CS217287B1 - Těsněné vyrovnávaoí nařízení čerpadel - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je zajištění potřebného průtoku kapaliny vyrovnávacím zařízením, aby nedoohánelo k poškození těaníoíoh plooh a zároveň dooílení vhodnýoh oharakterlstlk vyrovnávaoího zařízení při jeho velmi dobrá těsnosti. Uvedeného účelu se dosáhne úpravou vyrovnávaoího zařízení jejíž podstatou je, že první uopávka je umístěna mezi přední pouzdro (3) a vysokotlakou stranu vyrovnávaoího kotouče (4) na větSím průměru než druhá uopávka, která je umístěna mezi nízkotlakou stranu vyrovnávaoího kotouče (4) a druhým pouzdrem (17). Uopávky jsou tvořeny jedním nebo dvěma kroužky pro vytvoření radiální těsnící spáry, z nlohž nejméně jeden je výkyvné uložen a u jedné z uopávek je výkyvná uložený kroužek posuvný a je dotlačován v axiálním směru k rotujíoímu kroužku (6), (15) nebo vyrovnávacímu kotouči pružinou (7). V předním pouzdru (3), v zadním pouzdru (17) nebo ve vyrovnávaoím kotouči (4) jsou vytvořeny obtokové kanálky s tlaaovým reduktorem.

Description

Vynález so týká vyrovnávacího zařízení napájecích čerpadel, u něhož se řeší průtok. ucpávkami a provozní spolehlivost zařízení,

V aoučaené době se používají různá typy vyrovnávacích zařízení. Jejich hlavní součástí je vyrovnávací kotouč, nasazený na hřídeli napájecího čerpadla, na ktorý působí síla vzniklá rozdílen tlaků působících na přední a zadní stěnu kotouče. Velikost tlakového rozdílu se samočinně nastavuje v závislosti na velikosti axiálního tlaku rotoru čerpadla posouváním rotoru v axiálním směru, kterým se mění šířka mezery mezi kotoučem a stojícími částmi vyrovnávacího zařízení a tím i vzájemný poměr průtočných odporů a velikost tlaků kapaliny, která kotouč obtéká. Průtočné odpory kapaliny so daoilují vytvořením úzkých axiálních mezer mezi hřídeli nebe válcovou částí vyrovnávacího keteuče a tělesem napáječky nebe mezi čelními plochami kotouče a protilehlými stojícími ploohami vyrovnávacího zařízení. Šířku axiálních mezer je třeba velit s ohledem na vyosení, průhyb a tepelnou dilataoi hřídele a a šířku radiálních mezer s ohledem na úchylky čelních ploch vyrovnávacího zařízení od kolmosti k oso hřídele. Boromo-li v úvahu potřebnou provozní bezpečnost, vycházejí šířky mezer relativně velké v důsledku toho i velké objemové ztráty napáječky, ktoré u vyrovnávacího zařízení činí v průměru 6 % z dopravovaného množství.

Výěe uvedené nevýhody jsou odstraněny těsněným vyrovnávacím zařízením čerpadel podle vynálezu, jehož podstatou je, že první ucpávka je umístěna mezi přední pouzdro a vysokotlakou stranu vyrovnávacího kotouče na větším průměru než druhá ucpávka, která jo umístěna mezi nízkotlakou stranou vyrovnávacího kotouče a druhým pouzdrem, přičemž ucpávky jseu tvořeny jedním nebo dvěma kroužky pro vytvoření radiální těsnící spáry, z nichž nejméně jeden jo výkyvné uležen a u jedné z ucpávek je výkyvné uložený kroužek posuvný a je dotlačován v axiálním směru k rotujícímu kroužku nebo vyrovnávacímu kotouči pružným elementem. Na vysokotlaké straně vyrovnávacího kotouče jo provedeno osazení, které přesahuje přes osazení výkyvného kroužku a obě osazení tvoří úzkou spáru. Přední pouzdro, zadní pouzdro nebo vyrovnávaoí kotouč jo opatřen obtokovými kanálky s tlakovými reduktory. Rotující kroužky nebo výkyvné kroužky jsou opatřeny kanálky s tlakovými reduktory na něž jsou připojeny přívodní kanálky pro přívod tlakové kapaliny do radiální těsníol spáry. Přívodní kanálky jsou spojeny jednak přes první zpětný ventil, tlakový spínač, filtry s výtlakem čerpadla a jednak přes druhý zpětný ventil s pomocným čerpadlem. Přívodní kanálky a odtokové kanálky jsou opatřeny sítky pro zaohyooní nečistot.

Umístění hydrostatiokýoh nebo hydrodynamiokýoh mochaniokýoh ucpávek na vysokotlaké a nízkotlaké straně vyrovnávacího kotouče lze docílit potřebný průtok uopávkani a jejich bezdotykový ohod i při menší přesnosti uložení hřídele vzhledem k tělesu napáječky. Výkyvné uložený kroužek zaručuje rovnoběžnost těsnícíoh plooh a bezdotykový ohod ucpávek. Vhodnými rozměry, uložením ucpávek a vhodným dimenzováním redaktorů na obtoku so docílí výhodná charakteristika vyrovnávacího zařízení při jeho volni dobré těsnosti, vysoké životnosti a provozní spolehlivosti.

Výkyvné a rotujíoí kroužky lze obrábět s větší přesností než masivní vyrovnávaoí kotouč a volit pro ně vhodný materiál nebo povrohovou úpravu. Výměna -těchto kroužků je měně nákladná než výměna oelého vyrovnávacího zařízení, oož přispěje k rětěí provozní hospodárnosti napájeoího čerpadla. Výhodou vyrovnávaoího zařízení podle vynálezu Je 1 jeho menší stavební délka ve srovnání s běžnými vyrovnávacími zařízeními.

Na připojených výkresech jsou znázorněny čtyři příklady provedení vyrovnávaoího zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 Je znázorněno zařízení s hydrostatickými uopávkami a obtokovým kanálkem v předním pouzdře. Na obr. 2 je provedení vyrovnávaoího zařízení s hydrostatickými uopávkaml s kanálky s tlakovými reduktory ve výkyvnýoh kroužoíoh. Na obr. 3 je zařízení s hydrostatickými uopávkaml s kanálky a tlakovými reduktory v rotujících kroužoíoh. Na obr. 4 je zařízení s hydrostatickými mechanickými ucpávkami s obtokovým kanálkem v zadním pouzdře.

První uopávka (obr. l) je umístěna na vysokotlaké straně vyrovnávaoího kotouče £ na větším průměru než druhá uopávka na nízkotlaké straně vyrovnávaoího kotouče 4.

První výkyvný kroužek 2 první uopávky je uložen posuvně před pružinou 2 ^a těsníoí kroužek jg kruhového průřezu z pryže v prvním pouzdře 2, které je uloženo re skříni 2 čerpadla. Na vysokotlaké straně vyrovnávaoího kotouče 4 je umístěn první rotujíoí kroužek 6, který Je utěsněn těsníoím kroužkem 8 a tvoří s prvním výkyvným kroužkem 2 radiální těsníoí spáru. V prvním pouzdře 2 J® proveden obtokový kanálek 2 ⁸ tlakovým reduktorem 10 a sítkem II pro zadržení nečistot. Na vysokotlaké straně vyrovnávacího kotouče 4 je provedeno osazení 12, které přesahuje přes osazení 12 prvního výkyvného kroužku 2 ^a osazení 12. 13 tvoří úzkou spáru 14. Okraj osazení 12 působí odstředivou silou proti vnikání pemýoh částeček do těsníoí spáry. Druhá ucpávka je umístěna mezi nízkotlakou stranou vyrovnávaoího kotouče 4 a zadní pouzdro 17. Druhý výkyvný kroužek 16 druhé uopávky je umístěn přes těsníoí kroužky £8, 19 kruhového průřezu na zadní pouzdro 17 a vytváří spolu s druhým rotujíoím kroužkem 15. který je umístěn na nízkotlaké straně vyrovnávaoího kotouče £ a dotěsněn těsníoím kroužkem 19. radiální těsníoí spáru. Těsníoí kroužek 18 zárovež dovoluje naklápění druhého výkyvného kroužku 16. Těsněná kapalina je vedena z výtlaku 2 do radiální těsnící spáry první uopávky. Tři průtoku těsníoí radiální spárou se snižuje tlak těsněné kapaliny. V prostoru za první uopávkou se kapalina z radiální těsníoí spáry mísí s kapalinou, která protekla obtokovým kanálkem 2 ^a tlakovým reduktorem 10 a dále vtéká kaplina radiální těsníoí spárou v druhé uopávoe do rpostoru za touto uopávkou, kde je udržován konstatní tlak. Při průtoku vyrovnávaoím zařízením vznikne v prostoru mezi rpvní a druhou uopávkou tlak, který vyrovnává síly od tlaku na přední část vyrovnávaoího kotouče a síly, která působí na rotor čerpadla. Při změně této síly se změní 1 šířka radiální těsníoí spáry u druhé uopávky a tím se změní 1 tlak na nízkotlakou stranu vyrovnávaoího kotouče tak, že nastane rovnováha sil. První uopávka na vysokotlaké Stxaač YyrovBévaoího kotouče udržuje malý průtok vyrovnávaoím zařízením.

Na obr. 2 je znázorněno obdobné vyrovnávaoí zařízeni s tím, že v prvním výkyvnám kroužku 2 J® provedeš kanálek 20 e tlakovým reduktorem 26 a v druhém výkyvném kroužku 16 je provedeš kanálek 21 8 tlakovým reduktorem 26. Kanálek 20 je přes výkyvnou spojku 30 spojen s přívodním kanálkem 24 do něhož je zaústěn přírodní kanálek 25. který spojuje kanálek 21. Přírodní kanálky 24. 2? a obtokový kanálek 2g s tlakovým reduktorem.26 je spojen jednak přes první zpětný ventil 32. tlakový spísaě 34. dvojioi filtrů 22 na výtlak 2 čerpadla a jednak přes druhý zpětný ventil 22 ^D* Pomooná čerpadlo 22· Spojením kanálků 20. 21 a obtokového kanálku 28 na výtlak 2 čerpadla, kde je vyšší tlak než před uopávkami, se docílí včasného oddělení těsníoíoh plooh při rozběhu- čerpadla. Dvojioe filtrů 29 zabraňuje vnikání nečistot do těsníoíoh spár a Je možno je měnit za provozu čerpadla. Pomooné čerpadlo 31 pojišťuje bezporuohový ohod vyrovnávacího zařízení tak, že než se rozběhne čerpadlo, dodává čistou tlakovou kapalinu do těsníoíoh spár. Po rozběhu čerpadla a stoupnutí tlaku kapaliny na výtlaku 2 nad stanovenou hodnotu se pomooné čerpadlo 31 samočinně vypne pomooí Impulzů z tlakového spínače 34. Druhý zpětný ventil 33 uzavře přívod od pomooného čerpadla 31 a první zpětný ventil 32 otevře přívod od výtlaku 2 čerpadla.

Na obr. 3 je provedení obdobné jako na obr. 2 s tía rozdílem, že kanálky 38 s tlakovými reduktory 35 Jsou vytvořeny v rotujíoíoh kroužoíoh 6, 15 a jsou spojeny přívodními kanálky 22« vytvořenými ve vyrovnávaoím kotouči £, s obtokovým kanálkem 36. který je na jedná straně opatřen sítkem 42. na druhé straně tlakovým reduktorem 22 a je vytvořen rovněž ve vyrovnávaoím kotouči £. Přívodní kanálky 39 Jsou na vstupu do kanálku 38 v prvním rotujíoím kroužku 6 těsněny těsníoími kroužky 40 a u druhého rotujíoího kroužku 15 těsníoími kroužky £1. Sotujíoí sítka 42 spolu s vyrovnávaoím kotoučem £ se snižuje jeho zanášení. Výhodou provedení je Jeho jednoduohost, nevýhodou jsou teohnloké obtíže v případě požadavku napojení na pomooné čerpadlo, která zlepšuje rozběhový režim vyrovnávaoího zařízení.

Vyrovnávaoí zařízení na obr. 4 je tvořeno hydrostatickými meohanlokýml uopávkaml. Druhý výkyvný kroužek 16 druhá uopávky je uložen suvně přss pružinu 2 a těsníoí kroužek Jg z pryže v zadním pouzdře 17. ^T® kterém Je vytvořen obtokový kanálek 48 opatřený na straně k vyrovnávaoíau kotouči £ sítkem 50 pro zadržování nečistot a

I ' na druhé straně tlakovým reduktorem £2·

Obtokový kanálek |8 z tlakovým reduktorem 49 zlepšuje regulační sobopnost vyrovnávaoího zařízení. Naklápění prvního výkyvného kroužku 2 P*vaí uopávky je umožněno jeho uložením přes těsníoí kroužky 22, 16 na přední pouzdro 2·

Těsněné vyrovnávaoí zařízení podle vynálezu je možná využít především pro napájeoí čerpadla na vodu u parníoh nebo jadernýob elektráren. Dalěí možnosti využití jsou u věeoh oběhovýoh čerpadel, u kterýoh je třeba zaohytlt jednostranný tah rotoru čerpadla.

Claims (6)

1. Ϊ Rl D Μϊ I VYNÁLEZU

   1. Těsněné vyrovnávaoí zařízení čerpadel sestávající z vyrovnávacího kotouče a hydrostatlokýoh nebo hydrodynamlokýob meohaniokýoh uopávok vyznačené tím, že první uopávka jo umístěna mezi přední pouzdro (3) a vysokotlakou stranu vyrovnávaoího kotouče (4) na větším průměru než druhá uopávka, která je umístěna mezi nízkotlakou stranou vyrovnávacího kotouče (4) a druhým pouzdrem (17), přičemž uopávky jsou tvořeny jedním nebo dvěma kroužky pro vytvoření radiální těsníoí spáry, s nichž nejméně jeden je výkyvné uložen a u jedné z uopávek je výkyvné uložený kroužek posuvný a js dotlačován v axiálním směru k rotujíoímu kroužku (6), (15) nebo vyrovnávadímu kotouči (4) pružným elementem (7).
2. 2· Těsněné vyrovnávací zařízení podle bodu 1 vyznačené tít^i, že na vysokotlaké straně vyrovnávacího kotouče (4) jo provedeno osazení (13), které přesahuje přes osazení (12) výkyvného kroužku (5) a obě osazení (12), (13) tvoří úzkou spáru (14).
3. 3. Těsněné vyrovnávaoí zařízení podle bodu 1 a 2 vyznačené tía, že přední pouzdro (3), zadní pousdrp (17) nebo vyrovnávaoí kotouč (4) je opatřen obtokovými kanálky (9), (28), (48), (36) s tlakovými reduktory (10), (26), (49), (35).
4. 4. Těsněné vyrovnávaoí nařízení podle bodu 1 a 2 vyznačené tím, že rotujíoí kroužky (6), (15) nebo výkyvné kroužky (5), (16) jsou opatřeny kanálky (38), (20), (21) s tlakovými reduktory (35), (26), na něž jsou připojeny přívodní kanálky (24), (25), (39) pro přívod tlakové kapaliny do radiální těsnící spáry.
5. 5. Těsněné vyrovnávaoí zařízení podle bodu 4 vyznačené tím, že přívodní kanálky (24), (25) jsou spojeny jednak přes první zpětný ventil (32), tlakový spínač (34), filtry (29), s výtlakem (2) čerpadla a jednak přes druhý zpětný_τventil (33) s pomooným čerpadlem (31).
6. 6. Těsněné vyrovnávaoí zařízení podle bodu 3 a 4 vyzačoné tím, žo obtokové kanálky (9), (48), (36) jsou opatřeny sítky (ll), (50), (42) pro zaohyooní nečistot.