Одинарное механическое торцевое уплотнение вертикального шламового насоса

Авторы патента:

F16J15/34 - со скользящим кольцом, прижимаемым к поверхности, приблизительно перпендикулярной продольной оси

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в области уплотнения валов вертикальных шламовых насосов. Применяется для герметизации утечки бурового раствора между корпусом и вращающимся валом насоса. Технический результат: повышается долговечность уплотнения, не требует установки специально подготовленным техническим персоналом, исключает несанкционированный проворот пары трения и корпуса уплотнения на валу насоса. Заявленный технический результат достигается за счет того, что одинарное механическое торцовое уплотнение вертикального шламового насоса, содержащее вращающийся и не вращающийся корпус, вторичные О-образные уплотнительные элементы, пару трения, выполненную в виде кольцевых цилиндрических втулок с фиксаторами, одна из которых расположена в не вращающемся корпусе и подпружинена, а вторая расположена во вращающемся корпусе уплотнения, отличающееся тем, что уплотнение содержит шпильки с гайками для крепления корпуса уплотнения к корпусу насоса, вторичные уплотнительные элементы в виде уплотнительных О-образных колец расположены в корпусе уплотнения в зоне между шпильками и отверстием для насадки на вал насоса на внешней части корпуса уплотнения, а также со стороны корпуса уплотнения на его внешней части в зоне соединения корпуса уплотнения и корпуса насоса, причем между втулками пары трения и корпусами уплотнения имеются вторичные уплотнительные элементы в виде уплотнительных О-образных колец; также уплотнение содержит фиксирующие болты с функцией фиксирования корпуса на валу насоса, а между корпусом уплотнения и фиксирующими болтами расположено установочное кольцо, выполненное с возможностью снятия с корпуса уплотнения после установки уплотнения в насос и функцией которого является регулировка прижатия втулок друг к другу при сборке.

Область применения

Уровень техники

Из уровня техники известно одинарное торцовое уплотнение типа M1, M1L фирмы ANGA [1]. Одинарное торцовое уплотнение, разгруженное, многопружинное, независимое от направления вращения вала, с интегральным подшипником (M1L) либо без интегрального подшипника (M1). Уплотнения типа M1 и M1L предназначаются для уплотнения валов мешалок и реакторов, в которых перерабатываются не агрессивные и не опасные для окружающей среды вещества. Приспособленные для работы с установкой низкого давления полоскающе-охлаждающей жидкости.

Содержит стационарное кольцо, O-ring, поворотное кольцо жидкости, пружины, корпус уплотнения, болты крепления, опорное кольцо, распорное кольцо. Присоединения: вход и выход охлаждающей жидкости, отвод утечки, пункт смазки подшипника.

Требует установки специально подготовленным техническим персоналом. Не исключает несанкционированный проворот пары трения на валу насоса.

Известно торцовое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса, содержащее пару контактных колец, одно из которых расположено со стороны ведомого диска и подпружинено [2].

Недостатком уплотнения является сложность конструкции, малая надежность и недолговечность из-за высоких контактных давлений в паре контактных колец, создаваемых усилием пружины в режимах работы с напорами ниже расчетных, при пусках и остановках насоса.

Известно торцовое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса, содержащее рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, установленное в корпусе, два контактных кольца, одно из которых неподвижно закреплено в корпусе, а второе подвижное кольцо имеет наружную резьбу, совпадающую с направлением вращения рабочего колеса, и ввинчено во внутреннюю расточку ведомого диска [3].

Недостатком известного уплотнения является быстрый износ контактных колец, что ведет к недолговечности уплотнения.

Известно торцовое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса [4], содержащее рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, установленное в корпусе, два контактных кольца, одно из которых неподвижно закреплено в корпусе, а второе, подвижное, кольцо - в ведомом диске, отличающееся тем, что подвижное кольцо размещено в кольцевой канавке ведомого диска и имеет радиальные канавки, выполненные с наклонной поверхностью, в которых свободно размещены металлические шарики.

Наиболее близким аналогом является базовое одинарное торцевое уплотнение для нефтяных насосов, содержащее корпус, вторичные уплотнительные элементы, пару трения, состоящую из невращающейся и вращающейся втулок, обойму и гильзу, в которых размещены соответствующие втулки, отличающееся тем, что втулки пары трения выполнены с цилиндрическими проточками под вторичные уплотнительные элементы [5].

Недостатком известного уплотнения является быстрый износ контактных колец, что ведет к недолговечности уплотнения. Требует установки специально подготовленных техническим персоналом. Не исключает несанкционированный проворот пары трения на валу насоса.

Целью полезной модели является устранение недостатков, присущих аналогам.

Технический результат: повышается долговечность уплотнения, не требует установки специально подготовленным техническим персоналом, исключает несанкционированный проворот пары трения и корпуса уплотнения на валу насоса.

Реализация полезной модели

Заявленный технический результат достигается за счет того, что одинарное механическое торцовое уплотнение вертикального шламового насоса, содержащее вращающийся и не вращающийся корпус, вторичные О-образные уплотнительные элементы, пару трения, выполненную в виде кольцевых цилиндрических втулок с фиксаторами, одна из которых расположена в не вращающемся корпусе и подпружинена, а вторая расположена во вращающемся корпусе уплотнения, отличающееся тем, что уплотнение содержит шпильки с гайками для крепления корпуса уплотнения к корпусу насоса, вторичные уплотнительные элементы в видеуплотнительных О-образных колец расположены в корпусе уплотнения в зоне между шпильками и отверстием для насадки на вал насоса на внешней части корпуса уплотнения, а также со стороны корпуса уплотнения на его внешней части в зоне соединения корпуса уплотнения и корпуса насоса, причем между втулками пары трения и корпусами уплотнения имеются вторичные уплотнительные элементы в виде уплотнительных О-образных колец; также уплотнение содержит фиксирующие болты с функцией фиксирования корпуса на валу насоса, а между корпусом уплотнения и фиксирующими болтами расположено установочное кольцо, выполненное с возможностью снятия с корпуса уплотнения после установки уплотнения в насос и функцией которого является регулировка прижатия втулок друг к другу при сборке. Кроме того, втулки пары трения выполнены из карбидокремниевого материала "SILCAR".

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показано конструктивное устройство уплотнения, где 1 - вращающейся корпус уплотнения, 2 - невращающейся корпус уплотнения, 3 - пружина, 4 и 5 - втулки пары трения, 7, 11, 14 - кольцо О-образное уплотнительное, 6 - штифт, 8, 9, 10 - болт, 12 - корпус насоса, 13 - вал насоса, 15 - рабочее колесо, 16 - установочное кольцо, 17 - шпилька, 18 - гайка, 19 - шайба.

Осуществление полезной модели

Для монтажа уплотнения необходимо выполнить следующее:

Снять рабочее колесо (15) с вала насоса (13). Вытащить из корпуса насоса подшипниковый узел. Открутить и убрать планку крепления упругого подшипника и сам подшипник. Уплотнение одевается в сборе на вал насоса (хомутом в сторону электродвигателя) и подшипниковый узел ставится на место. Установить на шпильки (17) уплотнение в сборе и затянуть гайки (18), обеспечив отсутствие зазора между корпусом насоса (12) и корпусом уплотнения (2). Установить и зафиксировать на валу насоса рабочее колесо. Произвести центровку подшипникового узла, обеспечив равномерный зазор, по всему диаметру, между корпусом уплотнения (1) и (2). Надежно закрепить подшипниковый узел. Затем необходимо вкрутить в вал насоса болты (8) Убрать установочное кольцо (16). Произвести шприцовку уплотнения (3-4 качка) после выкручивания любого одного болта (10). Собрать насос и произвести вручную вращение вала насоса убедившись, что вал вращается без заеданий совместно с корпусом (1).

Втулки (4, 5) могут быть выполнены из карбидокремниевого материала "SILCAR". Уплотнительные О-образные кольца (7, 14, 11) служат для герметизации стыков между деталями.

Наличие регулируемого поджимного узла дает возможность равномерного поджатия втулки (4) через каждую пружину при сборке и обеспечивает максимальное использование ее работе. Наличие в конструкции установочного кольца позволяет не сильно надеется на персонал, который будет уста на вливать это уплотнение в насос, т.к. благодаря этому кольцу поджатие втулок будет уже отрегулировано изготовителем и персоналу необходимо будет после установки и закручивании болтов (8) разломать и убрать установочное кольцо.

Применение болтов (8) не дает возможности несанкционированного проворота этого корпуса на валу (13) насоса.

В результате, срок службы уплотнения увеличивается. При замене в ходе эксплуатации на насосе двух стандартных уплотнений обычно необходимо при установки третьего стандартного уплотнения менять детали насоса из-за износа. При применении заявленного уплотнения этого не требуется. В итоге достигается серьезная экономия. Все вышесказанное обеспечивает технический результат, а также применение для изготовления пары трения карбидокремниевого материала "SILCAR" продлевает срок службы данных уплотнений.

Источники информации:

1. http://www.infopumps.ru/page/29-2015_2_b.html

2. А.С. СССР 152177

3. Патент RU 2178840

4. Патент RU 2289041

5. Патент RU 8763 U1

1. Одинарное механическое торцевое уплотнение вертикального шламового насоса, содержащее вращающийся и невращающийся корпус, вторичные О-образные уплотнительные элементы, пару трения, выполненную в виде кольцевых цилиндрических втулок с фиксаторами, одна из которых расположена в невращающемся корпусе и подпружинена, а вторая расположена во вращающемся корпусе уплотнения, отличающееся тем, что уплотнение содержит шпильки с гайками для крепления корпуса уплотнения к корпусу насоса, вторичные уплотнительные элементы в виде уплотнительных О-образных колец расположены в корпусе уплотнения в зоне между шпильками и отверстием для насадки на вал насоса на внешней части корпуса уплотнения, а также со стороны корпуса уплотнения на его внешней части в зоне соединения корпуса уплотнения и корпуса насоса, причем между втулками пары трения и корпусами уплотнения имеются вторичные уплотнительные элементы в виде уплотнительных О-образных колец, также уплотнение содержит фиксирующие болты с функцией фиксирования корпуса на валу насоса, а между корпусом уплотнения и фиксирующими болтами расположено установочное кольцо, выполненное с возможностью снятия с корпуса уплотнения после установки уплотнения в насос, и функцией которого является регулировка прижатия втулок друг к другу при сборке.

2. Одинарное механическое торцевое уплотнение вертикального шламового насоса по п.1, отличающееся тем, что втулки пары трения выполнены из карбидокремниевого материала "SILCAR".