Охлаждение сальниковых уплотнений

Сальниковые набивки, за исключением набивок на основе углеродного волокна и металла, — плохие проводники тепла, поэтому охлаждение контактных поверхностей трения представляет трудную задачу.

Наиболее простое и распространенное охлаждение сальниковой коробки (рис. 5.7, а) малоэффективно и почти не влияет на температуру защитной втулки в зоне трения из-за низкой теплопроводности набивки. Если насос перекачивает горячую жидкость, нормальный температурный режим сальника можно обеспечить подводом холодной жидкости (рис. 5.7, б) под давлением, на 0,1—0,3 МПа превышающим давление уплотняемой среды. Аналогичный гидрозатвор применяется, когда перекачиваемая жидкость содержит абразивные примеси или когда выход ее из насоса недопустим (радиоактивные, токсичные, взрывоопасные, агрессивные среды.) Чистая холодная запирающая жидкость подводится к фонарному кольцу, отделенному от нажимной втулки двумя кольцами набивки. В таких конструкциях существенно снижается неравномерность контактного давления по длине набивки, так как внутренние кольца обжаты с двух сторон примерно одинаковым давлением рабочей и запирающей жидкостей и не требуют дополнительного значительного обжатия нажимной втулкой. На внешних кольцах неравномерность не проявляется из-за малого числа этих колец.

Иногда для увеличения теплоотвода из зоны трения охлаждают защитную втулку вала (рис. 5.7, в).

Рис. 5.7. Способы охлаждения сальниковых уплотнений

Рис. 5.8. Сальниковое уплотнение питательного насоса

Однако это ведет к усложнению конструкции и потерям охлаждающей воды, так как трудно обеспечить ее организованный отвод от вращающегося вала. Для устранения этих трудностей предложено [91 так называемое обращенное сальниковое уплотнение: пакет набивки крепится на валу (рис. 5.7, г) и вращается вместе с ним, а герметизирующими являются наружная поверхность набивки и внутренняя поверхность сальниковой коробки. При этом трение нагревает сальниковую коробку, которая легко поддается охлаждению. Обращенные сальниковые уплотнения не получили распространения, так как для них механизм обжатия набивки приходится выполнять вращающимся и конструкция его усложняется.

Аналогом обращенного сальникового уплотнения является торцовый сальник с вращающимся уплотнительным кольцом (рис. 5.6, д, е). Для его эффективного охлаждения достаточно сделать полой крышку и пропустить через нее холодную воду.

Пример конструкции узла сальникового уплотнения питательного насоса для перегретой воды показан на рис. 5.8. Уплотнение с внутренним обжатием набивки производится усилием пружины 1 и гидравлическим поршнем 2, гидрозатвор осуществляется через фонарное кольцо 3, тепловой барьер выполнен в виде охлаждаемой сальниковой коробки 4. Уплотнение имеет охлаждаемую защитную втулку вала 5; внутренние перетоки холодного конденсата ограничиваются винтовым импеллером 6, а внешние протечки — замыкающим сальником 7. При необходимости внешнего обжатия набивки уменьшают толщину дистанционного кольца 8, что гарантирует дозированную осевую деформацию колец.