САЛЬНИК ПАТРОННОГО ТИПА ДЛЯ ВОДЯНОГО НАСОСА Российский патент 2003 года по МПК F16J15/34 F04D29/08 

Сальник патронного типа для водяного насоса предназначен для перекачивания высоко- и низкотемпературных жидкостей и может быть использован в насосах для автомобилестроения и смежных областях.

Известен "Насос для перекачивания жидкости" по патенту РФ № 2133380 от 16.12.97 г., МПК F 04 D 7/02, 29/22, 29/12, опубл. 20.07.99 г., бюл. № 20, содержащий сборный корпус, крыльчатку, втулку, вал, прокладки, резьбовые элементы, штифт, шайбы, фланец.

Крыльчатка выполнена сборной в составе со ступенчатым кольцевым валом. Вал снабжен рифлениями на малом кольцевом выступе, а с другой стороны содержит торец с глухим отверстием. Торец вала взаимодействует с резиновой манжетой, в которой размещено графитовое кольцо. Поверхность второго оппозитно расположенного первому графитового кольца установлена неподвижно с возможностью восприятия осевых нагрузок от подвижного графитового кольца. Подвижное графитовое кольцо упруго удерживается в торце ведомого вала. Крыльчатка установлена на рифлениях вала и выполнена из прочных термостойких материалов.

Самым близким к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому эффекту является "Втулка комбинированная" по патенту РФ № 2162170 от 6.01.00 г., МПК F 16 В 19/00, 19/02, 19/04, опубл. 20.01.01 г., бюл. № 2, содержащая элементы армирования, графитизированное кольцо, пружину, кольцевой слой резиновой смеси, служащий для герметичного соединения с корпусом водяного насоса.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности работы водяного насоса за счет установки сальника патронного типа узловым способом, что приводит к универсальности использования колец пары трения и замены пары трения "кольцо скольжения - торец крыльчатки" на пару трения "кольцо по кольцу", что в свою очередь приводит к снижению температурного режима, исключению дорогостоящей и технологически сложной операции обработки торца крыльчатки и продлению срока эксплуатации водяного насоса. В сальнике патронного типа за счет подбора упругих характеристик резинового элемента и пружины, а также возможности уменьшения диаметральных размеров резинового элемента, патрона, колец пары трения имеется возможность снижения в два раза удельного давления и окружных скоростей на 30% в паре трения, что значительно повышает ее износостойкость и работоспособность насоса в целом, а использование в паре трения более дешевых материалов снижает стоимость насоса при крупносерийном производстве.

Поставленная задача решается за счет того, что сальник патронного типа для водяного насоса содержит металлический патрон, на внешнем торце которого выполнен импеллер, содержащий шесть радиальных канавок прямоугольного сечения глубиной в пределах от 0,3 до 0,7 мм; кольцо-фиксатор; упругий резиновый элемент с двумя армирующими кольцами и конической пружиной; пару трения "кольцо по кольцу", одно из которых неподвижное графитовое, второе кольцо упорное вращающееся чугунное, выполненное с канавкой прямоугольного сечения, глубина которой лежит в пределах от 2 до 3% от ширины кольца, для отвода тепла от пары трения; уплотнительную прокладку Г-образного сечения, посредством которой достигается герметичность упорного вращающегося чугунного кольца. При работе насоса для повышенного отвода тепла от пары трения в упорном чугунном кольце изготовлена канавка прямоугольного сечения, глубина которой лежит в пределах от 2 до 3% от ширины кольца. За счет канавки увеличивается площадь соприкосновения жидкости с чугунным кольцом, что является основным фактором теплоотвода от пары трения "кольцо по кольцу", а между торцом патрона сальника и торцом крыльчатки выполнен зазор в пределах от 0,7 до 1,3 мм для предотвращения передачи тепла от сальника к крыльчатке, что позволяет использование крыльчатки различной конструкции, т.к. она не связана с сальником. Для увеличения скорости перемешивания жидкости в зоне сальника патронного типа на внешнем торце патрона выполнен импеллер, содержащий шесть радиальных канавок прямоугольного сечения глубиной в пределах от 0,3 до 0,7 мм. Увеличение скорости перемешивания предотвращает застой жидкости и увеличивает теплоотвод от зон пары трения. Для исключения поводок колец пар трения при работе насоса используется их упругая установка без применения штифтов. Упругая установка колец пары трения осуществляется с определенным натягом и предотвращает проворачивание колец при работе.

Суть технического решения поясняется чертежом, где изображен сальник патронного типа для водяного насоса.

На чертеже изображен упругий резиновый элемент 1, наружное металлическое армирующее кольцо 2, внутреннее металлическое армирующее кольцо 3, неподвижное графитовое кольцо 4, вращающееся чугунное упорное кольцо 5, уплотнительная прокладка Г-образного сечения 6, металлический патрон сальника водяного насоса 7, торец патрона сальника с импеллером 8, кольцо-фиксатор 9, коническая пружина 10, зазор 11, крыльчатка 12, канавка прямоугольного сечения 13, торец 14 крыльчатки.

Предлагаемое устройство содержит металлический патрон 7, на внешнем торце которого выполнен импеллер 8, содержащий шесть радиальных канавок прямоугольного сечения глубиной в пределах от 0,3 до 0,7 мм, упругий резиновый элемент 1 с двумя армирующими кольцами - наружное 2 и внутреннее 3 и конической пружиной 10, пару трения "кольцо по кольцу", одно из которых неподвижное графитовое 4, второе кольцо упорное вращающееся чугунное 5, выполненное с канавкой прямоугольного сечения 13 для отвода тепла от пары трения, уплотнительную прокладку 6 Г-образного сечения, посредством которой достигается герметичность упорного вращающегося чугунного кольца 5, а между торцом патрона сальника 8 и торцом 14 крыльчатки 12 зазор 11 выполнен в пределах от 0,7 до 1,3 мм для предотвращения передачи тепла от сальника 7 к крыльчатке 12.

Работает устройство следующим образом. При работе насоса жидкость попадает в зону пары трения "кольцо по кольцу", одно из которых неподвижное графитовое 4, второе кольцо упорное вращающееся чугунное 5, для повышенного отвода тепла от пары трения в упорном чугунном кольце 5 изготовлена канавка 13 прямоугольного сечения, глубина которой лежит в пределах от 2 до 3% от ширины кольца. За счет канавки 13 увеличивается площадь соприкосновения жидкости с чугунным кольцом 5, что является основным фактором теплоотвода от пары трения "кольцо по кольцу". Для увеличения скорости перемешивания жидкости в зоне сальника патронного типа на внешнем торце патрона 7 выполнен импеллер 8, содержащий шесть радиальных канавок прямоугольного сечения глубиной от 0,3 до 0,7 мм. Увеличение скорости перемешивания предотвращает застой жидкости, увеличивает теплоотвод от зон пары трения и приводит к снижению температурного режима. Между торцом патрона сальника 8 и торцом 14 крыльчатки 12 выполнен зазор 11 в пределах от 0,7 до 1,3 мм, который позволяет предотвратить передачу тепла от сальника 7 к крыльчатке 12, что в свою очередь позволяет использование крыльчатки различной конструкции и различных материалов, т.к. она не связана с сальником. Сальник патронного типа при монтаже в корпусе водяного насоса устанавливается узловым способом, т.е. в сборе. При установке сальника происходит запрессовка одновременно по наружному диаметру резинового элемента 1 и по внутреннему диаметру патрона 7. Для исключения поводок колец пар трения 4, 5 при работе насоса используется их упругая установка без применения штифтов. Упругая установка колец пары трения осуществляется с определенным натягом и предотвращает проворачивание колец при работе.

Изобретение направлено на повышение надежности работы водяного насоса за счет установки сальника патронного типа узловым способом, что приводит к универсальности использования колец пары трения и замены пары трения "кольцо скольжения - торец крыльчатки" на пару трения "кольцо по кольцу", что, в свою очередь, приводит к снижению температурного режима, исключению дорогостоящей и технологически сложной операции обработки торца крыльчатки и продлению срока эксплуатации водяного насоса. При работе насоса жидкость попадает в зону пары трения "кольцо по кольцу", одно из которых неподвижное графитовое, второе кольцо упорное вращающееся чугунное, для повышенного отвода тепла от пары трения в упорном чугунном кольце выполнена канавка. Для увеличения скорости перемешивания жидкости в зоне сальника патронного типа на внешнем торце патрона выполнен импеллер. Между торцом патрона сальника и торцом крыльчатки выполнен зазор. При установке сальника происходит запрессовка одновременно по наружному диаметру резинового элемента и по внутреннему диаметру патрона. Для исключения поводок колец пар трения при работе насоса используется их упругая установка и кольцо-фиксатор. Упругая установка колец пары трения осуществляется с определенным натягом и предотвращает проворачивание колец при работе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сальник патронного типа для водяного насоса, состоящий из упругого резинового элемента, наружного металлического армирующего кольца, внутреннего металлического армирующего кольца, конической пружины, уплотнительной прокладки неподвижного графитового кольца, отличающийся тем, что сальник снабжен металлическим патроном с возможностью установки узловым способом, содержащим кольцо-фиксатор, вращающееся упорное кольцо, выполненное с канавкой, установленное через уплотнительную прокладку, а между внешним торцом металлического патрона сальника, содержащим импеллер, и торцом крыльчатки выполнен зазор.2. Сальник патронного типа для водяного насоса по п.1, отличающийся тем, что канавка во вращающемся упорном кольце имеет прямоугольное сечение глубиной в пределах 2-3% от ширины кольца.3. Сальник патронного типа для водяного насоса по п.1, отличающийся тем, что импеллер, расположенный на внешнем торце металлического патрона, содержит шесть радиальных канавок прямоугольного сечения, глубина которых лежит в пределах 0,3-0,7 мм.4. Сальник патронного типа для водяного насоса по п.1, отличающийся тем, что зазор между торцом патрона сальника и торцом крыльчатки выполнен в пределах 0,7-1,3 мм.