RU2191296C1

RU2191296C1 - Seal for revolving parts of centrifugal pump

Info

Publication number: RU2191296C1
Application number: RU2001103474/06A
Authority: RU
Inventors: А.А. Двинин; М.Г. Староносов; Б.А. Ерка
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; centrifugal pumps and other rotary machines. SUBSTANCE: seal for revolving parts of centrifugal pump includes body where passages communicated with high-pressure area are provided. Mounted in body is bush having circular bore and through radial holes communicated with passages. Seal has ring consisting two half-rings with cylindrical projections. Ring is located in circular bore of bush; projections of half- rings are received by radial holes of bush and mating surfaces of half-rings have form of tenon and groove with clearance in between them. EFFECT: reduced leakage of working fluid; enhanced volumetric efficiency of pump; enhanced reliability of seal; possibility of increasing clearances between housing and revolving parts, thus excluding mechanical friction of impeller neck in case of temperature expansion or in case of sagging of rotor in the course of operation. 2 cl, 2 dwg

Description

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

Известны уплотнения рабочего колеса [1, 2] лопастной машины, например центробежного насоса, в которых содержатся камеры высокого и низкого давления, разделенные между собой зазорами между вращающимися и неподвижными деталями. Known impeller seals [1, 2] of a vane machine, for example a centrifugal pump, which contain high and low pressure chambers, separated by gaps between rotating and stationary parts.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, относится ненадежное перекрытие перетока жидкости из области высокого в область низкого давлений. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below is the unreliable overlap of the fluid flow from the high to low pressure region.

Наиболее близким по техническому решению к заявленному является уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, которое принято за прототип [3] . Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса содержит корпус с посадочной площадкой и контактирующее с последней самоустанавливающееся кольцо с опорным буртиком, причем кольцо выполнено из упругого материала и с противоположной стороны снабжено дополнительным буртиком, имеющим диаметр, превышающий диаметр посадочной площадки корпуса и меньший диаметра опорного буртика. The closest technical solution to the claimed one is the sealing of the rotating parts of a centrifugal pump, which is taken as a prototype [3]. The seal of the rotating parts of the centrifugal pump comprises a housing with a landing pad and a self-aligning ring in contact with the latter with a supporting collar, the ring being made of elastic material and provided on the opposite side with an additional collar having a diameter greater than the diameter of the housing landing pad and smaller than the diameter of the supporting collar.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, относится то, что самоустанавливающееся кольцо всплывает над вращающимися частями центробежного насоса за счет эффекта "гидравлического клина" и через образовавшийся зазор между вращающейся частью центробежного насоса и кольцом возможен переток жидкости из области высокого давления в область низкого давления. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below is that a self-aligning ring floats above the rotating parts of the centrifugal pump due to the effect of the "hydraulic wedge" and through the gap formed between the rotating part of the centrifugal pump and the ring, liquid can flow from the high-pressure region to the low-pressure region pressure.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение объемного кпд насоса. The task to which the invention is directed is to increase the volumetric efficiency of the pump.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в уменьшении утечек жидкости. When carrying out the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in reducing leakage of liquid.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном уплотнении вращающихся частей центробежного насоса, содержащем корпус и кольцо, особенностью является то, что в корпусе выполнены каналы, сообщенные с областью высокого давления, и установлена втулка, имеющая кольцевую расточку и сквозные радиальные отверстия, сообщенные с каналами, кольцо выполнено из двух полуколец с цилиндрическими выступами и расположено в кольцевой проточке втулки, при этом выступы полуколец размещены в радиальных отверстиях втулки, а стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором между ними. Кроме того, кольцо выполнено из антифрикционного материала. The specified technical result is achieved by the fact that in the known seal of the rotating parts of the centrifugal pump containing the housing and the ring, the feature is that the housing is made of channels connected to the high-pressure region, and a sleeve is installed having an annular bore and through radial holes communicated with channels, the ring is made of two half rings with cylindrical protrusions and is located in the annular groove of the sleeve, while the protrusions of the half rings are placed in the radial holes of the sleeve, and joined rhnosti half rings are in the form of tongue and groove with a gap therebetween. In addition, the ring is made of antifriction material.

Силы гидростатического давления жидкости, действующие на торцевую поверхность цилиндрических выступов полуколец через каналы в корпусе и сквозь радиальные отверстия во втулке, поджимают полукольца к вращающейся части центробежного насоса, перекрывая переток жидкости из области высокого в область низкого давления. Стыкуемые поверхности полуколец, имеющие форму шипа и паза, предотвращают перетечки жидкости между полукольцами, а также препятствуют осевым смещениям полуколец относительно друг друга, а имеющийся зазор между ними обеспечивает сближение полуколец в результате износа уплотняемых поверхностей. The hydrostatic pressure of the liquid acting on the end surface of the cylindrical protrusions of the half rings through the channels in the housing and through the radial holes in the sleeve compress the half rings to the rotating part of the centrifugal pump, blocking the fluid flow from the high to low pressure regions. The abutting surfaces of the half rings having the shape of a spike and a groove prevent fluid from flowing between the half rings, and also prevent axial displacements of the half rings relative to each other, and the existing gap between them ensures the approach of the half rings as a result of wear of the sealed surfaces.

На фиг.1 показано уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, на фиг.2 показан общий вид кольца. Figure 1 shows the seal of the rotating parts of a centrifugal pump, figure 2 shows a General view of the ring.

Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса содержит корпус 1, в котором выполнены каналы 2, сообщающиеся с областью высокого давления, втулка 3, выполненная с кольцевой проточкой 4 и сквозными радиальными отверстиями 5, в которой расположено кольцо 6, выполненное из двух полуколец 7, 8 (фиг. 2) с цилиндрическими выступами 9, входящими в соответствующие сквозные радиальные отверстия 5 втулки 3, причем стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором δ между ними. The seal of the rotating parts of the centrifugal pump contains a housing 1, in which channels 2 are made, communicating with the high-pressure region, a sleeve 3 made with an annular groove 4 and through radial holes 5, in which a ring 6 made of two half rings 7, 8 is located (Fig. .2) with cylindrical protrusions 9 included in the corresponding through radial holes 5 of the sleeve 3, and the abutting surfaces of the half rings have the form of a spike and a groove with a gap δ between them.

Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса работает следующим образом. The seal of the rotating parts of a centrifugal pump operates as follows.

При работе насоса давление в полости А через каналы 2 в корпусе 1 и сквозные радиальные отверстия 5 втулки 3 воздействуют на торцевую поверхность цилиндрических выступов 9, удерживающих кольцо 6 от проскальзывания, прижимая полукольца 7, 8, установленные в кольцевой проточке 4 втулки 3, к поверхности вращающейся части насоса. When the pump is operating, the pressure in the cavity A through the channels 2 in the housing 1 and the through radial holes 5 of the sleeve 3 acts on the end surface of the cylindrical protrusions 9, which keep the ring 6 from slipping, pressing the half rings 7, 8 installed in the annular groove 4 of the sleeve 3 to the surface rotating parts of the pump.

Использование предлагаемого уплотнения позволяет уменьшить утечки рабочей жидкости практически до нуля, тем самым увеличивая объемный кпд насоса, повышает надежность уплотнения. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет увеличить зазоры между корпусом и вращающимся рабочим колесом, чем предотвращается вероятность механического трения горловины рабочего колеса при его температурном расширении или при проседании ротора в процессе эксплуатации. Using the proposed seal allows you to reduce leakage of the working fluid to almost zero, thereby increasing the volumetric efficiency of the pump, increases the reliability of the seal. In addition, the proposed design allows you to increase the gaps between the housing and the rotating impeller, which prevents the possibility of mechanical friction of the neck of the impeller during its thermal expansion or when the rotor sags during operation.

Источники информации
1. А.c. 1273648, MKИ F 04 D 29/16, опубл. 1986.Sources of information
1. A.c. 1273648, MKI F 04 D 29/16, publ. 1986.

2. А.с. 1714208, МКИ F 04 D 29/16, опубл. 1992. 2. A.S. 1714208, MKI F 04 D 29/16, publ. 1992.

3. А.с. 1103018, МКИ F 04 D 29/12, опубл. 1984 (прототип). 3. A.S. 1103018, MKI F 04 D 29/12, publ. 1984 (prototype).

Claims

1. The seal of the rotating parts of the centrifugal pump, comprising a housing and a ring, characterized in that the housing is made of channels communicated with the high-pressure region, and a sleeve is installed having an annular bore and through radial holes communicated with the channels, the ring is made of two half rings with cylindrical protrusions and is located in the annular groove of the sleeve, while the protrusions of the half rings are placed in the radial holes of the sleeve, and the abutting surfaces of the half rings have the form of a spike and a groove with a gap between them.

2. The seal according to claim 1, characterized in that the ring is made of antifriction material.