ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к одинарным торцовым уплотнениям для герметизации вращающихся валов агрегатов (насосов и т.д.), работающих в жестких условиях с агрессивной (радиоактивной) жидкостью.
Известны конструкции уплотнения вращающегося вала, в которых уплотняющий подвижный контакт образован элементами вращающегося и неподвижного узлов (пара трения антифрикционных колец), взаимодействующими по уплотнительному пояску (SU, авторское свидетельство № 176471, 1964, F 16 J 15/34).
Известна конструкция одинарного торцового уплотнения вала, включающая пару трения, состоящую из вращающегося и неподвижного контактных колец (RU, патент № 2001337, F 16 J 15/34, 1998). Вращающееся контактное кольцо крепится на валу агрегата путем установки его на резиновом уплотнительном кольце в гильзе, закрепленной на валу. Не вращающееся контактное кольцо пары трения устанавливается на уплотнительном резиновом кольце в обойме (аксиально-подвижной втулке). Аксиально-подвижная втулка устанавливается в корпусе уплотнения и герметизируется воротниковой манжетой, закрепленной в расточке фланца. Фланец с манжетой крепится к корпусу винтами.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, является торцовое уплотнение типа 7АР, для нейтральных сред (см. Приложение).
Данное торцовое уплотнение вала содержит одинарную торцовую ступень, уплотняющий контакт которой образован элементами вращающегося узла, включающего закрепленную на валу «перевернутую» гильзу (крепление которой перевернуто в сторону, противоположную обойме) с установленным в нем уплотнительным антифрикционным кольцом, и неподвижного узла, состоящего из второго уплотнительного антифрикционного кольца, установленного в аксиально-подвижной обойме, зафиксированной во фланце корпуса уплотнения.
Недостатком данных конструкций уплотнений является неудобный монтаж и их установка в агрегат, которые осуществляются практически «вслепую» (так как уплотнение монтируется по частям в самом агрегате), что может привести при монтаже к перекосу трущихся поверхностей антифрикционных колец уплотнения и, в конечном итоге, к снижению надежности его работы. Кроме того, не исключена возможность попадания протечек перекачиваемой жидкости через одинарное уплотнение в окружающую среду
Технической задачей полезной модели является простой и удобный монтаж торцового уплотнения с «перевернутой» гильзой, повышение ремонтопригодности и надежности работы уплотнения, исключения возможности попадания перекачиваемой жидкости в атмосферу, что может привести к загрязнению окружающей среды.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в торцовое уплотнение вала, содержащее одинарную торцовую ступень, уплотняющий контакт которой образован элементами вращающегося узла, включающего закрепленную на валу гильзу с установленным в нем уплотнительным антифрикционным кольцом, и неподвижного узла, состоящего из второго уплотнительного антифрикционного кольца, установленного в аксиально-подвижной обойме, зафиксированной во фланце корпуса уплотнения, введены со стороны обоймы втулка с кольцевым торцовым выступом, закрепленная на валу, промежуточное кольцо, резьбовое кольцо и кольцевая прокладка, например, из терморасширенного графита, а фланец корпуса уплотнения имеет кольцевую выступающую часть, на которой установлено резьбовое кольцо, поджимающее через промежуточное кольцо прокладку, поверхностью трения для которой является внешняя поверхность втулки, в кольцевой торцовый выступ которой упирается торцовое уплотнение в сборе, образуя дополнительную запирающую зону - затвор от возможных протечек перекачиваемой среды.
На рисунке представлено одинарное торцовое уплотнение вала (продольный разрез).
Через корпус агрегата проходит вращающийся вал 1, на котором установлен одинарный уплотняющий узел, состоящий из вращающихся и не вращающихся элементов. Вращающиеся элементы уплотнения включают в себя закрепленную на валу гильзу 2 с установленным в нем уплотнительным
антифрикционным кольцом 3. Не вращающиеся элементы уплотнения, состоящие из второго уплотнительного антифрикционного кольца 4, установленного в аксиально-подвижной подпружиненной обойме 5, зафиксированной во фланце 6 корпуса торцового уплотнения. Фланец 6 имеет выступающую кольцевую резьбовую часть 7, на которой навинчено резьбовое кольцо 8, поджимающее через промежуточное кольцо 9 прокладку 10, выполненную из терморасширенного графита типа «Графлекс». Поверхностью трения для прокладки 10 является внешняя поверхность втулки 11 с кольцевым торцовым выступом 12, установленная на валу 1 и закрепленная винтом 13.
В кольцевой торцовый выступ 12 упирается торцовое уплотнение в сборе. Сборка и работа торцового уплотнения происходит следующим образом. Перед началом монтажа уплотнения на вал 1 насоса закрепляется втулка 11 с резиновым кольцом 14 для исключения протечек по валу насоса перекачиваемой среды. Затем на валу устанавливается торцовое уплотнение в сборе до упора в кольцевой торцовый выступ 12. После закрепления торцового уплотнения резьбовая втулка обеспечивает свободное вращение вала с
При работе агрегата вращение от вала 1 через гильзу 2 передается вращающемуся контактному антифрикционному кольцу 3. Крутящий момент, возникающий на не вращающемся антифрикционном кольце 4 от вращающегося кольца пары, воспринимается корпусом уплотнения через штифты аксиально-подвижной обоймы 5. Под действием давления
уплотняемой среды, а также от усилия пружин возникают осевые силы, прижимающие антифрикционные кольца 3 и 4 друг к другу и к опорным пояскам гильзы 2 и обоймы 5, обеспечивая герметичность контакта пары трения антифрикционных колец.
Таким образом, такая моноблочная конструкция позволяет монтировать уплотнение с «перевернутой» гильзой вне агрегата (проконтролировав настройку необходимых зазоров и усилия уплотняющего контакта), кроме того, создать дополнительную запирающую зону - затвор от возможных протечек перекачиваемой среды.
Данное техническое решение позволяет повысить ремонтопригодность, надежность работы одинарного уплотнения и может быть использовано при изготовлении торцовых уплотнений для герметизации вращающихся валов агрегатов (насосов), перекачивающих агрессивную жидкость при жестких условиях эксплуатации.