Гидродинамическое уплотнение вертикального вращающегося вала
Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации быстро вращающихся валов аппаратов, центробежных погружных насосов. Уплотнение содержит неподвижную кольцевую чашу с приемным карманом и переливным диском, цилиндрический затворный элемент, закрепленный на вращающемся валу. Затворный элемент снабжен дисками, равномерно расположенными по его высоте. Наружный диаметр дисков составляет 0,9÷0,95 внутреннего диаметра кольцевой чаши, а внутренний диаметр переливного диска составляет 0,5÷0,7 внутреннего диаметра кольцевой чаши.
Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации быстро вращающихся валов в реакторах, аппаратах, совмещенных с центробежными сепараторами, центробежных погружных насосах с агрессивными, пожаро- и взрывоопасными средами.
Известны гидродинамические уплотнения быстро вращающихся валов (авт. св. СССР 
324438, 815392, 838222, 1499035). Их общим недостатком является сложность конструкции, разогрев затворной жидкости, потеря герметичности при остановке вала.
Известны гидравлические затворы для уплотнения валов, включающие кольцевую чашу для затворной жидкости и цилиндрический затворный элемент, установленный на вращающемся валу и помещенный в кольцевую чашу (Медников М.И., "Вводы движения в вакуум", М., "Машиностроение", 1974, с.12). Данный затвор взят нами в качестве наиболее близкого по техническому решению аналога. Такими затворами оснащены аппараты, в которых валы с мешалками вращаются с частотой 250-300 об/мин. За последние годы появились новые типы аппаратов с высокооборотными перемешивающими устройствами (патент РФ 2030373). Использование известных гидравлических затворов для уплотнения высокооборотных валов невозможно вследствие утечки затворной жидкости, так как затворная жидкость под действием центробежной
силы выбрасывается из кольцевой чаши, что приводит к разгерметизации уплотнения вала и утечке паров агрессивных, легковоспламеняющихся и пожароопасных сред из аппарата в атмосферу помещения, что недопустимо.
Задачей полезной модели является обеспечение надежности уплотнения вала независимо от скорости его вращения, упрощение конструкции и обеспечение удобства сборки и разборки.
Технический результат достигается тем, что в известном гидравлическом затворе, содержащем кольцевую чашу с переливным диском и приемным карманом, цилиндрический затворный элемент снабжен дисками, равномерно расположенными по высоте затворного элемента, причем наружный диаметр дисков составляет 0,9-0,95 внутреннего диаметра кольцевой чаши, а внутренний диаметр переливного диска составляет 0,5÷0,7 внутреннего диаметра кольцевой чаши.
На чертеже показано гидродинамическое уплотнение в продольном разрезе. Уплотнение состоит из кольцевой чаши 1, установленной между фланцами 2 и 3 привода и горловины аппарата. На валу 4 привода закреплен цилиндрический затворный элемент 5, снабженный дисками 6, равномерно расположенными по высоте затворного элемента. Кольцевая чаша в верхней части снабжена переливным диском 7 и приемным карманом 8 со сливным штуцером 9, а в нижней части - штуцером 10 для подачи затворной жидкости. Для удобства сборки и разборки кольцевая чаша выполнена разъемной.
Гидродинамическое уплотнение работает следующим образом. Затворная жидкость через штуцер 10 поступает в полость кольцевой чаши 1. При вращении вала 4 с затворным элементом 5, снабженным дисками 6, затворная жидкость под действием центробежной силы,
создаваемой дисками 6, распределяется вертикально по всей высоте кольцевой чаши. За счет того, что внутренний диаметр переливного диска 7 кольцевой чаши составляет 0,5÷0,7 внутреннего диаметра кольцевой чаши, а наружный диаметр дисков 6 затворного элемента составляет 0,9÷0,95 внутреннего диаметра кольцевой чаши, диски затворного элемента постоянно остаются погруженными в жидкость, что обеспечивает разрыв пути паров или газов между реакционным объемом аппарата и атмосферой. При этом обеспечивается полная герметизация аппарата. За счет того, что диски затворного элемента расположены равномерно по высоте элемента, повышается надежность герметизации. Излишки затворной жидкости через кольцевую щель между переливным диском 7 и цилиндрической частью затворного элемента 5 переливается в приемный карман 8 кольцевой чаши и через штуцер 9 поступает на закольцовку. Поскольку затворная жидкость при работе постоянно поступает в нижнюю часть кольцевой чаши, поднимается вверх и переливается через кольцевую щель, происходит ее обновление. При остановке вала затворный элемент с дисками также погружен в затворную жидкость. Запирающая способность уплотнения сохраняется при любом числе оборотов вала и в случае, когда вал остановлен.
Опытный образец предлагаемого уплотнения изготовлен, отработан с положительными результатами.
Гидродинамическое уплотнение может быть использовано для герметизации быстро вращающихся валов аппаратов, вертикальных центробежных насосов.
Гидродинамическое уплотнение вертикального вращающегося вала, содержащее неподвижную кольцевую чашу, снабженную в верхней части переливным диском и приемным карманом, цилиндрический затворный элемент, закрепленный на вращающемся валу, отличающееся тем, что цилиндрический затворный элемент снабжен дисками, равномерно расположенными по высоте затворного элемента, наружный диаметр дисков составляет 0,9÷0,95 внутреннего диаметра кольцевой чаши, а внутренний диаметр переливного диска составляет 0,5÷0,7 внутреннего диаметра кольцевой чаши.
