с най-голям брой нишки са разположени в горната част на напречното трапецовидно сечение, докато пълнежите с най-малък брой нишки са разположени в долната част на трапецовидното сечение, характеризираща се с това, че трапецовидното напречно сечение на диагонално оплетената набивка е с формата на правоъгълен трапец, имащ голям диагонал и малък диагонал, като големият диагонал започва от края на горната външна основа (3а), където е оформен острият ъгъл между нея и наклонената страна (3d) на правоъгълния трапец, и свършва в края на малката долна вътрешна основа (3в), където е оформен долният прав ъгъл между нея и вертикалната страна (3с), а малкият диагонал започва от края на голямата горна външна основа (3а), където е разположен горният прав ъгъл, сключен между нея и вертикалната страна (3с) и свършва в края на малката долна вътрешна основа (3в) в областта на тъпия ъгъл, при което част от правоъгълния трапец включва правоъгълен равнобедрен триъгълник, чийто прав ъгъл съвпада с горния прав ъгъл, бедрата му са части от голямата горна външна основа (3а) и от вертикалната страна (3с), а хипотенузата му е редът пълнежи, който е успореден на големия диагонал и го предхожда, при което всички пълнежи в споменатия равнобедрен правоъгълен триъгълник са еднакви и са изпълнени като първи пълнежи (1.1), които имат максимален брой нишки, при което в пресечната точка на големия диагонал на правоъгълния трапец с малкия му диагонал, е разположен трети пълнеж (1.3), който се състои от 35% до 50% от броя нишки, участващи в първия пълнеж (1.1), а от двете страни на третия пълнеж (1.3), в големия диагонал са разположени по един втори пълнеж (1.2) и след всеки от вторите пълнежи (1.2), в посока към двата края на големия диагонал, са разположени поне по един първи пълнеж (1.1), като вторият пълнеж (1.2) се състои от 60% до 80% от броя нишки, участващи в първия пълнеж (1.1), при което разположените до наклонената страна (3d) пълнежи в посока от голямата горна външна основа (3а) към малката долна вътрешна основа (3в), са пълнежи с намаляващ брой нишки, а в областта на тъпия ъгъл до малката вътрешна долна основа (3в), е разположен четвърти пълнеж (1.4), който е с минимален брой нишки и се състои от 5% до 15% от броя нишки на първия пълнеж (1.1), при което всеки от следващите големия диагонал редове пълнежи, разположени откъм страната на тъпия ъгъл, в края си до наклонената страна (3d) съдържа пълнеж с по-голям брой нишки в сравнение с пълнежа, разположен в края му, разположен до долната вътрешна основа (3в)