RU2036364C1

RU2036364C1 - Impeller

Info

Publication number: RU2036364C1
Application number: RU92002013A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Голубев; А.Н. Добрынин; Е.В. Маркина; Ю.С. Страмнов
Original assignee: Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: radial blades of the same height having trapezoidal cross-section are arranged on the flat base surface of the disk symmetrically to the axis. The blades or groups of adjacent blades have alternating grater and lesser profile bases which belong to the base surface of the disk. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным уплотнительным устройствам импеллерного типа вращающихся валов гидромашин. The invention relates to mechanical engineering, namely to non-contact sealing devices of impeller type of rotating shafts of hydraulic machines.

Известны гидродинамические импеллерные уплотнения [1]
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импеллер открытого типа в виде герметично закрепленного на валу диска с одинаковыми радиальными лопатками, симметрично расположенными на его базовой торцовой поверхности и размещенными с зазорами в кольцевой проточке корпуса, охватывающей вал, при этом все лопатки имеют скос на нерабочей стороне, т.е. выполнены с поперечным профилем в форме трапеции [2]
Недостатком указанного устройства является низкая герметизирующая способность при работе гидромашины с высоким перепадом давления и/или при низких оборотах вала.Known hydrodynamic impeller seals [1]
Closest to the proposed technical essence is an open type impeller in the form of a disk hermetically mounted on the shaft with the same radial blades symmetrically located on its base end surface and placed with gaps in the annular groove of the housing covering the shaft, while all the blades have a bevel on the idle side, i.e. made with a transverse profile in the shape of a trapezoid [2]
The disadvantage of this device is the low sealing ability during operation of the hydraulic machine with a high pressure drop and / or at low shaft speeds.

Цель изобретения повысить эффективность герметизации. The purpose of the invention to increase the effectiveness of sealing.

Указанный технический результат достигается тем, что у импеллера открытого типа, содержащего ступицу, диск и размещенные на его плоской базовой поверхности симметрично относительно оси одинаковые по высоте радиальные лопатки с поперечным профилем в форме трапеции, лопатки или группы смежных лопаток выполнены с чередующимися между собой большим и меньшим основаниями профиля, принадлежащими базовой поверхности диска. The specified technical result is achieved in that an open-type impeller containing a hub, a disk and radial blades with a transverse profile in the form of a trapezoid, a blade or a group of adjacent blades, identical in height and transverse, symmetrically with respect to the axis, are made with alternating large and smaller profile bases belonging to the base surface of the disc.

На фиг.1 изображен предлагаемый импеллер, продольный разрез; на фиг.2 и 3 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 shows the proposed impeller, a longitudinal section; figure 2 and 3 section aa in figure 1.

Импеллер состоит из ступицы 1, диска 2 и симметрично относительно оси размещенных на его плоской базовой поверхности 3 лопаток 4. Все лопатки 4 выполнены одинаковыми по высоте (h фиг.1) и имеют поперечный профиль в форме трапеции (abcd фиг.2) с основаниями ad и bc. Группы смежных лопаток 4 или отдельные лопатки 4 размещены на поверхности 3 таким образом, что лопатки 4 с большим 5 и меньшим 6 основаниями, принадлежащими поверхности 3, чередуются между собой. The impeller consists of a hub 1, a disk 2 and, symmetrically with respect to the axis of the blades 4 placed on its flat base surface 3. All the blades 4 are made equal in height (h of FIG. 1) and have a transverse profile in the shape of a trapezoid (abcd of FIG. 2) with bases ad and bc. Groups of adjacent blades 4 or individual blades 4 are placed on the surface 3 so that the blades 4 with a larger 5 and less than 6 bases belonging to the surface 3 alternate with each other.

Импеллер установлен на валу 7 с зазорами 8 относительно корпуса 9. The impeller is mounted on the shaft 7 with gaps 8 relative to the housing 9.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении импеллера жидкость в зазорах 8 и в полостях 10 между лопатками 4 находится в сложном движении как в осевом, так и в радиальном направлении, характеризующемся вихресбрасыванием, срывами потока и кавитационными явлениями, интенсивной турбулизацией жидкости (см.кн. Краев М.В. Овсянников Б. В. и Шапиро А.С. Гидродинамические радиальные уплотнения высокооборотных валов. М. Машиностроение, 19760, с.20-24, гл. 1.4). Известно, что увеличение турбулизации приводит к увеличению сопротивления движению жидкости в тракте. Наличие лопаток 4 или групп смежных лопаток 4, сопряженных с базовой поверхностью 3 так, что лопатки 4 с меньшим 6 и большим 5 основаниями на поверхности 3 чередуются между собой, приводит к тому, что лопатки 4 с меньшим 6 основанием на поверхности 3 в процессе вращения увлекают за собой жидкость, находящуюся в полостях 10, соответствующими (с учетом направления вращения) боковыми сторонами, а лопатки 4 с большим 5 основанием на поверхности 3 выталкивают жидкость из полостей 10. Это обстоятельство вызывает локальные столкновения потоков жидкости, дополнительно усложняет характер течения, турбулизируя поток. Дополнительная турбулизация позволяет повысить гидравлическое сопротивление и герметизирующую способность уплотнительного устройства. When the impeller rotates, the fluid in the gaps 8 and in the cavities 10 between the blades 4 is in complex motion both in the axial and in the radial direction, characterized by vortex throwing, flow stalls and cavitation phenomena, intensive fluid turbulization (see book M.V. Kraev Ovsyannikov B.V. and Shapiro A.S. Hydrodynamic radial seals of high-speed shafts. M. Mashinostroenie, 19760, p.20-24, chap. 1.4). It is known that an increase in turbulization leads to an increase in resistance to fluid movement in the tract. The presence of blades 4 or groups of adjacent blades 4, paired with the base surface 3 so that the blades 4 with a smaller 6 and a large 5 bases on the surface 3 alternate with each other, resulting in the blades 4 with a smaller 6 base on the surface 3 during rotation entrain the liquid in the cavities 10 along the respective sides (taking into account the direction of rotation), and the blades 4 with a large 5 base on the surface 3 push the fluid out of the cavities 10. This circumstance causes local collisions of fluid flows, up to olnitelno complicates the nature of the flow, the flow turbuliziruya. Additional turbulization can increase the hydraulic resistance and sealing ability of the sealing device.

Предлагаемое устройство может быть изготовлено известными технологическими приемами. The proposed device can be manufactured by known technological methods.

Claims

An open-type IMPELLER, including a hub, a disk with radial blades with a transverse profile in the shape of a trapezoid, identical in height to a radial blade, arranged on its flat base surface, characterized in that the profile in adjacent blades or groups of blades is alternated with larger and smaller trapezoid bases and the base of the trapezoid is located on the base surface of the disk.