УПЛОТНЕНИЕ ТОРЦОВОЕ ОДИНАРНОЕ

Уплотнение торцовое одинарное относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации валов насосов перекачивающих рабочую жидкость (нефтепродукты с твердыми частицами или другие химически агрессивные жидкости).
Известны трехвинтовые насосы типа A3.3B×2.320/16 (паспорт с описанием устройства торцового уплотнения Н 41.982 ПС) производства ОАО "Ливгидромаш". В этом насосе установлены одинарные торцовые уплотнения, содержащие пару трения (состоящую из неподвижного уплотнительного кольца, изготовленного из бронзы, имеющего узкий поясок трения, и подвижного уплотнительного вращающегося кольца, изготовленного из стали, имеющего более широкий поясок трения по сравнению с пояском трения неподвижного кольца). Неподвижное уплотнительное кольцо фиксируется от проворота штифтом и свободно установлено во фланец корпуса насоса с резиновым уплотнительным кольцом, обеспечивающим герметичность между этими элементами. Зазор между подвижным вращающимся кольцом и валом насоса уплотняется резиновым уплотнительным кольцом. Упорно-центрирующая втулка, надетая на вал насоса, фиксируется от проворота штифтом, имеющая осевую подвижность. Центральная винтовая пружина одним торцом упирается в упорно-центрирующую втулку, а другим в упорно-центрирующую шайбу, надетую на вал насоса и упирающуюся в торец вала. Упорно-центрирующая втулка передает осевое усилие пружины через уплотнительное резиновое кольцо на подвижное уплотнительное вращающееся кольцо, что создает начальное удельное контактное давление в паре трения. Причем для передачи крутящего момента от ведущего вала насоса к подвижному вращающемуся кольцу осуществляется поводком, соединяющимся с упорно-центрирующей втулкой.
В процессе эксплуатации выявлены недостатки известного одинарного торцового уплотнения: ускоренный износ пары трения, поводковых устройств, а также потеря осевого перемещения подвижного уплотнительного вращающегося кольца вследствие загрязнения твердыми частицами и вязкими фракциями рабочей жидкости, омывающей центральную винтовую пружину и поводковые соединения, что приводит к повышенным утечкам рабочей жидкости через пару трения и выходу ее из строя.
Задачей полезной модели является повышение надежности и долговечности уплотнения торцового одинарного.
Задача решается защитой поводкового устройства и пружин от контакта с рабочей жидкостью, а также подбором материалов и размеров поясков пар трения.
Полезная модель поясняется фигурой.
Уплотнение торцовое одинарное, содержит пару трения, состоящую из неподвижного уплотнительного кольца 1, свободно установленного во фланец корпуса насоса, и подвижного уплотнительного вращающегося кольца 2 пары трения, установленного герметично, с отсутствием проворота, в защитную обойму 3. Неподвижное уплотнительное кольцо 1 изготовлено из более твердого материала с более широким пояском трения. Подвижное уплотнительное вращающееся кольцо 2 изготовлено из более мягкого и теплопроводного самосмазывающегося материала (имеющего низкий коэффициент трения и высокую износостойкость при отсутствии смазочного материала) по сравнению с неподвижным уплотнительным кольцом 1. Фиксатор 4 установлен на цилиндрическую поверхность неподвижного уплотнительного кольца 1 и препятствует провороту этого кольца во фланце корпуса насоса. Герметичность между фланцем корпуса насоса и неподвижным уплотнительным кольцом 1 пары трения обеспечивается вторичным уплотнением 5, изготовленным, например, из фторкаучука. Защитная обойма 3 имеет свободу осевых и угловых перемещений, в которую герметично, с отсутствием проворота, установлено подвижное уплотнительное вращающееся кольцо 2 пары трения. Корпус 6 установлен с зазором внутри защитной обоймы 3, имеет осевую подвижность и зафиксирован от проворота на валу насоса штифтом 7, установленным в вал насоса. Вторичное уплотнение 8 размещено между защитной обоймой 3 и корпусом 6, и обеспечивает за счет своей упругой деформации свободу осевых и угловых перемещений защитной обоймы 3, что позволяет эффективно отслеживать биения стыка пары трения. Другое вторичное уплотнение 9 размещено между корпусом 6 и валом насоса и также обеспечивает за счет своей упругой деформации свободу осевых и угловых перемещений корпуса 6 относительно ведущего вала насоса. Эти вторичные уплотнения 8 и 9 обеспечивают герметичность пространства между защитной обоймой 3, корпусом 6 и ведущим валом насоса от рабочей жидкости. В это герметичное пространство установлен набор мелких податливых цилиндрических пружин 10 с центрированием по наружной поверхности в отверстиях корпуса 6, а также поводковое устройство, состоящее, по меньшей мере, из одного штифта 11, установленного во внутреннюю торцовую поверхность защитной обоймы 3 и отверстия в торце корпуса 6 под этот штифт. Дистанционно-упорная втулка 12 надета на ведущий вал насоса между торцом корпуса 6 и торцом этого вала. Она замыкает осевое усилие набора мелких податливых цилиндрических пружин 10 между торцом ведущего вала насоса и парой трения, и обеспечивает установочный размер набора пружин 10, которые создают начальное контактное давление в паре трения для исключения утечек в ней рабочей жидкости при неработающем насосе.
Устройство работает следующим образом. При работе трехвинтового насоса создаваемое давление нагнетания перекачиваемой рабочей жидкости по осевому каналу, ведущего вала подается в уплотнительные камеры,
где размещены уплотнения одинарные торцовые. Для уменьшения гидравлической нагрузки на пару трения в камеру встроен перепускной клапан, который поддерживает давление в уплотнительной камере (0,1...0,3) МПа за счет перепуска избыточного давления рабочей жидкости на всасывание насоса. Набор пружин 10 в уплотнении одинарном торцовом обеспечивает необходимое начальное контактное давление в паре трения для исключения утечек рабочей жидкости при неработающем насосе. При вращении ведущего вала насоса в уплотнительной камере создается давление рабочей жидкости, которое гидравлически прижимает трущуюся поверхность подвижного уплотнительного вращающегося кольца 2 с защитной обоймой 3 к торцу неподвижного уплотнительного кольца 1, тем самым, создавая необходимое рабочее контактное давление в паре трения. Это практически исключает утечку рабочей жидкости через пару трения во время работы насоса. Защитная обойма 3 с вторичными уплотнительными кольцами 8 и 9, размещенными в корпусе 6, защищает от абразивного износа и агрессивной среды набор пружин 10 и поводковое устройство 11. Крутящий момент к подвижному уплотнительному вращающемуся кольцу 2 передается с помощью поводковых устройств от ведущего вала насоса.