ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована в качестве уплотнения вращающихся валов насосов, перекачивающих гидроабразивные смеси и жидкости, склонные к выделению и отложению на поверхностях деталей окисных пленок.
Известно торцовое уплотнение типа 7АР, предназначенное для насосов с давлением жидкости в камере уплотнения до 8,5 МПа, температурой до 85°С, объемной концентрацией твердых включений до 1% (см. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л.А.Кондаков, А.И.Голубев, В.Б.Овандер и др.; Под общ. ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова. -М.: Машиностроение, 1986, стр.324, рис.9.28).
Торцовое уплотнение состоит из вращающегося уплотнительного кольца пары трения, расположенного на валу машины, неподвижного кольца пары трения, установленного во втулке неподвижного поджимного элемента, герметизируемого резиновым уплотнительным кольцом круглого сечения.
Недостатком рассмотренного уплотнения является вероятность попадания абразивных включений в область сопряжения уплотнительного кольца круглого сечения с поверхностью втулки поджимного элемента, что приводит к повышенному износу поверхности втулки, а также возможности заклинивания втулки поджимного элемента относительно корпуса уплотнения и, как результат, повышенным утечкам и быстрому выходу уплотнения из строя. При выходе уплотнения из строя происходит выброс уплотняемой жидкости под высоким давлением.
Аналогичная ситуация возникает при использовании уплотнения для герметизации валов насосов, перекачивающих жидкости, склонные к выделению и отложению на поверхностях деталей окисных пленок.
Наиболее близким заявленному является торцовое уплотнение типа 562/251, предназначенное для комплектации грунтовых и песковых насосов,
перекачивающих гидроабразивные смеси (см. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник /Л.А.Кондаков, А.И.Голубев, В.Б.Овандер и др.; Под общ. ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986, стр.331, рис.9.37). Уплотнение, рассчитано на давление рабочей среды до 0,5 МПа с твердыми включениями крупностью менее 0,1 мм.
Торцовое уплотнение включает основное и дополнительное уплотнения. Втулка неподвижного поджимного элемента основного уплотнения герметизируется резиновым сильфоном, препятствующим попаданию абразивных включений в область сопряжения втулки поджимного элемента с корпусом уплотнения, а также отложению, солей на поверхности втулки поджимного элемента и корпуса. Дополнительное уплотнение предотвращает выброс уплотняемой жидкости в случае выхода из строя основного уплотнения.
Недостатком уплотнения является возможность применения только при давлении уплотняемой жидкости не превышающем 0,5 МПа, а также необходимость применения системы затворной жидкости, необходимой для обеспечения работоспособности дополнительного уплотнения.
При давлении уплотняемой жидкости превышающем 0,5 МПа возникает опасность вдавливания резины сильфона в зазор сопряжения поверхности втулки поджимного элемента с корпусом уплотнения, что приводит к повышенному износу поверхности втулки, а также заклиниванию втулки поджимного элемента относительно корпуса и, как результат, выходу уплотнения из строя.
Система затворной жидкости предназначена для смазки пары трения дополнительного уплотнения и отвода тепла, генерируемого в паре путем циркуляции затворной жидкости, создаваемой специальным насосом.
Целью полезной модели является повышение надежности работы уплотнения, при герметизации вращающихся валов насосов, перекачивающих гидроабразивные смеси и жидкости, склонные к выделению и отложению на
поверхностях деталей окисных пленок, при давлении в камере уплотнения более 0,5 МПа и упрощение конструкции уплотнения.
Согласно полезной модели, для предотвращения попадания абразивных включений в область сопряжения корпуса уплотнения с поверхностью втулки поджимного узла, возможности их заклинивания, а также образования окисных пленок и отложению солей на поверхностях втулки поджимного узла и корпуса, их поверхности, соприкасающиеся с уплотняемой средой, защищены резиновой фигурной мембраной, выполненной в виде внутреннего и наружного колец круглого сечения, соединенных диафрагмой.
Для обеспечения возможности работы уплотнения при давлениях более 0,5 МПа зазор между втулкой поджимного узла основного уплотнения с корпусом, дополнительно герметизируется уплотнительным кольцом круглого сечения.
Для упрощения конструкции в качестве дополнительного уплотнения применена резиновая армированная манжета, не требующая применения системы затворной жидкости для ее смазки и охлаждения.
На фиг.1 и 2 представлены продольные разрезы торцового уплотнения.
Торцовое уплотнение (см. фиг.1) включает пару трения, состоящую из вращающегося и невращающегося контактных колец 1. Вращающееся контактное кольцо пары трения монтируется в гильзе 2, закрепленной на валу насоса и герметизируется резиновым уплотнительным кольцом 3.
Невращающееся контактное кольцо устанавливается в. аксиально-подвижной втулке 4 поджимного узла и герметизируется резиновым уплотнительным кольцом 3.
Аксиально-подвижная втулка устанавливается в корпусе 5 уплотнения и герметизируется резиновым уплотнительным кольцом 6. Необходимый для нормальной работы основного уплотнения постоянный прижим невращающегося контактного кольца к вращающемуся осуществляется поджимным узлом,
расположенным в корпусе 5 между аксиально-подвижной втулкой 4 и упорным кольцом 7.
Поджимной узел выполнен в виде блока (см. фиг.2), включающего корпус 8, сепаратор 9, пружины сжатия 10 (см. фиг.1), расположенные в гнездах корпуса и сепаратора, винты 11, уплотнительное кольцо 12, штифты 13. Кроме того, в корпусе 8 размещены армированная манжета 14 конус опорный 15 и шпонка 16, входящие в состав дополнительного уплотнения.
Посадочные места сопряжении аксиально-подвижная втулка 4 - корпус 5 и сепаратор 9 - корпус 5 выполнены с гарантированным зазором, что значительно упрощает сборку, предотвращает заклинивание втулки 4 и сепаратора 9 в корпусе и обеспечивает надежность работы уплотнения.
Резиновая фигурная мембрана 17, выполнена в виде внутреннего и наружного колец круглого сечения, соединенных диафрагмой. Внутреннее кольцо фигурной мембраны входит в паз аксиально-подвижной втулки 4, наружное - в паз корпуса 5. Полость между фигурной мембраной 17, корпусом 5, аксиально-подвижной втулкой 4 и резиновым уплотнительным кольцом 6 заполняется консистентной смазкой.
Штифты 18 установлены в отверстиях, расположенных в гильзе 2 и аксиально-подвижной втулке 4 для соединения их с контактными кольцами 1 пары трения, штифты 19 (см. фиг.2) - для соединения аксиально-подвижной втулки 4 с сепаратором 9, а штифты 13 - сепаратора с корпусом 5.
Резиновое уплотнительное кольцо 20 герметизирует сопряжение корпуса 5 с камерой насоса.
Торцовое уплотнение работает следующим образом.
В рабочем состоянии (как при работающем, так и неработающем насосе) невращающееся контактное кольцо прижато к вращающемуся с усилием, обеспечивающем герметичность пары трения прижимным узлом, а также давлением уплотняемой жидкости, действующем на неразгруженную торцовую поверхность аксиально-подвижной втулки.
При работающем насосе вращение от вала через гильзу 2 и штифты 18 передается вращающемуся контактному кольцу. Крутящий момент, возникающий в паре трения, воспринимается корпусом 5 уплотнения от невращающегося контактного кольца 1 через штифты 18, аксиально-подвижную втулку 4, штифты 19, сепаратор 9 и штифты 13.
Фигурная мембрана 17 препятствует отложению солей из уплотняемой жидкости на поверхность аксиально-подвижной втулки 4, сопрягаемую с корпусом 5 и попаданию абразивных включений в зазор между ними.
Уплотняемая жидкость через фигурную мембрану 17 воздействует на консистентную смазку, находящуюся в полости между чехлом, корпусом 5, аксиально-подвижной втулкой 4 и резиновым уплотнительным кольцом 6. При этом в полости возникает давление, равное давлению уплотняемой жидкости, препятствующее вдавливанию резины фигурной мембраны 17 в зазор сопряжения поверхности аксиально-подвижной втулки 4 с корпусом 5 и заклиниванию втулки 4 относительно, корпуса 5, обеспечивая тем самым возможность работы уплотнения при давлении уплотняемой жидкости до 5.0 МПа.
Армированная манжета 14 предотвращает выброс уплотняемой жидкости в окружающую среду в случае выхода из строя основного уплотнения.
Армированная манжета не требует применения системы смазки и создания циркуляции затворной жидкости для ее охлаждения.
Использование предполагаемой полезной модели позволит повысить надежность работы уплотнения, при герметизации вращающихся валов насосов, перекачивающих гидроабразивные смеси и жидкости, склонные к выделению и отложению на поверхностях деталей окисных пленок, при давлении в камере уплотнения более 0,5 МПа и упростить конструкцию уплотнения.