Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях уплотнительных узлов насосов, компрессоров и др. машин. Щелевое уплотнение рабочего колеса (1) насоса содержит щелевое кольцо (3), установленное в корпусе (2) насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса (1), образующие двойное щелевое уплотнение (5, 6) С-образной формы по наружному и внутреннему диаметрам пояска. Щелевое кольцо (3) выполнено съемным С-образной формы. Уплотнительный поясок колеса (1) установлен в кольце (3) с образованием разгрузочной камеры (6) между уплотнениями (5, 6) по наружному и внутреннему диаметрам пояска. Изобретение направлено на повышение эффективности уплотнения, увеличение напорности, улучшение кавитационных характеристик и упрощение конструкции, обеспечивая лучшую ремонтопригодность и технологичность. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях уплотнительных узлов насосов, компрессоров и других гидравлических машин.

Щелевые уплотнения выполняются в виде узких и достаточно протяженных щелей или в виде лабиринтов. Уплотнение достигается за счет малой величины зазора, которая ограничивается радиальным биением вала и деформациями корпусных деталей. Принцип действия такого уплотнения основан на создании большого гидравлического сопротивления в длинных и узких щелях, благодаря чему утечка сводится к приемлемой величине.

Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее покрывной диск, снабженный дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру (патент RU 2362912 С1, 27.07.2009, F04D 29/22).

Недостатками известного устройства являются недостаточная эффективность, сложность конструкции уплотнительного узла и снижение характеристик насоса из-за утечки из уплотнения. Вредное влияние утечки, помимо снижения КПД насоса за счет объемных потерь, проявляется в том, что поток, выходя в область всасывания с большой скоростью, ухудшает условия работы насоса. Эта скорость имеет две составляющие: меридианную и тангенциальную. Меридианная составляющая скорости входит в поток на всасывании рабочего колеса поперек основного потока и отжимает его. При этом сужение потока приводит к увеличению скорости на входе в рабочее колесо, увеличивая потери и ухудшая всасывающую способность. Тангенциальная (окружная) составляющая скорости вносит вращение в основной поток на всасывании, что приводит к снижению напора и мощности.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является щелевое уплотнение рабочего колеса насоса, содержащее щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному и внутреннему диаметрам пояска (патент US 4269564 А, 26.05.1981).

Недостатком указанного патента является тот факт, что рециркуляционный поток жидкости вызывает износ не только сменных деталей (щелевое кольцо и поясок крыльчатки), но и дорогостоящего корпуса.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является увеличение напорности насоса, обеспечение повышенной износостойкости щелевого уплотнения за счет увеличения длины щелевого уплотнения, уменьшение осевых габаритов насосов при сравнимых объемных утечках, обеспечение лучшей ремонтопригодности и технологичности.

Данный технический результат достигается с помощью конструкции щелевого уплотнения рабочего колеса насоса, содержащего щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному и внутреннему диаметрам пояска, а согласно изобретению щелевое кольцо выполнено съемным С-образной формы, а уплотнительный поясок колеса установлен в кольце с образованием разгрузочной камеры между уплотнениями по наружному и внутреннему диаметрам пояска.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображено щелевое уплотнение рабочего колеса насоса.

Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса содержит: рабочее колесо с покрывным диском 1, корпус насоса 2 со съемным щелевым кольцом 3, двойное щелевое уплотнение с разгрузочной камерой 4. Щелевое уплотнение создается как по наружному диаметру пояска рабочего колеса 5, так и по внутреннему 6.

Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса работает следующим образом.

В процессе работы через зазор, образованный сменным щелевым кольцом 3, установленным с натягом в корпусе насоса 2 и рабочим колесом 1, возникает утечка среды. Съемное щелевое кольцо 3 обеспечивает лучшую технологичность и ремонтопригодность. Щелевое уплотнение имеет «С-образную» форму, что обеспечивает увеличение длины щелевого уплотнения за счет «двойной щели» и увеличивает сопротивление перетечкам, значительно уменьшая их. Между щелевыми уплотнениями образуется разгрузочная камера 4, которая гасит скоростной напор после первого щелевого уплотнения, таким образом, увеличивая сопротивление перетечкам.

Щелевое уплотнение «С-образной» формы обеспечивает разворот потока жидкости, протекающего через него, в направлении вектора течения основного потока (направление течения указано стрелкой), минимизируя турбулентность при вливании потока жидкости из уплотнения в основное течение. Утечка практически не имеет меридианной составляющей скорости, которая приводит к сужению потока на всасывании рабочего колеса. При этом появляется эффект эжектирования потока на входе в рабочее колесо, что обеспечивает рост напорности насоса.

Двойная щель уплотнения уменьшает перепад давления на пояске рабочего колеса, что снижает его деформацию, позволяет уменьшить его толщину, обеспечить сужение щелевых зазоров и сократить площади щелей за счет уменьшения наружного диаметра пояска рабочего колеса.

Таким образом, предлагаемая конструкция щелевого уплотнения рабочего колеса «С»-образной формы повышает эффективность уплотнения, улучшает кавитационные характеристики и упрощает конструкцию.

Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса, содержащее щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному и внутреннему диаметрам пояска, отличающееся тем, что щелевое кольцо выполнено съемным С-образной формы, а уплотнительный поясок колеса установлен в кольце с образованием разгрузочной камеры между уплотнениями по наружному и внутреннему диаметрам пояска.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно к конструкции рабочего колеса для центробежного насоса, используемого для подачи как волокнистой суспензии, так и воды в напорный ящик машины для изготовления волокнистого полотна.

Изобретение относится к области турбостроения, а именно к способу изготовления рабочих колес центробежных компрессоров, в частности газотурбинных двигателей. Способ изготовления рабочего колеса из композиционных материалов, включающий раскрой слоев материала лопаток, при этом материал выходит за пределы контура лопатки со стороны корневого сечения на длину, большую длины дуги опорного кольца между соседними лопатками, а со стороны периферийного сечения на длину, большую длины дуги покрывного диска между соседними лопатками.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве центробежных насосов, в частности погружных насосов для перекачки воды и жидкого топлива.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве центробежных насосов, в частности погружных насосов для перекачки воды и жидкого топлива.

Компрессорный узел турбомашины включает воздухозаборный канал, ступень сжатия воздуха, содержащую подвижное колесо компрессора и решетку предварительной закрутки, расположенную выше по потоку от подвижного колеса компрессора для регулирования скорости воздуха в воздушном потоке на входе подвижного колеса и содержащую множество лопаток с регулируемым углом установки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов для добычи нефти. Рабочее колесо и/или направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнены из гибкого материала, и внутри них сделаны каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением.

Изобретение касается лопастного насоса с по меньшей мере одной насосной ступенью (14). Эта насосная ступень (14) имеет установленное без возможности поворота на валу (26) насоса рабочее колесо (18).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к горизонтальным многоступенчатым секционным центробежным насосам, используемым для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления нефтяных месторождений при добыче нефти, а также в качестве питательного насоса высокого давления паровых котлов электростанций и парогенераторных установок.

Изобретение относится к насосу для перекачивания жидкости. Насос содержит приводной блок (3) и теплоотвод (23), соединенный с указанным приводным блоком (3).

Изобретение относится к вентиляторам, компрессорам и движителям аппарата вертикального взлета и посадки. Техническим решением является использование энергии всей ускоряемой массы газа как в осевом, так и в радиальном направлениях.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным узлам насосов, и может быть использовано для насосов, перекачивающих жидкости с температурой до +400°С, в том числе взрывопожароопасные среды с присутствием абразивных механических примесей.

Изобретение относится к электроцентробежному насосу, перекачивающему охлаждающую жидкость через циркуляционную систему охлаждения. Насос содержит электропривод (1), наружный корпус (2), внутренний корпус (3), рабочее колесо (4) и две пары торцовых уплотнений (5, 6).

Предложен центробежный компрессор, содержащий кожух (41), по меньшей мере, одно рабочее колесо (21), установленное с возможностью вращения в кожухе и содержащее ступицу (23), покрывающий диск (25) и входную частью (31), и уплотнительное устройство (39) входной части рабочего колеса, предназначенное для обеспечения уплотнения рабочего колеса в области входной части.

Группа изобретений относится к насосам для перекачивания высоковязких текучих сред. Насос (1) для перекачивания высоковязких текучих сред содержит кожух (3), вход (7), выход (8) и закрытое рабочее колесо (5), с возможностью вращения скомпонованное в кожухе (3) между входом и выходом.

Изобретение касается вертикального насоса с двусторонним всасыванием. Насос имеет спускной трубный узел, узел электродвигателя, расположенный на узле подвески и присоединенный к валу (15), спускные отверстия (120, 122), присоединенные к спускному трубному узлу, корпус (12) и колесо (14) с двусторонним всасыванием.

Группа изобретений относится к центробежным насосам с консольно установленным рабочим колесом для перекачивания жидкостей, содержащих твердые вещества, в частности сточных вод.

Вентилятор, содержащий наружный кожух, имеющий вход для воздуха и выход для воздуха, а также корпус крыльчатки, расположенный в кожухе. Крыльчатка заключена в корпус и создает воздушный поток в канале, который продолжается через корпус крыльчатки от входа для воздуха к выходу для воздуха.

Группа изобретений относится к устройствам и способам для создания истираемых выступов в установке, содержащей вращающуюся и неподвижную части. Неподвижная часть (48) имеет участок с гладкой поверхностью.

Изобретение относится к компрессоростроению. Уплотнительное устройство (200) для центробежного компрессора содержит статор (220), имеющий гнездо (230) для уплотнения, уплотнение (223), расположенное в указанном гнезде (230) и имеющее истираемую часть (225), проходящую вдоль внутренней периферии, ротор (210), имеющий зубцы (215), выполненные с возможностью вращения в пределах указанной внутренней периферии уплотнения (223) и создания образованных истиранием канавок (227) в истираемой части (225), и первую пружину (240), расположенную между статором (220) и уплотнением (210) и выполненную с обеспечением содействия осевому перемещению уплотнения (223) относительно указанного гнезда (230).

Изобретение относится к областям машиностроения, где требуется применение насосов, перекачивающих криогенные жидкости, например, такие как жидкий водород. В шнекоцентробежном насосе на переднем бурте центробежного колеса последовательно установлены два плавающих кольца 7 и 8 щелевых уплотнений, между плавающими кольцами 7, 8 в корпусе 4 насоса установлена распорная фигурная втулка 9, имеющая внутреннюю и наружную полости 10 и 11, соединенные отверстиями 12.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к спрямляющим аппаратам компрессора газотурбинного двигателя. В спрямляющем аппарате компрессора газотурбинного двигателя, содержащем наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны, согласно настоящему изобретению на участках лопаток, расположенных над наружным кольцом и под внутренним кольцом, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу, контактирующему по обе стороны лопатки с наружной поверхностью наружного кольца или внутренней поверхностью внутреннего кольца соответственно, при этом любой из упругих элементов зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента, контактирующего с его торцом. Техническим результатом, достигаемым заявленным устройством, является повышение ремонтопригодности и технологичности изготовления спрямляющего аппарата, снижение его массы за счет возможности применения композиционных материалов, а также повышение надежности его работы посредством регулирования жесткостных характеристик в процессе доводки двигателя. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях уплотнительных узлов насосов, компрессоров и др. машин. Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса содержит щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному и внутреннему диаметрам пояска. Щелевое кольцо выполнено съемным С-образной формы. Уплотнительный поясок колеса установлен в кольце с образованием разгрузочной камеры между уплотнениями по наружному и внутреннему диаметрам пояска. Изобретение направлено на повышение эффективности уплотнения, увеличение напорности, улучшение кавитационных характеристик и упрощение конструкции, обеспечивая лучшую ремонтопригодность и технологичность. 1 ил.

Наверх