Уплотнительное устройство насосов для перекачивания абразивных и химических жидкостей

Полезная модель относится к уплотнительной технике, в частности к насосам и агрегатам для герметизации подвижных и неподвижных соединений, работающих при повышенных давлениях и химически агрессивных средах.
Известно уплотнительное устройство для цилиндрических пар гидропневмомашин, содержащее манжеты с имеющими уплотняющую и опорную поверхности пружинными язычками, с центральным выступом переменной толщины, а также опорное кольцо, имеющее паз, взаимодействующий с вершиной центрального выступа, при этом отличающееся тем, что манжета снабжена оппозитно расположенными дополнительными пружинными язычками с уплотняющей и опорной поверхностями и центральным выступом, при этом опорные поверхности каждой стороны сопрягаются между собой криволинейной плоскостью в виде кольцевого желобка, внутренние диаметры которых равны соответственно наибольшему и наименьшему диаметрам центральных выступов у их основания, а устройство снабжено клиновидными в сечении верхним и нижним кольцевыми упорами, помещенными в зазоры между опорными поверхностями язычков, при этом наклонные стороны упоров сопряжены между собой радиусами, взаимодействующими с упомянутыми криволинейными плоскостями манжеты, а углы наклона указанных сторон меньше соответствующих углов опорных поверхностей язычков в свободном состоянии манжеты. (Патент РФ №2194898, опубл. 20.12.2002).
Известно уплотнительное устройство для цилиндрических пар гидропневмомашин, содержащее пакет манжет с имеющими уплотняющую и опорную поверхности пружинными язычками, с центральным выступом переменной толщины и соответствующую ему канавку на противоположном торце, а также нажимное кольцо, взаимодействующее с тыльной частью крайней манжеты, и опорное кольцо, имеющее паз, взаимодействующий с вершиной центрального выступа, отличающееся тем, что пакет манжет сформирован из двух частей таким образом, что центральные выступы каждой части направлены в противоположные стороны, между частями помещено нажимное кольцо, выполненное в виде двух оппозитно расположенных центральных выступов, сопряженных с клиновидными, расширяющимися по мере удаления от оси центральных выступов, опорами, внешние стороны которых образуют цилиндрические поверхности, контактирующие с цилиндрической парой, углы наклона сторон клиновидных опор меньше соответствующих углов опорных поверхностей язычков в свободном состоянии манжеты, при этом опорные кольца размещены по краям пакета манжет. (Патент РФ №2195593, опубл. 27.12.2002).
За прототип выбрано уплотнительное устройство для цилиндрических пар гидропневмомашин, содержащее пакет рабочих манжет с имеющими уплотняющую и опорную поверхности пружинными язычками, с центральным выступом переменной толщины и соответствующую ему канавку на противоположном торце, а также нажимную опору из того же материала и опорное кольцо, отличающееся тем, что устройство снабжено распорной втулкой, на наружной и внутренней поверхностях которой выполнены кольцевые проточки, сообщающиеся между собой радиальными отверстиями, устройство снабжено также дополнительными нажимной опорой и опорным кольцом, взаимодействующими своими тыльными плоскостями с распорной втулкой, при этом все элементы пакета выполнены из эластичного материала. Модуль упругости материала нажимных опор и опорных колец равен или больше соответствующего показателя материала рабочих.
Для склеивания всех конструктивных элементов использовали, например, цианоакрилатный клей.
Нажимная опора и опорное кольцо выполнялись, например, из фторопласта.
Уплотнительное устройство устанавливали в сальниковой камере насоса, имеющем консольное расположение охлаждающего отверстия, например, насос марки 6ФШ-7а.
При работе уплотнительного устройства - восприятии давления среды со стороны опорного кольца нагружался весь пакет рабочих манжет, при этом основная нагрузка воспринималась центральными выступами и частично пружинными язычками, которые разворачивались относительно слабых перемычек, соединенных с центральными выступами. Опорные поверхности пружинных язычков одной рабочей манжеты опирались на соответствующие фронтальные плоскости язычков следующей за ним другой рабочей манжеты. Поверхности крайней манжеты опирались на скошенные наружу по бокам поверхности нажимной опоры. Одновременно с этим пружинные язычки рабочих манжет, частично деформируясь под действием давления среды, прижимались своими уплотняющими поверхностями к стенкам сальниковой камеры и вала насоса. Для охлаждения уплотнительного устройства предусмотрено средство для подачи охлаждающей смазки, которая подается в кольцевые проточки опорного кольца.
Таким образом, заявленное конструктивное выполнение уплотнительное устройство насосов для перекачивания абразивных и химических жидкостей обеспечивало улучшение эксплуатационных характеристик уплотнительного устройства для перекачивания абразивных и химических жидкостей в насосах с консольным расположением охлаждающего отверстия в сальниковой камере манжет. Имеет средства для подачи смазки, сообщающиеся с кольцевыми канавками распорной втулки. (Патент РФ №169276, опубл. 13.03.2017).
Техническая проблема - наличие зазоров, перекосов и замятия отдельно взятой манжеты при монтаже в сальниковой камере насоса.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик уплотнительного устройства для перекачивания абразивных и химических жидкостей в насосах с консольным расположением охлаждающего отверстия в сальниковой камере.
Технический результат достигается уплотнительным устройством насосов для перекачивания абразивных и химических жидкостей, содержащее пакет рабочих манжет с имеющими уплотняющую и опорную поверхности пружинными язычками, с центральным выступом переменной толщины и соответствующую ему канавку на противоположном торце, нажимную опору и опорное кольцо, модуль упругости материала нажимных опор и опорных колец больше соответствующего показателя материала рабочих манжет, средство для подачи смазки, при этом пакет рабочих манжет выполнен из последовательно проклеенных между собой по диаметру центрального выступа и соответствующей ему канавки на противоположном торце манжет, одна из крайних манжет пакета склеена по диаметру канавки с выступом нажимной опоры, опорное кольцо выполнено цельнокроеным на наружной и внутренней поверхностях которого выполнены кольцевые проточки, сообщающиеся между собой радиальными отверстиями, при этом со стороны примыкающий к рабочей манжете торец имеет канавку и скошенные наружу поверхности по бокам, углы наклона которых равны соответствующим углам опорных поверхностей пружинных язычков рабочих манжет в их свободном состоянии, канавка опорного кольца по диаметру склеена с центральным выступом манжеты, средства для подачи смазки сообщаются с кольцевыми проточками опорного кольца, нажимная опора и опорное кольцо выполнены из полимерного материала.
Полезная модель поясняется фигурой, на которой изображен общий вид уплотнительного устройства.
Уплотнительное устройство состоит из рабочих манжет 1 с пружинными язычками 2, центральными выступами 3 и канавками 4, нажимной опоры 5, опорного кольца 6, на поверхностях которого выполнены кольцевые проточки 7 и 8, сообщающиеся между собой посредством радиальных отверстий 9 и со средством для подачи смазки (на фиг. не показано). Торец опорного кольца имеет канавку 10 и скошенные наружу поверхности 11.
Пример конкретного выполнения.
Уплотнительное устройство формировали путем последовательно проклеенных между собой по диаметру центрального выступа и соответствующей ему канавки на противоположном торце манжеты. Канавку одной из крайних манжет склеивали с выступом нажимной опоры.
Опорное кольцо выполняли цельнокроеным с кольцевые проточками на наружной и внутренней поверхностях. Кольцевые проточки сообщались с радиальными отверстиями. Со стороны примыкающей к рабочей манжете выполнялась канавка и скошенные наружу поверхности по бокам, углы наклона которых были равны соответствующим углам опорных поверхностей пружинных язычков манжет в их свободном состоянии. Опорное кольцо выполняет две функции - опору и циркуляцию смазки для охлаждения всего пакета.
По диаметру канавки опорного кольца производили склеивание с выступом манжеты.
Средство для подачи смазки выполняли сообщающимися с кольцевыми проточками опорного кольца.