Щелевое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса

 

Изобретение относится к насосостроению , в частности к гидродинамическим уплотнениям вращающихся валов . Цель изобретения - повышение долговечности при работе на абразивных средах путем сепарации протечки. В наружном кольце 1, закрепленном на корпусе 2 насоса, установлено уплотнительное кольцо 5 с винтовыми каналами 6 и выполнены конфузорная кольцевая щель 7 и кольцевая камера (КК) 8. На торцовой поверхности кольца 5 со стороны КК 8 выполнены скошенные лыски 9. КК В сообщает щель 7 с каналами 6. Для уменьшения протечки (Л to а 00 00 tsD ГС

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 F 04 D 29/16.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3895469/25-06 (22) 11.05.85 (46) 07.11 86. Бюл. М 41 (72) В.Н.Богородицкий, С.А.Собенина и С.Б.Достовалов (53) 621.671(088.8) (56) Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. — М,: Машиностроение, 1966, с. 154.

Певзнер Б.М. Насосы судовых установок и систем. — Л.: Судостроение, 1971, с. 53.

I (54) ЩЕЛЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

„„SU„„1268822 А 1 (57) Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидродинамическим уплотнениям вращающихся валов. Цель изобретения — повышение долговечности при работе на абразивных средах путем сепарации протечки.

В наружном кольце 1, закрепленном на корпусе 2 насоса, установлено уплотнительное кольцо 5 с винтовыми каналами б и выполнены конфузорная коль- цевая щель 7 и кольцевая камера (КК)

8. На торцовой поверхности кольца 5 со стороны КК 8 выполнены скошенные лыски 9. КК 8 сообщает щель 7 с каналами 6. Для уменьшения протечки

1268822 кольцо 1 выполнено в виде обоймы !О и втулки ll с коническими поверхностями, между которыми установлен уп-.— ругий элемент 12. Среда с механическими включениями в КК 8 приобретает два взаимно перпендикулярных вращения, образуя гидроциклон с механическими включениями н его центре. Часть потока проходит через зазор д, обеспечивающий необходимую для обИзобретение относится к насосостроению, а более конкретно к гидродинамическим уплотнениям вращающихся валов.

Цель изобретения — повышение долгонечности при работе на абразивных средах путем сепарации протечки и уменьшение протечки путем уменьшения зазора между внутренним и наружным кольцами.

На фиг.! схематически представлено щелевое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса, продольный разрез; на фиг.2 — развертка уплотнительного кольца.

Уплотнение содержит наружное кольцо 1, закрепленное в корпусе 2 насоса, и внутреннее кольцо 3, установленное на пояске рабочего колеса 4. В наружном кольце 1 установлено уплотнительное кольцо 5 с винтовыми каналами 6 и выполнены конфузорная кольцевая щель 7 с острой кромкой и кольцевая камера 8, сообщающая кольцевую щель 7 с каналами

6 уплотнительного кольца 5, при этом на торцовой поверхности уплотнительного кольца 5 со стороны кольцевой камеры 8 выполнены скошенные лыски

9 (фиг.2). Наружное кольцо выполнено в виде обоймы !О и втулки 11 с коническими поверхностями, между которыми установлен упругий элемент

12. Рабочее колесо насоса образует с корпусом 2 задисковую пазуху 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Среда с механическими включениями из области с давлением P через конфуэорную щель 7 с зазором 6,, размер раэования гидровихря циркуляцию среды иэ КК 8 в задисковую пазуху, другая часть проходит через зазор 8,, а по каналам 6 идет среда с механическими. включениями, направляемая н каналы 6 лысками 9. Наличие конусного соединения обоймы 10 с втулкой

11 обеспечивается восприятие осевых усилий. 1 э и. ф — лы, 2 ил. которого обеспечивает беспрепятственное прохождение механических частиц, попадает в полость кольцевой камеры 8, где приобретает вихревое

5 движение„ чему способствует эффект срыва потока с острой кромки Б и торможение скорости потока при расширении. В полученном вихре преобладают центростремительные силы, под дейст10 вием которых механические включения концентрируются в центре вихря. Одновременно вихрь за счет дискового трения вращающегося внутреннего кольца

3 имеет круговое вращение. Таким об15 разом, в кольцевой камере 8 среда, приобретая при работе щеленого уплот". нения для взаимно перпендикулярных вращения образует гидроциклон с механическими включениями в его цент20 ре (фиг.2) . Уровень концентрации механических включений в центре гид- роциклона определяется его энергией, которая зависит от скорости и коли25 честна среды поступающей н кольцеЭ вую камеру 8. Для обеспечения необ ходимой энергии гидронихря зазор д устанавливается так,, что он обеспечивает необходимую циркуляцию сре30 ды из кольценой камеры 8 н эадисковую пазуху 13, образованную диском колеса и корпусом 2 насоса, т.е. в обЯ ласть давления Р, . Циркуляция достигается эа счет того, что давление в пазухе насоса распределено по пара35 болическому закону и чем ближе к оси насоса, тем оно меньше. Другая часть потока проходит через винтовые каналы 6 и зазор щелевого уплотнения 6

При этом через винтовые каналы 6 идет среда с механическими включениями, 1268822

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 6013/36 . Тираж 586

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 поскольку скошенные лыски 9, выполненные по всей высоте уплотнительного кольца 5, захватывают часть гидровихря и направляют среду с механическими включениями по винтовым каналам 6. Так как механические включения в кольцевой камере 8 находятся в центре гидровихря, то в щелевой зазор уплотнения 6,, а также в зазор 6 среда попадает беэ механических включений, что и обеспечивает надежную работу всего щелевого уплотнения.

Размер щелевого зазора о, на порядок меньше существующих зазоров щелевых уплотнений. В этом случае уплотняющее кольцо 5 вместе с внутренним кольцом 3 дополнительно выполняет роль подшипника скольжения с радиальными подъемными силами. При биении внутреннего кольца 3, благодаря несущей способности уплотняющего кольца 5, оно способно деформировать упругий элемент 12. При этом материал упругого элемента 12, например плоский резиновый амортизатор или эластомер, должен быть подобран с такими упруго-деформирующими характеристиками, чтобы не нарушалась жидкостная пленка в рабочей зоне импровизированного подшипника для предотвращения сухого трения уплотняющего кольца 5 о внутреннее кольцо 3.

Наличие конусного соединения обоймы

10 с втулкой II обеспечивает восприятие осевых усилий, которые имеют место ввиду разности давлений P > P, . формула изобретения

1. Щелевое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса, содержащее наружное кольцо, закрепленное

10 в корпусе насоса, и внутреннее кольцо, установленное на пояске рабочего колеса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью повышения долговечности при работе на абразивных

15 средах путем сепарации протечки, в наружном кольце установлено уплот,нительное кольцо с винтовыми каналами и выполнены конфузорная кольцевая щель с острой кромкой и коль?р цевая камера, сообщающая кольцевую щель с каналами уплотнительного кольца, при этом на торцовой поверхности уплотнительного кольца со стороны кольцевой камеры выполнены скошенные

25 лыски.

2. Уплотнение по п. I о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения протечки путем уменьшения зазора между внутренними и наружными кольцами, последнее выполнено в виде обоймы и втулки с коническими поверхностями, между которыми установлен упругий элемент.