ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к охлаждаемым торцовым уплотнениям с встроенными холодильниками, которые используются для герметизации вращающихся валов агрегатов в различных отраслях хозяйства.
Охлаждаемые торцовые уплотнения состоят из уплотнительного узла с ограниченной температурой эксплуатации и системы, обеспечивающей понижение температуры в зоне уплотнения до приемлемой температуры.
Известна конструкция двойного торцового уплотнения вращающегося вала типа ДНТ, производства Нальчикского машиностроительного завода, с теплообменным устройством (холодильником) открытого типа, устанавливаемого в сальниковой камере агрегата (насоса).
Такая конструкция холодильника отличается компактностью и простотой, где охлаждающая жидкость поступает в полость охлаждения под давлением через имеющиеся в корпусе агрегата отверстия, но обладает низкой способностью охлаждения торцового уплотнения из-за слабо организованного потока охлаждающей жидкости.
Наиболее близкой является конструкция охлаждаемого торцового уплотнения по патенту RU №2234017, в котором для создания эффективной системы охлаждения ребра холодильника, выполненные в виде концентрических колец и их количество составляет не менее четырех, имеют по два выреза, расположенные напротив друг друга, причем вырезы двух внутренних ребер и вырезы двух внешних ребер смещены относительно друг друга приблизительно на девяносто градусов, а на корпусе втулки напротив друг друга выполнены между ребрами продольные (по отношению к валу) перемычки, проходящие по середине вырезов во внутренних ребрах.
Недостатком такой конструкции охлаждаемого торцового уплотнения является то, что перемычки, выполняемые как правило из стали, при изготовлении уплотнения привариваются к цилиндрической поверхности втулки холодильника и его внешним ребрам, что является не только технологически сложной, а иногда и невыполнимой операцией при необходимости использования в качестве материала перегородки марки стали, например типа 20Х13, обладающей ограниченной свариваемостью. Кроме того, при сварке нарушается структура поверхности сопрягаемых с перегородкой элементов холодильника торцового уплотнения, что требует дополнительных технологических затрат (затирка, шлифовка и т.п. мест сварки), удорожая производство и стоимость изделия.
Полезной моделью решается задача снижения сложности и повышения технологичности конструкции охлаждаемого торцового уплотнения вала.
Указанная задача решается тем, что в торцовом уплотнение вала, содержащем уплотнительный узел и включенный в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости холодильник, включающий коаксиально расположенную относительно вала втулку, на наружной поверхности которой выполнены ребра, выполненные, например, в виде концентрических колец и их количество составляет не менее четырех, каждое из внутренних ребер имеет по два радиальных открытых выреза, расположенные напротив друг друга, а по середине вырезов проходят продольные перегородки (перемычки), во внешних ребрах холодильника с их внутренней (по отношению к центру втулки холодильника) торцовой стороны выполнены на часть толщины ребер и на их высоту радиальные углубления, в которые вставлены боковыми сторонами перегородки до упора нижнего основания перегородки с поверхностью втулки, а концы верхнего основания перегородки выполнены со скосами, которые зажимаются верхней частью внешних ребер, выступающей над перегородкой.
На фиг.1 показан общий вид торцового уплотнения с холодильником; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1.
Через корпус 1 проходит вал 2, на котором размещены уплотняющий узел 3 (который показан только частично) торцового уплотнения и холодильник, включаемый в замкнутый контур (на рисунке не показан) циркуляции охлаждающей жидкости. Холодильник состоит (фиг.1) из коаксиально расположенной относительно вала втулки 4, на наружной цилиндрической поверхности которой выполнены четыре ребра 5 в виде концентрических колец. Каждое внутреннее ребро (второе и третье) имеет по два радиальных открытых выреза 6, смещенные относительно друг друга приблизительно на 180 градусов и расположенные пространственно во внутренних ребрах напротив друг друга. По середине вырезов 6, выполненных во внутренних ребрах, проходят продольные перегородки 7. Для закрепления перегородок в корпусе холодильника во внешних (первое и четвертое) ребрах с их внутренней (по отношению к центру втулки холодильника) торцовой стороны выполнены на половину толщины внешних ребер и на их высоту радиальные углубления 8, а концы верхнего основания перегородок 7 выполняются со скосами 9 (фиг.3).
При монтаже перегородки 7 вставляют боковыми сторонами в радиальные углубления 8 до упора нижнего основания перегородки с поверхностью втулки 5, а скошенные концы 9 верхнего основания перегородок зажимаются верхней частью 10 (путем ее загиба) внешнего ребра, выступающей над перегородкой, обеспечивая жесткую фиксацию перегородок в корпусе холодильника.
Толщина элементов холодильника делается минимально возможной, при этом толщина ребер составляет 4 мм, на глубину 2 мм во внутренних ребрах делаются радиальные углубления 8.
Втулка 4 холодильника с перегородками устанавливается на валу внутри сальниковой камеры и полости холодильника закрываются корпусом агрегата, образуя в целом жесткую закрытую конструкцию охлаждаемого торцового уплотнения.
Под действием перепада давлений, создаваемое внешним источником, охлаждающая среда поступает в полости, образованные внутренними и внешними ребрами, перегородками холодильника и корпусом агрегата, организовывая потоки охлаждающей среды, обеспечивающие нормальный температурный режим работы торцового уплотнения.
Предлагаемая конструкция позволяет исключить из технологии производства охлаждающего устройства торцового уплотнения сварочные операции, сняв тем самым ограничения по применению сталей для их изготовления по признаку ограниченной свариваемости, быстро производить демонтаж и монтаж холодильника при необходимости его очистки или замены, снизить затраты на изготовление торцового уплотнения, повысить его надежность.