Уплотнение рабочего колеса насоса
Изобретение позволяет повысить герметичность уплотнения рабочего колеса насоса. Пьезокерамическое кольцо 1 установлено в расточке 2 корпуса 3, охватывает бурт 4 рабочего колеса 5 и поляризовано в радиальном направлении. Дополнительное пьезокерамическое кольцо 6 образует с кольцом 1 канавку 7 и поляризовано в радиальном и осевом направлениях. В бурте 4 выполнены радиальные пазы 8, в которых установлены подпружиненные стержни 9. Регулирование утечек может осуществляться с помощью системы слежения, которая поддерживает радиальные зазоры между буртом 4 и кольцами 1, 6, величина которых обеспечивает минимальные утечки при безопасных условиях работы. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Гз 7 8 ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llG ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4281935/25-29 (22) 13.07.87 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е. Н. Иванов (53) 621.671 (088.8) (56) Овсянников Б. К., Краев М. В. Гидродинамические радиальные уплотнения высокооборотных валов. — М.: Машиностроение, 1976, с. 31, рис. 2.6.а.
Авторское свидетельство СССР № 1399510, кл. F 04 D 20/08, 1987.
„„SU„„1476203 А1
©11 4 F 04 Р 29/16 (54) УПЛОТНЕНИЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА
НАСОСА (57) Изобретение позволяет повысить герметичность уплотнения рабочего колеса насоса. Пьезокерамическое кольцо 1 установлено в расточке 2 корпуса 3, охватывает бурт 4 рабочего колеса 5 и поляризовано в радиальном направлении. Дополнительное пьезокерамическое кольцо 6 образует с кольцом 1 канавку 7 и поляризовано в радиальном и осевом направлениях. В бурте 4 выполнены радиальные пазы 8, в к-рых установлены подпружиненные стержни 9. Регулирование утечек может осуществляться с помощью системы слежения, к-рая поддерживает радиальные зазоры между буртом 4 и кольцами 1 6, величина к-рых обеспечивает минимальные утечки при безопасных условиях работы.
1 ил.
1476203
Формула изобретения
Составитель Ю. !1икитненко
Редактор М. 1овтин fexpeä И. Верес Корректор М. Самборская
Заказ !!1Вйзб Тираж 523 Г1одиисное
I!I IIIHIII I осударственного комитета ио изобретениям и открытиям ири ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 ! 1роизвозственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Га арина, 101
Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкциям уплотнений рабочих колес гидравлических насосов.
Цель изобретения — повышение герметичности.
На чертеже схематически представлено уплотнение, продольный разрез.
Уплотнение рабочего колеса насоса содержит пьезокерамическое кольцо 1, установленное в расточке 2 корпуса 3, охватывающее бурт 4 рабочего колеса 5 и поляризованное в радиальном направлении.
Уплотнение снабжено дополнительным пьезокерамическим кольцом 6, образующим с основным пьезокерамическим кольцом 1 кольцевую канавку -7 и поляризованным в радиальном и осевом направлениях, при этом в бурте 4 рабочего колеса 5 выполнены радиальные пазы 8, в которых установлены подпружиненные стержни 9.
B качестве упругих элементов 10 стержней
9 могут быть использованы пружины растяжения.
Уплотнение работает следующим образом.
При вращении рабочего колеса 5 насоса стержни 9 под действием центробежной нагрузки перемещаются в радиальном направлении. Пружины 10, жесткость которых заранее расчитана на рабочую скорость вращения, препятствуют движению стержней
9 и удерживают их в таком положении, чтобы между торцовыми поверхностями стержней 9 и дном расточки 2 образовал а сь у пл от интел ьна я щель.
Г!ри этом на пьезокерам ические колеса
1 и 6 подается напряжение от высокочастотного электрического генератора (на чертеже не показан) . Под действием обратного пьезоэффекта кольцо 1 начинает совершать колебания в радиальном направлении, например, вследствие высокочастотного изменения геометрической формы в радиальном направлении. Это позволит уменьшить утечки через щель, образованную внешней поверхностью бурта 4 и внутренней поверхностью кольца 1, как за счет уменьшения зазора, так и за счет турбулизации потока в этой зоне. Пьезокерамическое коль2 цо 6 под действием электрического напряжения будет содержать колебания как в радиальном, так и в осевом направлених.
Совершая колебания в радиальном направлении, кольцо 6 будет работать аналогично кольцу 1, снижая утечки через щель, образованную внешней поверхностью бурта 4 и внутренней поверхностью кольца 6. Колебания в осевом направлении, кольца 6 способствуют уменьшению толщины пограничного слоя на торцовой стенке кольца 6, и следовательно, выравниванию профиля скорости вращающейся жидкости, что, в свою очередь, приводит к увеличению центробежных сил, действующих на частицы жидкости в пространстве между кольцом 6 и стержнями 9, и снижению перетечек жидкости вдоль торцовой стенки кольца 6. Таким образом снижается суммарная величина утечек через уплотнение.
Регул ирова ние утечек может осуществляться с помощью системы слежения (на чертеже не показана), которая поддерживает радиальные зазоры между буртом 4 и кольцами 1 и 6, равными величинам зазоров, при которых обеспечиваются минимальные утечки при безопасных условиях работы устройства. Если зазоры увеличиваются (уменьшаются), то на электроды колец 1, 6 подается большее (меньшее) напряжение, возрастает (убывает) амплитуда колебаний колец 1, 6, что приводит к уменьшению (увеличению) радиальных зазоров.
Уплотнение рабочего колеса насоса, содержащее пьезокерамическое кольцо, установленное в расточке корпуса, охватывающее бурт рабочего колеса и поляризованное в радиальном направлении, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения герметичности, уплотнение набжено дополнительным пьезокерамическим кольцом, образующим с основным пьезокерамическим кольцом канавку и поляризозанным в радиальном и осевом направлениях, при этом в бурте рабочего колеса в:.1полнены радиальные пазы, в. которых установлены подпружиненные стержни.
