Импллерное уплотнение

 

Использование: для гидродинамических уплотнений валов насосов. Сущность изобретения: на валу установлен диск с бандажом и радиальными пазами на одной из его сторон. В диске выполнены полость, радиальные направляющие каналы и сквозные прорези, соединяющие каналы с пазами. Устройство для стабилизации границы раздела фаз выполнено в виде грузов, упругих стержней на поворотных шарнирных узлах и гибких пластин П-образной формы. Грузы размещены в полости и направляющих каналах, соединены с упругими стержнями и скреплены с гибкими пластинами, пропущенными с возможностью перемещения через каналы, сквозные прорези и радиальные пазы. 2 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для гидродинамических уплотнений валов насосов.

Известен импеллер, содержащий корпус, установленный в нем диск с радиальными каналами, заполненными деформируемым наполнителем, выполненным в виде гранул, и устройство фиксации и сжатия наполнителя. Указанное техническое решение позволяет уплотнить вал [1].

Однако, граница раздела фаз не стабильна при изменении режимов работы насоса.

Наиболее близким техническим решением является импеллер, содержащий корпус, установленный на валу диск с бандажом и радиальными лопатками и устройство для стабилизации границы раздела фаз, при этом устройство связано с вторичным потоком от источника жидкости с помощью регулиуемого дросселя и выполнено в виде канала в корпусе импеллера [2].

Это техническое решение недостаточно эффективно, так как для регулировки границы раздела фаз используется дополнительный источник жидкости.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения за счет более эффективного регулирования границы раздела фаз.

На фиг.1 показано импеллерное уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Импеллерное устройство содержит корпус 1, установленный на валу 2 диск 3, снабженный бандажным кольцом 4 и радиальными пазами 5. Внутри диска 3 выполнена полость 5, одна из поверхностей которой имеет направляющие каналы 7, связанные через сквозные прорези 8 в бандажном кольце 4 с радиальными пазами 5.

Устройство для стабилизации границы раздела фаз выполнено в виде грузов 9, упругих стержней 10 на поворотных шарнирных узлах 11 и гибких пластин 12 П-образной формы. Грузы 9 размещены в полости 6 и направляющих каналах 7, соединены с упругими стержнями 10 и скреплены с гибкими пластинами 12, пропущенными с возможностью перемещения через направляющие каналы 7, сквозные прорези 8 и радиальные пазы 5.

Импеллерное уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала с установленным на нем диском 3 граница раздела жидкой и газовой фаз устанавливается на каком-то заданном уровне. При увеличении скорости вращения вала перепад давления на диске 3 изменяется и граница раздела фаз может также изменить свое положение. Для стабилизации этой границы в указанном случае перемещаются гибкие пластины 12, которые выходят по радиальным пазам 5. Пластины 12 перекрывают заподлицо радиальные пазы 5, так как они выполнены П-образной формы. Перекрытие пазов 5 осуществляется самым эффективным способом - от периферии к центру. Изменение площади зазоров приводит к соответствующему изменению перепада давления на диске 3 и, следовательно, к удержанию границы раздела фаз на требуемом уровне. Перемещение пластин 12 обеспечивает под действием центробежных сил взаимное воздействие грузов 9, установленных в направляющих каналах 7, выполненных в полости 6 диска 3, и упругих стержней 10, размещенных в поворотных шарнирных узлах 11. Упругие стержни 10 убыстряют возврат грузов 9 и связанных с ними пластин 12 к какому-то среднему положению, что позволяет эффективно регулировать (поддерживать постоянной) границу раздела фаз. Среднее положение пластин 12 и, следовательно, стержней 10 и грузов 9 устанавливается для расчетного режима вращения вала 2. В случае уменьшения числа оборотов пластины 12 совершают соответствующие перемещения.

Таким образом, перепад давления на импеллерном уплотнении поддерживается постоянным независимо от скорости вращения вала.

Формула изобретения

ИМПЕЛЛЕРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее корпус, установленный на валу диск с бандажом и радиальными пазами на одной из его сторон и устройство для стабилизации границы раздела фаз, отличающееся тем, что в диске выполнены полость, радиальные направляющие каналы и сквозные прорези, соединяющие каналы с пазами, при этом упомянутое устройство выполнено в виде грузов, упругих стержней на поворотных шарнирных узлах и гибких пластин П-образной формы, причем грузы размещены в полости и направляющих каналах, соединены с упругими стержнями и скреплены с гибкими пластинами, пропущенными с возможностью перемещения через направляющие каналы, сквозные прорези и радиальные пазы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2