RU29972U1

RU29972U1 - Торцовое уплотнение вала

Info

Publication number: RU29972U1
Application number: RU2002135115/20U
Authority: RU
Inventors: А.К. Кулдышев; Н.В. Скворцов; С.Ю. Гераськин; И.В. Муралев; Е.А. Игнатьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Анод"
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-06-10

Description

Торцовое уплотнение вала

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к устройствам охлаждения торцовых уплотнений вала.

Охлаждаемые торцовые уплотнения состоят из уплотнительного узла с ограниченной температурой эксплуатации, в основном, до 180° С и системы, обеспечивающей понижение температуры в зоне уплотнения до приемлемой температуры.

Известно торцовое уплотнение вала, содержащее расположенное в корпусе уплотнительное кольцо, установленную на валу цилиндрическую втулку и систему охлаждения с перекачивающим устройством, в качестве которого использована цилиндрическая втулка, между корпусом и втулкой выполнены спиральный диффузор и тангенциальный отводной канал, сообщенный с диффузором и системой охлаждения (Авторское свидетельство СССР № 734425, кл. F04D 29 / 06,1977).

Известны торцовые уплотнения с независимыми (основным и предварительным) контурами охлаждения, в вертикально или горизонтально расположенных теплообменниках которьк установлены змеевики (Э.Майер, Торцовые уплотнения. Машиностроение, М., 1978, с.226 - 228).

Недостатком выщеуказанных устройств является низкая степень охлаждения торцового уплотнения из-за слабо организованного потока охлаждающей жидкости.

,...,..,......JBPP)||j|||i - МПК: F04D 29 / 10

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является торцовое уплотнение для нефтяных насосов с системой охлаждения с замкнутым контуром, содержащем уплотнительный узел и систему охлаждения с встроенным холодильником, включающий коаксиально расположенные относительно вала две втулки с загерметизированным межвтулочным торцом, образующие корпус холодильника, и внутреннюю цилиндрическую перегородку, на внутренней поверхности корпуса холодильника со стороны вала вьшолнены винтовые канавки, увеличивающие теплообмен (А. И. Голубев, справочник. Уплотнения и уплотнительная техника. Машиностроение, М., 1986, с. 444, рис. 13.18, см приложение).

Недостатком данной системы охлаждения является низкая степень охлаждения торцового уплотнения из-за слабо организованного потока охлаждающей жидкости, особенно при ограниченной (малой) длине холодильника.

Технический результат от использования полезной модели заключается в интенсификации охлаждения торцового уплотнения вала и повышение надежности работы торцового уплотнения.

Указанный технический результат достигается тем, что в торцовом уплотнение вала, содержащем )шлотнительный узел и установленный на валу и включенный в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости встроенный холодильник (теплообменник), корпус которого вьшолнен из

коаксиально расположенных относительно вала двук втулок с загерметизированным межвтулочным торцом, внутри корпуса холодильника расположена цилиндрическая перегородка, на внутренней поверхности корпуса холодильника со стороны вала выполнены винтовые канавки, в корпусе холодильника за цилиндрической перегородкой размещена вторая цилиндрическая перегородка, на внешней поверхности которой вьшолнены винтовые канавки..

В варианте выполнения уплотнения в корпусе холодильника со стороны загерметизированного торца размещено, по меньщей мере, одно кольцо.

Целесообразно вьшолнение поверхности кольца неровной, например, с выступами.

В вариантах выполнения торцового зшлотнения вала охлаждающая среда подается в полость между цилиндрическими перегородками или в полости, образованные корпусом (втулками) холодильникаи

цилиндрическими перегородками.

На фиг. 1 показан общий вид торцового уплотнения с встроенным холодильником (продольный разрез);

на фиг. 2 - вариант выполнения холодильника с кольцами;

на фиг. 3 - общий вид кольца;

на фиг. 4 - поперечное сечение кольца.

Через корпус 1 проходит вал 2, на котором размещены уплотняющий узел 3 торцового уплотнения и встроенный холодильник 4, включенный в замкнутый контур тщркулящан охлаждающей жидкости с помощыо каналов 5. Корпус холодильника 4, выполненный в виде коаксиадьно расположенных относительно вала двух втулок 6 (по типу втулка во втулке) с загерметизированным межвтулочным торцом 7, установлен на валу 2 с минимальным зазором. Внутри корпуса холодильника коаксиально установлены две цилиндрические перегородки 8 и 9. Ш внутренней поверхности корпуса холодильника (со стороны вала) и на внешней поверхности перегородки 9 вьшолнены винтовые канавки 10 (фиг. 1). Со стороны загерметизированного торца 7 в корпусе холодильника размещены кольца 11, образующие не участвующие в цир1 ляции охлаждающей среды застойные зоны (фиг. 2). Поверхность колец покрыта выступами 12 (СМ.ФИГ. 3-4).

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

Под действием перепада давлений, созданное внешним источником, охлаждающая жидкость поступает в холодильник 4, проходит поступательно вдоль вала, одновременно закручиваясь по винтовым канавкам 6, касаясь каждой точки охлаждаемой поверхности. Когда поток воды доходит до торца 7 корпуса холодильника, он, не меняя направления в торцовой полости, снова, но уже по винтовым канавкам на цилиндрической перегородке 9 возвращается в контур циркуляции через один из каналов 5. Винтовые

канавки интенсифицируют охлаждение внешней поверхности корпуса холодильника и рабочих поверхностей агрегата, обеспечивая нормальный температурный режим работы торцового уплотнения.

Учитывая, что холодильник встречается с самой горячей средой перекачиваемой жидкости своей торцовой частью, кольца 11 создают тепловой барьер, отделяя часть воды от завизфенного потока, превращая ее в нециркулирующую. Неровная поверхность колец не позволяет им слипаться, усиливая мощность теплового барьера.

Введение второй перегородки 9 в полость корпуса холодильника позволяет создать еще один канал для циркуляции воды, увеличивая эффективность охлаждения при ограничении длины холодильника. При этом интенсивность охлаждения может быть разной в зависимости от пути подачи охлаждающей среды.

Когда охлаждающая жидкость под напором подается через канал 13 между перегородками 8 и 9, доходя до полости торца 7 она нагревается слабо, так как не проходит через сильно нагретые поверхности, а разворачиваясь у торца 7 жидкость разделяется на два потока, которые проходят между корпусом холодильника и перегородками 8 и 9, охлаждая сильно нагретые участки слабо нагретой жидкостью. Интенсивность теплообмена Q, которая связана зависимостью Q k At F, увеличивается (при постоянной площади охлаждения F) за счет

увеличения разности температур At нагретых поверхностей и охлаждаемой среды.

Когда же жидкость под напором подается в каналы 14, образованные корпусом (втулками 6) холодильника и перегородками 8 и 9, то по пути следования она соприкасается с сильно нагретыми поверхностями вала и корпуса агрегата и, соответственно, сильнее нагревается, эффективнее охлаждая вал и корпус агрегата, препятствуя поступления тепла к торцовому )шлотнению.

По сравнению с прототипом полезная модель даже при ограниченных размерах холодильника позволяет усилить эффект охлаждения контактирующих с агрегатом поверхностей торцового уплотнения, улучщшъ условия его работы и повысить надежность, что особенно важно при работе торцовых уплотнений в насосах, перекачивающих высокотемпературные среды. Опытные испытания, проведенные заявителем, доказали эффективность предлагаемого рещения.

Перечисленные признаки отличают техническое рещение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям полезной модели.

Claims

1. Торцовое уплотнение вала, содержащее уплотнительный узел и установленный на валу встроенный холодильник, включенный в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости, корпус холодильника выполнен из коаксиально расположенных относительно вала двух втулок с загерметизированным межвтулочным торцом, внутри корпуса холодильника расположена цилиндрическая перегородка, на внутренней поверхности корпуса холодильника со стороны вала выполнены винтовые канавки, отличающееся тем, что в корпусе холодильника за цилиндрической перегородкой размещена вторая цилиндрическая перегородка, на внешней поверхности которой выполнены винтовые канавки.

2. Уплотнение по п.2, отличающееся тем, что в корпусе холодильника со стороны загерметизированного торца размещено, по меньшей мере, одно кольцо.

3. Уплотнение по п.2, отличающееся тем, что поверхность кольца выполнена неровной, например, с выступами.

4. Уплотнение по пп.1-3, отличающееся тем, что подача охлаждающей среды осуществлена в полость между цилиндрическими перегородками.

5. Уплотнение по пп.1-3, отличающееся тем, что подача охлаждающей среды осуществлена в полости между корпусом холодильника и цилиндрическими перегородками.