RU2178840C1

RU2178840C1 - Face seal of centrifugal pump impeller

Info

Publication number: RU2178840C1
Application number: RU2000127611/06A
Authority: RU
Inventors: А.А. Двинин; А.Ю. Красовских
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: one of contact rings of face seal is fixed in pump casing, and the other ring is movable and screwed with a clearance fit into internal bore of driving disc of impeller with direction of thread coinciding with direction of impeller rotation. Rings are made of antifriction material. EFFECT: simplified design, higher reliability and prolonged service life. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях центробежных насосов. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of centrifugal pumps.

Известны уплотнения [1,2] рабочего колеса центробежного насоса, в которых содержатся камеры высокого и низкого давления, разделяемые между собой перекрываемыми зазорами между вращающимися и неподвижными деталями. Known seals [1,2] of the impeller of a centrifugal pump, which contain high and low pressure chambers, separated by overlapping gaps between rotating and stationary parts.

Недостатками уплотнений является недостаточно надежное перекрытие перетока жидкости из области высокого в область низкого давления. The disadvantages of the seals is not sufficiently reliable shutoff of the fluid flow from the high to low pressure.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является торцовое уплотнение рабочего колеса центробежного насоса, принятое за прототип, выполненное в виде пары контактных колец, одно из которых расположено со стороны ведомого диска колеса и подпружинено [3] . Closest to the technical solution to the claimed one is the mechanical seal of the impeller of a centrifugal pump, adopted as a prototype, made in the form of a pair of slip rings, one of which is located on the side of the driven disk of the wheel and is spring-loaded [3].

Недостатком является сложность устройства, малая надежность и его недолговечность из-за высоких контактных давлений в паре контактных колец, создаваемых усилием пружины в режимах работы с напорами ниже расчетных (пусках, остановках), которые приводят к значительному тепловыделению и износу. The disadvantage is the complexity of the device, low reliability and its fragility due to the high contact pressures in the pair of contact rings created by the spring force in operating modes with pressures below design (starts, stops), which lead to significant heat generation and wear.

Задачами изобретения являются упрощение конструкции устройства, повышение надежности уплотнения и его долговечности. Поставленные задачи решаются за счет достижения технического результата, который заключается в снижении давлений в паре контактных колец, создаваемых усилиями в моментах пуска и остановки насоса. The objectives of the invention are to simplify the design of the device, increasing the reliability of the seal and its durability. The tasks are solved by achieving a technical result, which consists in reducing the pressure in a pair of slip rings created by the efforts at the start and stop of the pump.

Технический результат достигается тем, что в торцевом уплотнении рабочего колеса центробежного насоса, содержащим пару контактных колец, расположенных со стороны ведомого диска, особенностью которого является то, что одно из колец неподвижно закреплено в корпусе насоса, а другое - подвижное, ввинчивается на резьбе со свободной насадкой во внутреннюю расточку ведомого диска рабочего колеса, причем направление резьбы совпадает с направлением вращения рабочего колеса. The technical result is achieved by the fact that in the mechanical seal of the impeller of a centrifugal pump containing a pair of slip rings located on the side of the driven disk, a feature of which is that one of the rings is fixedly mounted in the pump housing, and the other is movable, screwed onto the thread with a free nozzle into the inner bore of the driven disk of the impeller, and the direction of the thread coincides with the direction of rotation of the impeller.

Предлагаемое уплотнение, представленное на чертеже, содержит рабочее колесо 1 с ведущим 2 и ведомым 3 дисками, установленное в корпусе 4, соответственно двух контактных колец 5,6, одно из которых, неподвижное кольцо 5, закреплено в корпусе, а второе - подвижное кольцо 6, имеет наружную резьбу и ввинчено во внутреннюю расточку 7 ведомого диска 3. Резьбовое соединение подвижного кольца 6 и внутренней расточки 7 имеет свободную посадку, а направление наружной резьбы кольца 6 совпадает с направлением вращения рабочего колеса 1. Пара контактных колец 5,6 выполнена из антифрикционного материала, например фторопласта. The proposed seal, shown in the drawing, contains an impeller 1 with a drive 2 and a driven 3 disks installed in the housing 4, respectively, of two slip rings 5.6, one of which, the stationary ring 5, is fixed in the housing, and the second is a movable ring 6 has an external thread and screwed into the inner bore 7 of the driven disk 3. The threaded connection of the movable ring 6 and the inner bore 7 has a loose fit, and the direction of the external thread of the ring 6 coincides with the direction of rotation of the impeller 1. A pair of slip rings 5.6 made of antifriction material, for example fluoroplastic.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При запуске насоса начинает вращаться рабочее колесо 1 вместе с подвижным кольцом 6 и силы инерции, направленные в противоположную сторону вращения, действуют на подвижное кольцо 6 и его вывинчивают из расточки 7 и приближают к неподвижному кольцу 5 в корпусе 4 до полного контакта торцевых поверхностей колец. При отключении насоса обороты рабочего колеса 1 резко уменьшаются и силой трения между контактными поверхностями колец подвижное кольцо 6 ввинчивается во внутреннюю расточку 7, тем самым отходит от неподвижного кольца 5. The proposed device operates as follows. When the pump starts, the impeller 1 begins to rotate together with the movable ring 6 and the inertia forces directed in the opposite direction of rotation act on the movable ring 6 and it is unscrewed from the bore 7 and brought closer to the stationary ring 5 in the housing 4 until the end surfaces of the rings come into contact. When the pump is turned off, the rotor speed of the impeller 1 decreases sharply and the friction force between the contact surfaces of the rings, the movable ring 6 is screwed into the inner bore 7, thereby moving away from the stationary ring 5.

Использование предлагаемого уплотнения позволит уменьшить перетекание рабочей жидкости из внутренней полости корпуса в рабочее колесо практически до нуля, тем самым увеличить объемный КПД насоса, позволит повысить надежность уплотнения и его долговечность, упростить конструкцию. Using the proposed seal will reduce the flow of the working fluid from the inner cavity of the housing into the impeller to almost zero, thereby increasing the volumetric efficiency of the pump, increasing the reliability of the seal and its durability, and simplifying the design.

Источники информации принятые во внимание. Sources of information taken into account.

1. А. с. 615255, МПК 2 F 04 D 29/12, опубл. 1978. 1. A. p. 615255, IPC 2 F 04 D 29/12, publ. 1978.

2. А. с. 687261, МПК 2 F 04 D 29/16, опубл. 1979. 2. A. p. 687261, IPC 2 F 04 D 29/16, publ. 1979.

3. А. с. 152177, кл. F 04 D 29/18, опубл. 1961 (прототип). 3. A. p. 152177, class F 04 D 29/18, publ. 1961 (prototype).

Claims

The mechanical seal of the impeller of a centrifugal pump, containing a pair of slip rings located on the side of the driven disk, characterized in that one of the rings is fixedly mounted in the pump casing, and the other is movable - screwed onto the thread with a free nozzle into the internal bore of the driven disk of the impeller, moreover, the thread direction coincides with the direction of rotation of the impeller.