Центробежный насос с двойным торцевым уплотнением

Изобретение относится к насосной технике и может быть использовано при создании установок для перекачивания жидкостей, утечки которых в атмосферу не допустимы. Задачей изобретения и его техническим результатом является упрощение конструкции, снижение стоимости и эксплуатационных расходов центробежного насоса, снижение вероятности отказов работы насоса, повышение надежности и ресурса работы. Технический результат достигается тем, что в известном центробежном насосе, состоящем из корпуса насоса, вала, рабочего колеса, закрепленного на валу, двойного торцевого уплотнения, состоящего из двух одинарных торцевых уплотнений с разделительной полостью, заполненной затворной жидкостью, согласно изобретению, объем разделительной полости выполнен таким, что объем затворной жидкости в нем достаточен как для смазки, так и для охлаждения одинарных торцевых уплотнений, причем, перед двойным торцевым уплотнением установлено гидродинамическое уплотнение, например, в виде лопаток на тыльной стороне рабочего колеса и/или установлен импеллер, в разделительной полости сформирована камера, в которой находится торцевое уплотнение, ближнее к рабочему колесу, а на валу установлено устройство, которое при вращении вала создает избыточное давление в камере. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к насосной технике и может быть использовано при создании установок для перекачивания жидкостей, утечки которых в атмосферу не допустимы.

При перекачивании жидкостей, утечки которых в атмосферу не допустимы, используются центробежные насосы с двойным торцевым уплотнением с охлаждением и смазкой пар трения затворной жидкостью поступающей из внешнего резервуара или внешнего источника под давлением большем, чем давление в камере двойного торцевого уплотнения. Примером такой организации работы картриджного двойного торцевого уплотнения в насосах являются планы (способы) обвязки уплотнений Plan 53А, 53В, 53С по американскому стандарту API STANDARD 682 Pumps- Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps, ANNEX G, G18 - G20;

Аналогичное техническое решение приведено в российском государственном стандарте: Схемы 53А, 53В, 53С промывки стандартного уплотнения Приложение Ж стр. 157-159, ГОСТ 32600 (https://pdf.standartgost.ru/catalog/Data2/1/4293771/4293771087.pdf), прототип.

Недостатком известных решений является необходимость иметь внешний источник подачи затворной жидкости, например, резервуар высокого давления оснащенного датчиками контроля барьерной жидкости, систему поддержания давления в резервуаре, внутренне циркуляционное устройство для циркуляции затворной жидкости между торцевым уплотнением и внешним резервуаром, трубопроводную обвязку. Все это существенно удорожает насос и увеличивает стоимость эксплуатации, снижает его надежность, повышает себестоимость ремонтных и регламентных работ.

Задачей изобретения и его техническим результатом является упрощение конструкции, снижение стоимости и эксплуатационных расходов центробежного насоса, снижение вероятности отказов работы насоса, повышение надежности и ресурса работы.

Технический результат достигается тем, что в известном центробежном насосе, состоящем из корпуса насоса, вала, рабочего колеса закрепленного на валу, двойного торцевого уплотнения состоящего из двух одинарных торцевых уплотнений с разделительной полостью заполненной затворной жидкостью, согласно изобретения, объем разделительной полости выполнен таким, что объем затворной жидкости в нем достаточен как для смазки, так и для охлаждения одинарных торцевых уплотнений, причем, перед двойным торцевым уплотнением установлено гидродинамическое уплотнение, например, в виде лопаток на тыльной стороне рабочего колеса и\или установлен импеллер, в разделительной полости сформирована камера, в которой находится торцевое уплотнение ближнее к рабочему колесу, а на валу установлено устройство, которое при вращении вала создает избыточное давление в камере.

Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что в случае их использования упрощается конструкция, снижаются стоимость и эксплуатационные расходы центробежного насоса, осуществляется повышение надежности работы центробежного насоса и снижение вероятности непредсказуемых отказов его работы.

Критерий «промышленная применимость» подтверждается примером конкретного выполнения устройства, принципиальная схема которого представлена на Рис. 1. (На Рис. 2 представлено то же устройство, но с импеллером, а на Рис. 3 представлено то же устройство, но в нем, в разделительной полости сформирована камера, в которой находится торцевое уплотнение, ближнее к рабочему колесу, а на валу установлено устройство, которое при вращении вала создает избыточное давление в камере), где:

1. корпус,

2. рабочее колесо,

3. вал,

4. затворная жидкость,

5. устройство нагнетания избыточного давления в камере,

6. двойное торцевое уплотнение, состоящее из 2-х одинарных,

7. импеллер,

8. лопатки на тыльной стороне рабочего колеса,

9. разделительная полость,

10. камера.

Центробежный насос, состоит из корпуса 1 насоса, рабочего колеса 2, вала 3, закрепленного на валу 3, двойного торцевого уплотнения, состоящего из двух одинарных торцевых уплотнений 6, разделительной полости 9 заполненной затворной жидкостью 4, причем, объем разделительной полости 9 выполнен таким, что обеспечивает объем затворной жидкости 4 в ней, достаточный, как для смазки, так и для охлаждения торцевых уплотнений 6. Перед двойным торцевым уплотнением 6 установлено гидродинамическое уплотнение в виде лопаток 8 (на рис. 2, на тыльной стороне рабочего колеса 2 перед двойным торцевым уплотнением 6 установлен импеллер 7), в разделительной полости 9 (рис. 3) сформирована камера 10, в которой находится торцевое уплотнение 6 (ближнее к рабочему колесу 2), на валу 3 установлено устройство 5, которое при вращении вала 3, создает избыточное давление в камере 10.

В предлагаемом техническом решении используется двойное торцевое уплотнение 6, состоящее из двух одинарных с разделительной полостью 9, заполненной затворной жидкостью 4, объем которой, достаточен для смазки и охлаждения торцевых уплотнений без подачи затворной жидкости из внешнего источника.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Во время стоянки и во время работы насоса герметичность вала 3 обеспечивается торцевыми уплотнениями 6. При вращении вала 3 гидродинамические уплотнения в виде лопаток 9 на тыльной стороне рабочего колеса 2 (Рис. 1) или импеллера 7 (Рис. 2), обеспечивают дополнительную герметизацию вала 3, так как под действием центробежной силы перекачиваемая жидкость перемещается вдоль радиальных лопаток от центра гидродинамического уплотнения к периферии, образуя перед двойным торцевым уплотнением зону разряжения. Давление жидкости в разделительной полости 9 становится больше чем давление в корпусе 1 насоса перед двойным торцевым уплотнением 6, т.е. возникает противодавление, которое препятствует перетеканию жидкости из корпуса 1 насоса в разделительную полость 9, кроме того, в этом случае смазка трущихся пар торцевого уплотнения осуществляется затворной жидкостью, а не перекачиваемой жидкостью, что особенно важно при перекачивании некоторых химически активных жидкостей, так как исключается их локальный нагрев в трущихся парах торцевого уплотнения, (что может привести к увеличению химической активности жидкости и, как следствие, к разрушению торцевого уплотнения).

Для увеличения противодавления сформирована камера 10 (Рис. 3), в которой находится торцевое уплотнение 6 ближайшее к рабочему колесу 2, а на валу установлено устройство 5, которое при вращении вала создает избыточное давление в камере 10. (Работа осуществляется без внутреннего циркуляционного устройства, необходимого в прототипе для циркуляции барьерной жидкости между торцевым уплотнением и внешним резервуаром).

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает упрощение и снижение стоимости конструкции насоса, снижение эксплуатационных расходов, повышение надежности центробежного насоса и ресурса его работы.

1. Центробежный насос, состоящий из корпуса насоса, вала, рабочего колеса, закрепленного на валу, двойного торцевого уплотнения, состоящего из двух одинарных торцевых уплотнений с разделительной полостью, заполненной барьерной жидкостью, отличающейся тем, что объем разделительной полости выполнен таким, что объем затворной жидкости в нем достаточен как для смазки, так и для охлаждения одинарных торцевых уплотнений, причем перед двойным торцевым уплотнением установлено гидродинамическое уплотнение, например, в виде лопаток на тыльной стороне рабочего колеса.

2. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что перед двойным торцевым уплотнением установлен импеллер.

3. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что в разделительной полости сформирована камера, в которой находится торцевое уплотнение, ближайшее к рабочему колесу, а на валу установлено устройство, которое при вращении вала создает избыточное давление в камере.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области погружных скважинных насосов, таких как электрические погружные насосы, более конкретно к секциям уплотнения лабиринтного типа, которые позволяют удерживать диэлектрическую текучую среду при давлении окружающей среды в скважине. Способ для перекачивания текучей среды содержит этапы, на которых вращают двигатель, соединенный трансмиссией с насосом, причем двигатель и насос расположены в корпусе.

Изобретение относится к устройствам для снижения расхода турбинного масла в системе уплотнения центробежных нагнетателей с плавающими уплотнительными кольцами «масло-газ» при эксплуатации газоперекачивающих агрегатов при низкой степени сжатия (менее 1,19). Устройство для снижения расхода турбинного масла при эксплуатации центробежного нагнетателя, включающее две конструкции, понижающие давление, каждая из которых выполнена в виде трех корпусных деталей, представляющих собой корпус высокого давления, корпус пониженного давления и корпус выходного давления, к корпусу высокого давления с внутренней стороны присоединяется сопло через термоизолирующую втулку, с другой стороны имеется штуцер для подключения выходного коллектора нагнетателя, к корпусу выходного давления с внутренней стороны присоединяется камера, также через термоизолирующую втулку, с другой стороны корпуса выходного давления имеется штуцер для подключения входного коллектора нагнетателя, обе детали присоединяются болтами к корпусу пониженного давления, представляющего собой полый цилиндр со штуцером, таким образом, что при работе газоперекачивающего агрегата (ГПА) в полом цилиндре образуется область низкого давления, при этом давление на выходе нагнетателя всегда выше давления на входе, газ, проходя через сопло, увеличивая скорость, попадает в камеру, имеющую в начале сужение, а на выходе расширение, далее попадает на вход нагнетателя, тем самым при движении газа в полости корпуса пониженного давления создается эжекция, из-за чего давление в ней всегда ниже, чем давление на входе и в любой из внутренних камер нагнетателя, тем самым, подключив уравнительную линию с поплавковой камеры к этой полости устройства, при любых режимах работы нагнетателя всегда обеспечивается нужное направление газового потока, совпадающего по направлению с потоками масла, сливающегося с полостей нагнетателя, обеспечивая эффективный слив турбинного масла, при этом обеспечивается подключение уравнительных линий с корпусом пониженного давления как со стороны приводного конца нагнетателя, так и со стороны заднего конца нагнетателя, при этом расход и скорость газовых потоков можно регулировать при помощи подбора диаметра отверстия сопла и игольчатых вентилей, установленных в уравнительных линиях поплавковых камер и на входе в устройство.

Изобретение относится к способам снижения расхода турбинного масла в системе уплотнения центробежных нагнетателей с плавающими уплотнительными кольцами «масло-газ» при эксплуатации газоперекачивающих агрегатов при низкой степени сжатия (менее 1,19). Способ снижения расхода турбинного масла при эксплуатации центробежного нагнетателя, включающий две конструкции, понижающие давление, каждая из которых выполнена в виде трех корпусных деталей, представляющих собой корпус высокого давления, корпус пониженного давления и корпус выходного давления, к корпусу высокого давления с внутренней стороны присоединяется сопло через термоизолирующую втулку, с другой стороны имеется штуцер для подключения выходного коллектора нагнетателя, к корпусу выходного давления с внутренней стороны присоединяется камера, также через термоизолирующую втулку, с другой стороны корпуса выходного давления имеется штуцер для подключения входного коллектора нагнетателя, обе детали присоединяются болтами к корпусу пониженного давления, представляющему собой полый цилиндр со штуцером, таким образом, что при работе газоперекачивающего агрегата (ГПА) в полом цилиндре образуется область низкого давления, при этом давление на выходе нагнетателя всегда выше давления на входе, газ, проходя через сопло, увеличивая скорость, попадает в камеру, имеющую в начале сужение, а на выходе расширение, далее попадает на вход нагнетателя, тем самым при движении газа в полости корпуса пониженного давления создается эжекция, из-за чего давление в ней всегда ниже, чем давление на входе и в любой из внутренних камер нагнетателя, тем самым, подключив уравнительную линию с поплавковой камеры к этой полости устройства, при любых режимах работы нагнетателя всегда обеспечивается нужное направление газового потока, совпадающего по направлению с потоками масла, сливающегося с полостей нагнетателя, обеспечивая эффективный слив турбинного масла, при этом обеспечивается подключение уравнительных линий с корпусом пониженного давления как со стороны приводного конца нагнетателя, так и со стороны заднего конца нагнетателя, при этом расход и скорость газовых потоков можно регулировать при помощи подбора диаметра отверстия сопла и игольчатых вентилей, установленных в уравнительных линиях поплавковых камер и на входе в устройство.

Группа изобретений относится к насосным узлам, в частности к насосам с мокрым ротором с регулируемой скоростью, обычно используемым в качестве циркуляционных насосов систем отопления домов. Насосный узел (1) содержит ось (45) ротора, проходящую вдоль оси (R) ротора, рабочее колесо (12), прикрепленное к оси (45) ротора, корпус (11) насоса, вмещающий рабочее колесо (12), причем корпус (11) насоса образует первую радиальную внутреннюю базовую поверхность (71), приводной двигатель, содержащий статор (17) и ротор (51), причем ротор (51) прикреплен к оси (45) ротора для приведения в движение колеса (12), кожух (57) ротора, вмещающий ротор (51), причем кожух (57) содержит фланец (63) кожуха ротора, и корпус (13) статора, вмещающий статор (17), содержащий обмотки вокруг сердечника (114) статора (17).

Изобретение относится к узлу, содержащему корпус (12) газотурбинного двигателя и установленное внутри указанного корпуса рабочее колесо (14) с лопатками. Корпус (12) имеет внутреннюю стенку (20), включающую в себя кольцевую полосу (24) из истираемого материала.

Изобретение относится к блоку лопаток направляющего аппарата газотурбинного двигателя с осевым компрессором. Блок лопаток направляющего аппарата содержит кольцевой венец лопаток (26), которые проходят радиально, внутреннее кольцо (30), расположенное на внутренних концах лопаток (26).

Изобретение относится к блоку лопаток направляющего аппарата газотурбинного двигателя с осевым компрессором. Блок лопаток направляющего аппарата содержит кольцевой венец лопаток (26), которые проходят радиально, внутреннее кольцо (30), расположенное на внутренних концах лопаток (26).

Группа изобретений относится к погружным насосным системам и, в частности, к их уплотнительным секциям. Технический результат – повышение надежности работы уплотнительных секций.

Изобретение касается насоса, имеющего корпус (2) с осевым разъемом, который содержит нижнюю часть (21) и крышку (22), имеющего вращающийся вал (3) в аксиальном направлении (A), и по меньшей мере одну боковую крышку (9) для закрытия корпуса (2) в аксиальном направлении. Крышка (9) имеет первую контактную поверхность (91) для взаимодействия со второй контактной поверхностью (23), обеспеченной на корпусе (2).

Изобретение касается насоса, имеющего корпус (2) с осевым разъемом, который содержит нижнюю часть (21) и крышку (22), имеющего вращающийся вал (3) в аксиальном направлении (A), и по меньшей мере одну боковую крышку (9) для закрытия корпуса (2) в аксиальном направлении. Крышка (9) имеет первую контактную поверхность (91) для взаимодействия со второй контактной поверхностью (23), обеспеченной на корпусе (2).
Наверх