Торцовое уплотнение вала агрегата (варианты)

Полезная модель относится к торцовым уплотнениям вала, которые могут быть использованы для установки в агрегаты. Полезная модель позволяет сократить номенклатуру выпускаемых торцовых уплотнений и их узлов за счет повышения их универсальности. Это достигается тем, что в торцовом уплотнении вала агрегата, содержащем уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающем две разъемные части, выполненные, в виде фланцев, на торцовых поверхностях которых выполнены кольцевые выступы и впадины, которыми фланцы фиксируются между собой и на корпусе агрегата, внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры, а внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса уплотнения выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части корпуса уплотнения и является первым стыковочным диаметром. Когда перед первой частью корпуса уплотнения установлена третья разъемная часть, зафиксированная правой кольцевой впадиной на левой стороне первой части корпуса уплотнения, тогда внутренний номинальный диаметр данной кольцевой впадины выполняется равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой стороне первой части корпуса уплотнения и является вторым стыковочным диаметром. Уплотнение, которое содержит в сальниковой камере агрегата

холодильник, внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой стороне холодильника, выполненной в виде фланца и фиксирующейся на левой стороне третьей части корпуса уплотнения, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата. Уплотнение, корпус которого содержит третью разъемную часть в виде втулки, которая расположена между первой и второй частями корпуса уплотнения и зафиксирована на них торцовыми кольцевыми впадинами, имеет внутренние номинальные диаметры кольцевых впадин на торцах втулки равными первому стыковочному диаметру. По второму варианту корпус уплотнения, включающий первую и вторую разъемные части, выполненных в виде фланцев, имеют внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части, фиксирующейся в сальниковой камере агрегата, выполненным равным номинальному диаметру сальниковой камеры, а внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса уплотнения, фиксирующийся на левом выступе второй части корпуса уплотнения выполнен равный первому стыковочному диаметру. В третьем варианте выполнения корпус уплотнения, включающий первую и вторую разъемные части, выполненных в виде фланцев, имеют внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры, а внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на левой торцовой поверхности второй части корпуса уплотнения, выполнен равным второму стыковочному диаметру. 3 с.п.ф., 6 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к торцовым уплотнениям вала разных модификаций, которые могут быть использованы для установки в насосы и другие агрегаты.

Усложнение условий встраивания торцовых уплотнений в агрегаты, где конструктивные объемы для размещения уплотнений ограничены габаритами самих агрегатов, вызвало необходимость разработки специальных конструкций уплотнений для определенных типов насосов, что, в свою очередь, привело к появлению большой номенклатуры торцовых уплотнений.

Так, например, известна конструкция двойного торцового уплотнения типа ДНК-105В, производства Нальчикского машиностроительного завода, корпус которого включает втулку с фланцем со стороны сальниковой камеры агрегата, поскольку его конструкция позволяет разместить практически все торцовое уплотнение снаружи агрегата.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (для всех вариантов выполнения полезной модели) является уплотнение торцовое, многоступенчатое «Тандем» с холодильником типа УТТХ

(Научно-производственный центр «Анод», г. Нижний Новгород) с двумя одинарными торцовыми ступенями, размещенными последовательно (см. Приложение).

Недостатком такого торцового уплотнения является невозможность его использования с данным агрегатом (насосом) без холодильника, и наоборот, если торцовое уплотнение установили в агрегат без холодильника, то с холодильником его уже установить в данный агрегат невозможно, так как корпус торцового уплотнения крепится к корпусу агрегата фланцем, который удаляется вместе с холодильником.

Технической задачей всех вариантов полезной модели является уменьшение номенклатуры выпускаемых торцовых уплотнений и их узлов за счет повышения их универсальности путем обеспечения возможности использования одного и того же торцового уплотнения или его узла в агрегатах разной комплектации.

Указанный технический результат по первому варианту выполнения полезной модели (п.п.1-4 формулы) достигается тем, что в торцовом уплотнении вала агрегата, содержащем уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающем две (первую и вторую) разъемные части, выполненные, например, в виде фланцев, на торцовых поверхностях которых выполнены

кольцевые выступы и впадины, которыми фланцы фиксируются между собой и, кроме того, фланцы закреплены на корпусе агрегата (насоса), внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, а внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части корпуса торцового уплотнения и является первым стыковочным диаметром.

Корпус торцового уплотнения (по 2-му пункту формулы) содержит третью разъемную часть, которая выполнена, например, в виде фланца и расположена перед первой частью корпуса торцового уплотнения, при этом она зафиксирована правой кольцевой впадиной на левой стороне первой части корпуса торцового уплотнения, причем, внутренний номинальный диаметр данной кольцевой впадины выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой стороне

первой части корпуса торцового уплотнения и является вторым стыковочным диаметром.

Уплотнение (по 3-му пункту формулы), которое содержит расположенный в сальниковой камере агрегата холодильник, внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой стороне холодильника, выполненной, например, в виде фланца и фиксирующейся на левой стороне третьей части корпуса торцового уплотнения, выполнен равный номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата.

Уплотнение (по 4-му пункту формулы), корпус которого содержит третью разъемную часть, выполненную, например, в виде втулки, которая расположена между первой и второй частями корпуса торцового уплотнения и зафиксирована на них торцовыми кольцевыми впадинами, имеет внутренние номинальные диаметры кольцевых впадин на торцах втулки равными первому стыковочному диаметру.

По второму варианту выполнения полезной модели торцовое уплотнение (5-ый пункт формулы) содержит уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающий первую и вторую разъемные части, выполненных, например, в виде фланцев, зафиксированные между собой торцовыми кольцевыми выступом и

впадиной и закрепленные на корпусе агрегата, причем, внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен (по посадке) равный номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся на левом выступе второй части корпуса торцового уплотнения выполнен равный первому стыковочному диаметру.

В третьем варианте выполнения торцовое уплотнение вала (по 6-му пункту формулы) содержит уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающий первую и вторую разъемные части, выполненных, например, в виде фланцев, между собой зафиксированные соответствующими торцовыми кольцевыми выступом и впадиной и закрепленные на корпусе агрегата, причем, внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равный номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, а внутренний номинальный диаметр кольцевой

впадины на левой торцовой поверхности второй части корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся в правом кольцевом выступе первой части корпуса торцового уплотнения выполнен равный второму стыковочному диаметру.

На фиг.1 показан общий вид двойного торцового уплотнения типа «тандем» по п.1 формулы полезной модели (продольный разрез); на фиг.2 - общий вид двойного торцового уплотнения типа «тандем» с выносными пружинами по п.2 формулы полезной модели (продольный разрез); на фиг.3 - общий вид двойного торцового уплотнения типа «тандем» с выносными пружинами и холодильником по п.3 формулы полезной модели (продольный разрез); на фиг.4 - общий вид двойного торцового уплотнения по п.4 формулы полезной модели (продольный разрез); на фиг.5 - общий вид одинарного торцового уплотнения по п.5 формулы полезной модели (продольный разрез); на фиг.6 - общий вид одинарного торцового уплотнения с выносными пружинами по п.6 формулы полезной модели (продольный разрез).

На валу 1 (фиг.1) установлен двойной уплотняющий узел 2 типа «тандем» (две одинарные уплотняющие ступени), расположенный в корпусе, включающий первую 3 и вторую 4 разъемные части, выполненных в виде фланцев. На торцовых

поверхностях фланцев выполнены кольцевые выступы впадины, которыми разъемные части (фланцы 4 и 5) фиксируются между собой и на корпусе агрегата 5. Уплотнение шпильками 6, проходящими через оба фланца, закреплено на корпусе агрегата 5. Внешний номинальный диаметр d₁ кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части 3 корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру D ₀ сальниковой камеры агрегата, а внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части 3 корпуса торцового уплотнения выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части 4 корпуса торцового уплотнения и является первым стыковочным диаметром D_1стык.

Если компонуется двойное торцовое уплотнение типа «тандем» с выносными пружинами (фиг.2), то корпус такого торцового уплотнения содержит третью разъемную часть 7, которая выполнена в виде фланца и расположена перед первой частью 3 корпуса торцового уплотнения, и зафиксирована правой кольцевой впадиной на левой стороне первой части 3 корпуса торцового уплотнения, причем, внутренний номинальный диаметр данной

кольцевой впадины выполнен равной внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой стороне первой 3 части корпуса торцового уплотнения и является вторым стыковочным диаметром D_2стык.

При установке в двойное торцовое уплотнение типа «тандем» с выносными пружинами (фиг.3) встроенного кольцевого холодильника 8 (включаемого в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости, на чертеже не показан) внутренний номинальный диаметр D₃ кольцевой впадины на правой торцовой стороне холодильника 8, фиксирующейся на третьей части 7 корпуса торцового уплотнения, выполнен равным номинальному диаметру D₀ сальниковой камеры агрегата.

При компоновке простого двойного торцового уплотнения (фиг.4) корпус торцового уплотнения содержит выполненную в виде втулки третью разъемную часть 9, которая расположена между первой 3 и второй 4 частями корпуса торцового уплотнения и зафиксирована на них торцовыми кольцевыми впадинами, внутренние номинальные диаметры D₄ которых выполнены равными первому стыковочному диаметру D₁ стык.

В варианте выполнения одинарного торцового уплотнения (фиг.5) уплотняющий узел 2 которого расположен в корпусе,

включающем первую разъемную часть 10 (начиная от сальниковой камеры) и вторую разъемную часть, аналогичную фланцу 4, зафиксированные своими торцовыми кольцевыми выступом и впадиной между собой и закрепленные на корпусе агрегата 5, причем внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен (по посадке) равный номинальному диаметру D ₀ сальниковой камеры агрегата, а внутренний номинальный диаметр D₅ кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся на левом кольцевом выступе второй части корпуса торцового уплотнения выполнен равный первому стыковочному диаметру d₁ стык.

В другом варианте выполнения одинарного торцового уплотнения с выносными пружинами (фиг.6) торцовое уплотнение вала агрегата, содержащее уплотнительный узел 2, расположенный в корпусе, включающий первую разъемную часть (начиная от сальниковой камеры), аналогичную кольцу 7, и вторую разъемную часть 11, зафиксированные торцовыми кольцевыми впадиной и выступом между собой и закрепленные на корпусе агрегата 5,

причем, внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равный номинальному диаметру D₀ сальниковой камеры агрегата, а внутренний номинальный диаметр D₆ кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части-фланце корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся в правой кольцевой впадине первой части 7 корпуса торцового уплотнения, выполнен равный второму стыковочному диаметру D₂ стык

Торцовое уплотнение работает следующим образом (для всех вариантов выполнения).

При работе агрегата вращение от вала 1 передается вращающемуся контактному антифрикционному кольцу уплотнительного узла 2. Крутящий момент, возникающий на не вращающемся антифрикционном кольце (или на кольцах) от вращающегося кольца пары, воспринимается корпусом уплотнения. Под действием давления уплотняемой среды (или от разделительной и затворной жидкостей) возникают осевые силы, прижимающие антифрикционные кольца уплотнительного узла друг к другу, обеспечивая герметичность торцового уплотнения.

При наличии в составе уплотнения встроенного кольцевого холодильника 8 под действием перепада давлений, создаваемое внешним источником, вода (охлаждающая жидкость) поступает в холодильник 8, проходит поступательно вдоль вала 1 и корпуса агрегата 5, охлаждая их поверхность.

Взаимозаменяемость частей корпуса уплотнения разных вариантов (модификаций и комплектаций) заключается в следующем.

Компонуем, например, двойное торцовое уплотнения типа «тандем» (фиг.1), корпус которого включает два фланца (первый и второй) с номинальными размерами диаметров кольцевых выступов и впадин d₁, d₁ стык и сальниковой камеры D₀. При необходимости компоновки двойного торцового уплотнения типа «тандем» с выносными пружинами (фиг.2) добавляем в корпус уплотнения третью часть (фланец 7) с диаметрами (от сальниковой камеры) D₀ и d₁ стык. При выполнении двойного торцового уплотнения типа «тандем» с выносными пружинами и холодильником (фиг.3), диаметр кольцевой впадины на правой торцовой стороне холодильника выполняем равным диаметру D₀ . При удалении холодильника 8 из торцового уплотнения полностью сохраняется его работоспособность за счет того, что

фланец 7 корпуса уплотнения имеет возможность четко фиксироваться в сальниковой камере агрегата, заходя своим кольцевым выступом под цилиндрическую поверхность сальниковой камеры, так как внешний номинальный диаметр кольцевого выступа фланца 7 выполнен равным внутреннему номинальному диаметру D₀ сальниковой камеры агрегата.

При компоновке двойного торцового уплотнения (фиг.4) третья (средняя) часть (втулка) 9 корпуса выполняется с диаметрами D₄ (с обеих сторон, равными диаметру D₁ стык). При компоновке одинарного уплотнения (фиг.5) собирается из кольца 10 и фланца 4. При компоновке одинарного уплотнения с выносными пружинами корпус уплотнения (фиг.6) собирается из фланца 11 и фланца 7.

Полезная модель в своих вариантах (модификациях) позволяет выполнять составные части корпуса торцового уплотнения (стыкующиеся между собой и с корпусом агрегата) с такими диаметрами стыкующихся торцовых кольцевых выступов и впадин, которые позволяют компоновать из минимального набора составных разъемных частей корпуса практически для всех видов уплотнений вала, в разных вариантах их компоновки в составе насосных агрегатов, в том числе и перекачивающих высокотемпературные среды.

1. Торцовое уплотнение вала агрегата, содержащее уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающий первую и вторую разъемные части, выполненные, например, в виде фланцев, зафиксированные между собой соответствующими торцовыми кольцевыми выступами и впадинами, выполненными на фланцах, и закрепленные на корпусе агрегата, причем внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, отличающееся тем, что внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части корпуса торцового уплотнения и является первым стыковочным диаметром.

2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что корпус торцового уплотнения содержит третью разъемную часть, которая выполнена, например, в виде фланца и расположена перед первой частью корпуса торцового уплотнения, и зафиксирована правой кольцевой впадиной на левом выступе первой части корпуса торцового уплотнения, причем внутренний номинальный диаметр данной кольцевой впадины выполнен равным внутреннему номинальному диаметру кольцевого выступа на левой стороне первой части корпуса торцового уплотнения и является вторым стыковочным диаметром.

3. Уплотнение по п.2, отличающееся тем, что оно содержит расположенный в сальниковой камере агрегата холодильник, внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой стороне холодильника, фиксирующейся на третьей части корпуса торцового уплотнения, выполнен равным внутреннему номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата.

4. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что корпус торцового уплотнения содержит третью разъемную часть, выполненную, например, в виде втулки, которая расположена между первой и второй частями корпуса торцового уплотнения и зафиксирована на них торцовыми кольцевыми впадинами, внутренний номинальный диаметр которых выполнен равным первому стыковочному диаметру.

5. Торцовое уплотнение вала агрегата, содержащее уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающий первую и вторую разъемные части, выполненные, например, в виде фланцев, зафиксированные между собой соответствующими торцовыми кольцевыми выступами и впадинами, выполненными на фланцах, и закрепленные на корпусе агрегата, причем, внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, отличающееся тем, что внутренний номинальный диаметр кольцевой впадины на правой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся на левом кольцевом выступе второй части корпуса торцового уплотнения, выполнен равным первому стыковочному диаметру.

6. Торцовое уплотнение вала агрегата, содержащее уплотнительный узел, расположенный в корпусе, включающий первую и вторую разъемные части, выполненные, например, в виде фланцев, зафиксированные между собой соответствующими торцовыми кольцевыми выступами и впадинами, выполненными на фланцах, и закрепленные на корпусе агрегата, причем внешний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности первой части корпуса торцового уплотнения, фиксирующейся в корпусе сальниковой камеры агрегата, выполнен равным номинальному диаметру сальниковой камеры агрегата, отличающееся тем, что внутренний номинальный диаметр кольцевого выступа на левой торцовой поверхности второй части корпуса торцового уплотнения, фиксирующийся в правой кольцевой впадине первой части корпуса торцового уплотнения выполнен равным второму стыковочному диаметру.