3.4 Уплотнение гидравлической полости
Надежность насоса во многом зависит от уплотнения, которое отделяет гидравлическую полость от полости подшипников. Не допускается попадание воды из гидравлической полости в масляную. Для этого устанавливают два уплотнения, одно – со стороны подшипника и другое – со стороны насоса и разделяют их промежуточной камерой. В ответственных случаях применяют торцовые уплотнения, которые не требуют периодической подтяжки и обладают способностью прирабатываемости. (Более подробно об уплотнениях см. раздел 4).
3.4.1. Севанитовое уплотнение
Со стороны подшипника применяют севанитовое уплотнение (рис. 23) с эластомерной манжетой, охваченной браслетной пружиной.
Рис. 23. Севанитовое уплотнение
3.4.2. Торцовое уплотнение.
Для наиболее ответственной водяной ступени выбираем торцовое уплотнение (рис. 24), обладающее свойством прирабатываемости и не нуждающееся, как обычные сальники, в периодической подтяжке.
Рис 24. Варианты торцового уплотнения.
В первом наброске (рис. 24, а) торцовое уплотнение представляет собой диск 1, несущий севанитовое уплотнение 2. Торец диска служит уплотняющей поверхностью. Подвижная часть уплотнения состоит из шайбы 3, приводимой во вращение зубчатым венцом, нарезанным на внутренней стороне кольца разгрузочного уплотнения крыльчатки. Шайба постоянна прижата к неподвижному диску пружиной, опирающейся на торец крыльчатки. Вторичным уплотнением, предотвращающем просачивание воды по распорной втулке 4 является резиновая манжета 5, плотно охватывающая поверхность распорной втулки; воротник манжеты прижат к шайбе 3 той же пружиной через стальную гильзу 6. Просачивание воды через стык распорной втулки и крыльчатки предупреждает уплотняющая кольцевая прокладка 7, установленная на стыке.
Промежуточной камерой служит полость 8 между севанитовым уплотнением и стенкой диска 1, соединенная радиальным отверстием 9 во фланце диска с продольным отверстием 10 в корпусе, сообщающимся через отверстие 11 с атмосферой. Для удобства контроля за состоянием уплотнения (просачивание воды) отверстие выведено вбок с помощью трубки, завальцованной в стенке корпуса.
Недостаток конструкции: при демонтаже крыльчатки пружина выводит уплотняющую шайбу 3 из зацепления с крыльчаткой и выталкивает манжету5, вследствие чего уплотнение распадается. Монтаж крыльчатки и уплотнения затруднителен по тем же причинам.
В конструкции на рис. 24, б уплотняющая шайба 12 зафиксирована в осевом направлении в крыльчатке кольцевым стопором 13, установленным на зубчатом венце крыльчатки с зазором, обеспечивающим осевое перемещение шайбы по мере износа уплотняющих поверхностей. Манжета вторичного уплотнения установлена на цилиндрическом удлинении 14 ступицы крыльчатки. При демонтаже весь узел подвижного уплотнения, сохраняя целостность, сходит вместе с крыльчаткой. Облегчен и монтаж, так как узел подвижного уплотнения свободно надевается вместе с крыльчаткой на вал. Конструкция улучшает центрирование крыльчатки на валу и делает излишней установку прокладки между ступицей крыльчатки и распорной втулкой (прокладка 7, рис. 24, а).
В наиболее целесообразном варианте (рис. 24, в) шайба 15 подвижного уплотнения приводится во вращение шлицами m, нарезанными на ступице крыльчатки, что делает конструкцию в целом более компактной. Агрегатность придана установкой на ступице кольцевого стопора 16. Возможность проникновения воды на шлицы крепления крыльчатки предотвращается затяжкой крыльчатки на валу колпачковой гайкой и установкой уплотнительной прокладки между гайкой и торцом ступицы крыльчатки.
При давлении на рабочих поверхностях уплотнения порядка 20 МПа осевая сила, развиваемая пружиной, незначительна; ее можно игнорировать при расчете осевой нагрузки на фиксирующий подшипник [11].