ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА НАСОСА

Полезная модель относится к конструкции торцового уплотнения, предназначенного для обеспечения герметичности в местах прохождения вала через крышку насоса общепромышленного назначения.
Известно уплотнение торцовое типа 231/231 (Отраслевой стандарт ОСТ 26-06-1493-87, Уплотнения торцовые валов насосов, фиг. 25), в котором размещены две пары трения. Каждая пара трения состоит из двух колец, неподвижного и вращающегося. При вращении вала поверхности вышеупомянутых колец находятся в контакте друг с другом. При контакте выделяется тепло и если это тепло не отводится, то температура торцового уплотнения в камере увеличивается. Уплотнительная (охлаждающая жидкость) поступает в камеру уплотнения, снимает часть тепла от нагретых поверхностей трущихся колец пары трения и далее направляется в теплообменник для охлаждения.
Недостатком этой конструкции уплотнения является потеря герметичности из-за перегрева неподвижного и вращающегося колец.
Известно торцовое уплотнение вращающегося вала, принятое за прототип (патент на полезную модель РФ № 181043, оп. 04.07.2018, МПК F16J 15/34), которое содержит размещенное в корпусе невращающееся кольцо трения и подпружиненное к нему вращающееся кольцо трения, установленное на валу насоса. При этом на внешней цилиндрической поверхности вышеупомянутых уплотнительных колец выполнены углубления. Углубления выполнены со стороны контакта вращающегося и невращающегося колец трения.
Известное изобретение направлено на уменьшение нагрева колец трения за счет приближения уплотнительной (охлаждающей) жидкости к зоне максимальных температур путем выполнения углублений на внешней поверхности уплотнительных колец.
Однако, известное изобретение не имеет достаточного охлаждения уплотнительных колец за счет малых площадей теплообмена, так как углубления выполнены на внешней стороне колец.
Задачей полезной модели является повышение надежности торцового уплотнения путем уменьшения нагрева колец трения за счет увеличенного съема тепла с дополнительно выполненных площадей теплообмена.
Указанная задача решается торцовым уплотнением вращающегося вала насоса, включающем невращающееся кольцо трения, размещенное в корпусе и подпружиненное к нему вращающееся кольцо трения, установленное на валу, причем на внешней цилиндрической поверхности обеих колец выполнены углубления, направленные внутрь колец, в котором, согласно полезной модели, вышеупомянутые углубления выполнены в виде несквозных отверстий, размещенных на некотором расстоянии от торцовых поверхностей вращающегося и невращающегося колец.
Форма несквозных отверстий может быть различной. Несквозные отверстия размещены равномерно по всей внешней цилиндрической поверхности вращающегося и невращающегося колец. Количество несквозных отверстий составляет 8.
Ширина несквозных отверстий составляет не более 25% от толщины кольца, но не менее 2 мм.
Глубина несквозных отверстий составляет не более 30% от радиуса кольца.
Выполнение углублений в виде несквозных отверстий, направленных внутрь вращающегося и невращающегося колец трения и размещенных
на определенном расстоянии от торцовых поверхностей вышеупомянутых колец, создает дополнительные площади теплообмена и тем самым увеличивает съем тепла и более эффективно охлаждает трущиеся поверхности колец, что позволяет повысить надежность работы торцового уплотнения.
На фиг. 1 представлено предлагаемое уплотнение, общий вид, на фиг. 2 - вид А-А фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б-Б фиг. 1, на фиг. 4 - аксонометрическая проекция вращающегося кольца с несквозными отверстиями, на фиг. 5 - аксонометрическая проекция невращающегося кольца с несквозными отверстиями.
Торцовое уплотнение состоит из невращающегося кольца трения 1, установленного в корпусе 2 и вращающегося кольца трения 3, подпружиненного к невращающемуся кольцу 1 пружиной 4. Кольца трения 1 и 3 размещены на валу 5 и загерметизированы посредством уплотнений 6 и 7. На внешней цилиндрической поверхности невращающегося кольца трения 1 на некотором расстоянии выполнены несквозные отверстия 8, а на внешней цилиндрической поверхности вращающегося кольца трения 3 на некотором расстоянии - несквозные отверстия 9. Несквозные отверстия 8 и 9 направлены внутрь колец трения 1 и 3.
Торцовое уплотнение работает следующим образом. Охлаждающая жидкость поступает к трущимся торцовым поверхностям колец 1 и 3 и омывает внутренние поверхности несквозных отверстий 8 и 9 колец, при этом происходит дополнительный съем тепла с увеличенной поверхности теплообмена, что позволяет уменьшить нагрев уплотнительных колец.
За счет несквозных отверстий, размещенных на некотором расстоянии от торцовых поверхностей колец трения, площадь поверхности теплообмена значительно увеличивается.
Если площадь поверхности выполненных углублений по прототипу принять за S, то площадь поверхности за счет несквозных отверстий  предлагаемого торцового уплотнения будет равна 2S, без учета площади по цилиндрической поверхности, то есть площадь теплообмена в предлагаемой полезной модели увеличена вдвое.
Таким образом, за счет пазов, выполненных на внешней цилиндрической поверхности вращающегося и невращающегося колец трения и направленных внутрь этих колец уплотнительная (охлаждающая) жидкость более эффективно охлаждает трущиеся торцовые поверхности колец за счет дополнительных поверхностей теплообмена, что позволяет повысить надежность и безопасность работы торцового уплотнения насоса.