САЛЬНИКОВЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ВАЛА ВЕНТИЛЯТОРА ГАЗОНАПОЛНЕННОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам для герметизации вращающихся валов, применяемых на оборудовании, использующем агрессивные и токсичные среды - газы, утечка которых вредна для здоровья обслуживающего персонала и оборудования. Полезная модель может быть использована в вентиляторных узлах газонаполненных печей для химико-термической обработки сталей и сплавов.
При проведении процессов термической и химико-термической обработки металлов, например, азотирования или цементации, в контейнере газонаполненных печей создается избыточное давление, благодаря которому, с одной стороны, исключается подсос воздуха в контейнер печи, а с другой - агрессивные, токсичные или взрывоопасные газы из контейнера попадают в окружающую среду. Процесс термической и химико-термической обработки металлов требует активного перемешивания печной атмосферы, для чего необходимо использование вентиляторов. При этом сальниковые узлы вентилятора зачастую не обеспечивают герметичность, что приводит к утечкам печной атмосферы, что является недопустимым в связи с созданием аварийных ситуаций, опасных для обслуживающего персонала, и вредных для используемого оборудования. Актуальной технической задачей является устранение негерметичности сальникового узла, что требует времени и не всегда может носить плановый характер. Однако без решения данной задачи невозможно осуществление безвредной и надежной работы газонаполненных печей при проведении химико-термических процессов, исключение утечки технологических газов из контейнера через сальниковый узел и, в конечном счете, обеспечение надежной изоляции рабочей зоны печи от выбросов рабочей среды. Для исключения попадания токсичных и взрывоопасных печных газов в атмосферу заявляемая конструкция предусматривает отвод данных газов на утилизацию или в вентиляционные каналы.
Известно сальниковое уплотнение вала, состоящее из пакета сальниковой набивки, заключенного в корпус сальника, нажимной крышки и втулки, высота которой равна или больше высоты изнашиваемой зоны вала. В последнем случае
втулка разделена по высоте на части, равные по высоте изнашиваемой зоне вала. При достижении предельно допустимого износа вала пакет сальниковой набивки меняют местами со втулкой, тем самым смещая зону контакта набивки с валом. В зависимости от условий эксплуатации втулку можно разделить, как было указано, на несколько частей, и тогда после определенного износа вала сальниковую набивку помещают между двух частей втулки, затем над двумя частями, тем самым многократно смещая зону контакта набивки с валом [авторское свидетельство СССР №727930].
Однако, несмотря на первоначальную герметичность узла, предназначенного для герметизации соединения вал - корпус, в условиях дальнейшей эксплуатации происходит естественная усадка уплотнения (сальниковой набивки). При этом газ из муфеля проникает в атмосферу через сальниковое уплотнение. Данный недостаток в техническом решении устраняют поджимом уплотнения прижимной втулкой, однако в последующем утечки постоянно возобновляются, что сохраняет риск проникновения газа до момента следующего поджима. Т.о., данная конструкция сальникового узла не решает в полной мере проблему герметизации.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является сальниковое уплотнение вала, содержащее корпус, пакет сальниковой набивки, поджимаемый к валу нажимной втулкой с фланцем. В нажимной втулке со стороны фланца выполнена расточка, в которую соосно валу введена направляющая крышка, закрывающая подшипник. В нажимной втулке выполнено отверстие для свободного выхода среды, скапливающейся в полости, образованной валом, нажимной втулкой и направляющей крышкой. Втулка выполнена с возможностью перемещения вдоль вала при помощи гаек [авторское свидетельство СССР №1302062].
Однако, вследствие естественной усадки уплотнения происходит утечка газов из печи, которая недопустима в газонаполненных печах для химико-термической обработки сталей и сплавов: газы проходят через уплотнение и попадают в рабочую зону печи через отверстие в нажимной втулке.
Задачей полезной модели является создание сальникового узла, исключающего попадание газа из печи в пространство, окружающее термическое оборудование, являющееся зоной работы обслуживающего персонала.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в предотвращении попадания газов из рабочей зоны печи через сальниковый узел в рабочее пространство, следовательно, в снижении негативного экологического воздействия на персонал, обслуживающий оборудование. Кроме того, в связи с тем,
что просочившийся через сальниковую набивку газ отводится в вентиляционную систему, снижается давление на дополнительное сальниковое уплотнение, что обеспечивает полную герметичность узла в соединении вал - сальник.
Поставленная задача решается тем, что сальниковый узел для вала вентилятора газонаполненной печи, состоящий из корпуса, расположенного соосно валу, с размещенным в нем сальниковой набивкой, поджимаемой прижимной втулкой, снабженной отводящим отверстием, согласно предлагаемому решению, дополнительно содержит сальниковое уплотнение вала, размещенное между валом и прижимной втулкой за отводящим отверстием, прижимной фланец сальникового уплотнения вала и трубопровод для отвода газов из печи соединенный с отводящим отверстием прижимной втулки.
В прижимной втулке выполнена расточка для размещения сальникового уплотнения.
Соединение трубопровода для отвода газов из печи с отводящим отверстием прижимной втулки выполнено через штуцер или патрубок.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором позициями обозначены: 1 - корпус; 2 - вал вентилятора; 3 - сальниковая набивка; 4 - прижимная втулка; 5 -сальниковое уплотнение; 6 - прижимной фланец; 7 - патрубок; 8 - отводящий трубопровод; 9 - прокладка; 10 - отводящее отверстие.
Сальниковый узел для вала вентилятора газонаполненной печи состоит из корпуса 1, в котором уложена сальниковая набивка 3, поджатая прижимной втулкой 4. В прижимной втулке 4 выполнена расточка, в которой расположено сальниковое уплотнение 5. Сальниковое уплотнение 5 размещено между валом вентилятора 2 и прижимной втулкой 4 и зафиксировано прижимным фланцем 6. В прижимной втулке 4 перед сальниковым уплотнением 5 выполнено отводящее отверстие 10. Патрубок 7 выполнен сообщающимся через отводящее отверстие 10 с полостью для сбора проникающего через сальниковое уплотнение 5 газа. Полость образована валом вентилятора 2, сальниковым уплотнением 5 и внутренней поверхностью прижимной втулки 4. Для отвода утечек газа из полости патрубок 7 соединен с отводящим трубопроводом 8 и вентиляционными системами. Патрубок 7 закреплен на прижимной втулке 4, например, посредством резьбового соединения в отводящем отверстии. Для герметизации соединения между патрубком 7 и прижимной втулкой 4 установлена прокладка 9. Для поджатая сальникового уплотнения 5 прижимной фланец 6 скреплен болтами с прижимной втулкой 4 через выполненные в них соосные отверстия. В
корпусе 1 и на прижимной втулке 4 со стороны захода в корпус 1 выполнена резьба для поджатия и уплотнения сальниковой набивки 3.
Сальниковый узел устанавливают на вал вентилятора 2 и вращением прижимной втулки 4 уплотняют сальниковую набивку 3. При помощи болтов прижимным фланцем 6 поджимают сальниковое уплотнение 5. Соединяют отводящий трубопровод 8 с патрубком 7 и с вентиляционной системой. Сальниковый узел готов к работе. При работе газонаполненной печи вал вентилятора 2 вращается и вследствие его биения и шероховатости происходит износ сальниковой набивки 3 и разгерметизация контейнера печи. Газы под давлением из контейнера печи проходят через сальниковую набивку 3 и скапливаются в полости, где находятся при атмосферном давлении. Из полости через отводящее отверстие 10, патрубок 7 и отводящий трубопровод 8 газы отводятся, например, к вентиляционным системам. Сальниковое уплотнение 5 работает при атмосферном давлении, не испытывает давления отходящих технологических газов и в связи с этим обеспечивает герметичность узла длительное время.
Пример.
Сальниковый узел вала вентилятора изготовлен и апробирован предприятием - заявителем на печи типа США. Сальниковая набивка эксплуатировалась при температуре порядка 300°С, сальниковое уплотнение имело температуру порядка 100°С. В течение всего срока апробации сохранилась полная герметичность сальникового узла. Износ сальникового уплотнения не наблюдался.