Уплотнение вала насоса Советский патент 1992 года по МПК F04D29/10 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в лопастных насосах, перекачивающих жидкости, содержащие частицы минерального происхождения, например оросительную воду,

Известно уплотнение вала насоса, содержащее установленную на валу защитную втулку, размещенные в корпусе насоса два контактирующих по торцовым поверхностям внутренних кольца и одно наружное кольцо, сальниковую набивку, грундбуксу, фонарное кольцо и стопорную шайбу.

Недостатком указанного уплотнения является то, что выполненные на наружной поверхности кольцевых уплотнений кольцевые ребра ввиду недостаточно, упругих свойств полимерного материала не обеспечивают достаточно эффективной стабилиза- ции зазора между валом насоса и внутренней поверхностью этих колец. Выработкам абразивный износ внутренней поверхности уплотнительных колец, диаметр выточки которой в момент установки кольца несколько меньше диаметра защитной втулки, полностью не компенсируется за счет обжатия корпусом насоса ребер уплотни- гельного кольца, наружный диаметр которых несколько превышает, диаметр внутренней выточки в корпусе в месте установки колец. Кроме того, наличие кольцевых ребер делает изготовление кольцевых уплотнений сложным, требующим специальных пресс-форм.

Такая конструкция колец, когда внутренний их диаметр меньше диаметра защитной втулки, способствует интенсивному абразивному износу последней, выполненной из традиционного материала (чугуна), износостойкость к истиранию которого в несколько раз меньше по сравнению с полимерным.

Недостатком конструкции такого уплот- нителытого узла является и то, что для восстановления его работоспособности по мере износа защитной втулки необходимо проведение замены последней. Работы же по замене втулки вала насоса трудоемки и дорогостоящи.

Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения расхода промывочной жидкости и уменьшения абразивного износа.

Это достигается тем, что внутренние кольца выполнены разрезными, их контактирующие торцовые поверхности выполнены коническими, разрезы внутренних колец расположены с противоположных сторон вала, а защитная втулка выполнена из не смачиваемого промывочной жидкостью

полимерного материала. На одной из поверхностей разрезов каждого внутреннего кольца выполнен поперечный прямоугольный выступ, а на другой поверхности - канавки

соответствующей формы.

На фиг. 1-3 схематично представлен узел сальникового уплотнения центробежного насоса типа Д.

Конструкция уплотнения предусматри0 вает насадку на вал 1 предохранительной полимерной втулки 2. Уплотнение в сборе состоит из разрезных двух внутренних 3 и 4 и одного наружного 5 колец, разделенных фонарным кольцом 6. С внутренней стороны

5 уплотнение фиксируется стопорной шайбой 7, с наружной - грундбуксой 8. Между грун- дбуксой 8 и уплотнительным наружным кольцом 5 устанавливается сальниковая набивка 9.

0В прилагаемом сальнике внутреннее

уплотнение, расположенное между фонарным кольцом 6 и стопорной шайбой 7, выполнено в виде двух разрезных внутренних колец 3 и 4 из полимерного материала с

5 коническими торцовыми поверхностями. На одной из поверхностей разрезов каждого внутреннего кольца 3, 4 и наружного кольца 5 выполнен поперечный прямоугольный выступ, а на другой поверхности канавки соот0 ветствующей формы (см. фиг, 2). Кольца 3 и 4 устанавливают так, чтобывих разрезы были расположены с противоположных сторон вала. При этом кольца 3, 4 и 5 устанавливаются при снятой крышке насоса без демон5 тажа подшипников вала насоса. Размеры колец выполнены такими, что при установке их (см. фиг. 2) отсутствует зазор в разрезе, в результате чего внутренний диаметр колец 3 и 5 остается жесткофиксированным на

0 протяжении всей работы и больше диаметра защитной втулки на 0,1 мм.

Вместо чугунной втулки 2 предлагается устанавливать втулку, изготовленную из более легкого и износостойкого полимерного

5 материала (полиэтилена или фторопласта). В результате данная втулка становится значительно легче; снижаются затраты по ее установке и снятию; повышается ее износостойкость, что увеличивает ее работоспо0 собность и срок службы.

Предложенное уплотнение вала центробежного насоса работает следующим образом.

При создании в корпусе насоса вакуум5 системой разрежения в процессе подготовки насоса к пуску сальниковая набивка 9, будучи сжатая грундбуксой 8,препятствует доступу атмосферного воздуха через сальниковое уплотнение во внутреннюю полость насоса. После пуска насоса часть

перекачиваемой жидкости из внутренней полости насоса под давлением по трубке 10 подается фонарному кольцу 6 и через систему его каналов поступает к сменной защитной полимерной втулке вала, растекаясь дальше в обе стороны от кольца 6 потоком, который идет в зазоре между защитной полимерной втулкой,кольцами 3,4, 5 и сальниковой набивкой 9. С потоком на слив или во всасывающую полость насоса проходят и минеральные частицы.

При затяжке грундбуксы 8 и возникающем при этом усилии от надавливания кольца А на кольцо 3 происходит фиксация последнего с установлением постоянного по окружности зазора между внутренним диаметром кольца и наружным диаметром защитной втулки, ввиду чего объемные потери через сальники остаются стабильными в течение всего срока их эксплуатации, а износ втулки снижается.

Контактирующие торцовые поверхности выполнены коническими, дают возможность при подтягивании буксы 8 и возникающем при этом уплотняющем уси- лии вдоль вала насоса уплотнительному кольцу А наползать на кольцо 3. В результате зазор между крышкой насоса и наружной поверхностью уплотнения отсутствует.

Наличие на одной из поверхностей раз- резов каждого внутреннего 3, 4 и наружного

кольца 5 прямоугольного выступа, а на другой поверхности - канавки соответствующей формы позволяетснизить переток воды из зоны нагнетания через трубку 10 фонарного кольца в зону всасывания.

Формул а изо бретен и я

1.Уплотнение вала насоса, содержащее установленную на валу защитную втулку, размещенные в корпусе насоса два контактирующих по торцовым поверхностям внутренних кольца и одно наружное кольцо, сальниковую набивку, грундбуксу, фонарное кольцо и стопорную шайбу, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения расхода промывочной жидкости и уменьшения абразивного износа, внутренние кольца выполнены разрезными, их контактирующие торцовые поверхности - коническими, разрезы внутренних колец расположены с противоположных сторон вала, а защитная втулка выполнена из несмачиваемого промывочной жидкостью полимерного материала.

2.Уплотнение по п. 1. от л ича ю ще е- с я тем, что на одной из поверхностей разрезов каждого внутреннего кольца выполнен поперечный прямоугольный выступ, а на другой поверхности - канавки соответствующей формы.

Изобретение позволяет повысить экономичность путем снижения расхода промывочной жидкости и уменьшения износа. Часть перекачиваемой жидкости из внутренней полости насоса под давлением по . трубке 10 подается фонарному кольцу 6 и через систему его каналов поступает к сменной защитной полимерной втулке вала, растекаясь дальше в обе стороны от кольца 6 потоком, который идет в зазоре между защитной полимерной втулкой, кольцами 3, 4, 5 и сальниковой набивкой 9. С потоком на слив или во всасывающую полость насоса проходят и минеральные частицы. .При затяжке грундбуксы 8 и возникающем при этом усилии от надавливания кольца 4 на кольцо 3 происходит фиксация последнего с установлением постоянного по окружности зазора между внутренним диаметром кольца и наружным диаметром защитной втулки, ввиду чего объемные потери через сальники остаются стабильными в течение всего срока их эксплуатации. 1 з.п. ф., 3 ил.

Л

-TL

Фиг. 2

Фиг.З