Стояночное уплотнение вала

 

Использование: для турбонасосных агрегатов многократного включения и с большим ресурсом работы. Сущность изобретения: в камере корпуса 1 размещен установленный на валу 2 импеллер 3 гидродинамического уплотнения. Торцовое уплотнение имеет закрепленный в подвижной втулке 4 графитовый сальник 5, пружину 11, два коаксиально расположенных сильфона 6 и 7, образующих с втулкой 4 и корпусом 1 сильфонную полость. Полость соединена с камерой корпуса 1 отверстиями 8. В полости выполнены коаксиально расположенные выступы 9 и 10 с буртами на концах. Между буртами размещена пружина 11 Сальник 5 поджат к импеллеру 3. Отверстия 8 выполнены во втулке 5 на диаметре меньше диаметра границы раздела фаз гидродинамического уплотнения при номинальном режима работы. Между импеллером 3 и втулкой 4 на диаметре, большем диаметра сильфона 7, расположено контактное уплотнение 12. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s . F 16 J 15/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 7

1 (21) 4853751/29 (22) 23.07.90 (46) 07.08.92. Бюл. ¹ 29 (71) Красноярский институт космической техники (72) B.Ï.Kàðçñåâ, M.В,Краев, А.А,Кишкин и

Ю.Ю.Вайтекунас (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 242927, кл, F 16 J 15/42, 1967, (54) СТОЯНОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Использование . для турбонасосных агрегатов многократного включения и с большим ресурсом работы, Сущность изобретения: в камере корпуса 1 размещен установленный на валу 2 импеллер 3 гидродинамического уплотнения. Торцовое уп,, А „„1753137 Al лотнение имеет закрепленный в подвижной втулке 4 графитовый сальник 5, пружину 11, два коаксиально расположенных сильфона

6 и 7, образующих с втулкой 4 и корпусом 1 сильфонную полость. Полость соединена с камерой корпуса 1 отверстиями 8. В полости выполнены коаксиально расположенные выступы 9 и 10 с буртами на концах. Между буртами размещена пружина 11, Сальник 5 поджат к импеллеру 3. Отверстия 8 выполнены во втулке 5 на диаметре меньше диаметра границы раздела фаз гидродинамического уплотнения при номинальном режима работы. Между импеллером

3 и втулкой 4 на диаметре. большем диаметра сильфона 7, расположено контактное уплотнение 12. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.

1753137

Изобретение относится к турбонасосостроению и может быть использовано для турбонасосных агрегатов (ТНА) многократного включения и большим ресурсом работы.

° Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение герметичности.

На чертеже изображено уплотнение вала турбоагрегата, продольный разрез.

Уплотнение вала содержит корпус 1, установленный на валу 2 и помещенный в камеру А, импеллер 3, подвижную втулку 4 торцового уплотнения с графитовой вставкой (сальником) 5 и коаксиальными сильфонами 6 и 7, образующими сильфонную полость Б, соединенну 3 с камерой А отверстиями 8. В сильфонной полости между буртами коаксиальных выступов 9, 10 подвижной втулки 4 и корпуса 1 установлена пружина 11. работающая на раскрытие уплотняющего стыка торцового уплотнения.

На диаметре, меньшем чем внутренний диаметр графитовой вставки и большем диаметра сильфона 7, между импеллером 3 и подвижной втулкой 4 установлено контактное уплотнение 12.

Уплотнение вала может быть установлено на трубонасосных агрегатах, первоначальный запуск которых производится с залитыми или незалитыми (сухими) полостями, В зависимости от вида запуска рассмотрим работу уплотнителя.

При запуске турбонасосного агрегата с полостями, залитыми жидкостью под давлением Р», первоначальная герметичность обеспечивается контактным уплотнением.

Из-за разности площадей торцовых поверхностей подвижной втулки 4 со стороны контактного уплотнения и сильфонной полости возникает осевое усилие от давления Рв>, преодолевающее усилие пружины и закрывающее торцовый стык уплотнения. При раскрутке ротора герметичность обеспечивается гидродинамическим радиальным уплотнением, при этом в осевом зазоре между импеллером и корпусом устанавливается граница раздела фаз жидкость-гаэ Rr (фиг.1). Импеллер рассчитан так, чтобы на номинальном режиме граница раздела фаз находилась выше диаметра расположения отверстий 8. При этом подвижная втулка 4 торцового уплотнения полностью разгружена от сил давления и под действием пружины отжимается от импеллера, раскрывая торцовый стык. При остановке ротора или повышении уплотняемого давления граница раздела фаз Rr смещается к валу, и при достижении диаметра отверстий 8, жидкость поступает в сильфонную полость Б, создавая усилие, преодолевающее действие

20

30 1. Стояночное уплотнение вала, содер35

5

45 пружины и закрывающее уплотнительный стык торцового уплотнения, Контактное уплотнение необходимо лишь для первона чальной заливки полостей агрегата, а при последующих пусках турбонасосного агрегата необходимость в нем отпадает и выход его из строя не оказывает влияния на герметичность. При первоначальном запуске турбонасосного агрегата с незалитыми полостями на режиме герметичность обеспечивается ГДРУ, а при сходе с режима по-вышается давление свыше расчетного, между пусками обеспечивается торцовым уплотнением. При этом в контактном уплотнении 12 нет необходимости.

Таким образом, конструкция уплотнения вала обеспечивает герметичность работы турбонасосного агрегата на всех режимах его работы. Контактное торцовое уплотнение работает лишь на режимах пуска, останова и при потере герметичности

ГДРУ, что значительно увеличивает надежность герметизации и ресурс работы турбонасосного агрегата. В предлагаемой конструкции уплотнения в устройстве, отжимающем торцовый стык, отсутствуют силы трения, что также повышает надежность и ресурс работы уплотнения.

Формула -из об ретен и я жащее установленный на валу и размещенный в камере корпуса импеллер гидродинамического уплотнения, торцовое уплотнение, включающее закрепленный в подвижной втулке графитовый сальник, пружину, два коаксиально расположенных сильфона, образующих с подвижной втулкой и корпусом сильфонную полость, соединенную с камерой корпуса отверстиями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения герметичности, на корпусе и подвижной втулке в сильфонной полости выполнены коаксиально расположенные выступы с буртами на концах, а между буртами размещена пружина, при этом графитовый сальник поджат к ймпеллеру, а отверстия, соедин я ю щие сил ьфонную полость с камерой корпуса, выполнены в подвижной втулке на диаметре меньше диаметра границы раздела фаз гид-. родинамического уплотнения при номинальном режиме работы устройства, 2. Уплотнение по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что. с целью повышения герметичности при первоначальном запуске заполнен ного средой устройства, между импеллером и подвижной втулкой на диаметре, большем диаметра внутреннего сильфона, расположено контактное уплотнение.