RU2513534C2 - Центробежный насос - Google Patents
Центробежный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513534C2 RU2513534C2 RU2012104719/06A RU2012104719A RU2513534C2 RU 2513534 C2 RU2513534 C2 RU 2513534C2 RU 2012104719/06 A RU2012104719/06 A RU 2012104719/06A RU 2012104719 A RU2012104719 A RU 2012104719A RU 2513534 C2 RU2513534 C2 RU 2513534C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- floating ring
- pump
- ring
- cover
- housing
- Prior art date
Links
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
- F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к насосостроению и может быть преимущественно использовано в ядерных энергетических установках на атомных электростанциях. Центробежный насос содержит щелевое уплотнение. Уплотнение включает плавающее кольцо 3, закрепленное в корпусе 2 насоса с помощью крышки 4. Крышка 4 прижимает плавающее кольцо 3 к корпусу 2 с усилием, достаточным для обжатия уплотнительных колец 6, установленных в проточках на торцовых поверхностях кольца 3, и создающим на последних силу трения, которая не превышает гидродинамическую силу в щелевом уплотнении, возникающую при работе насоса. В крышке 4 выполнены отверстия, создающие демпфирующий эффект при резких смещениях кольца 3. В результате облегчается процесс сборки центробежного насоса, повышается его КПД при сохранении показателей надежности и ресурса работы насоса и жесткости вала. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к насосам необъемного вытеснения с вращательным движением рабочих органов, более конкретно - к конструктивным узлам центробежных лопастных насосов. Изобретение может быть преимущественно использовано при изготовлении насосов, в частности центробежных насосов, применяемых в ядерных энергетических установках на атомных электростанциях.
В конструкциях центробежных насосов традиционно роторный элемент насоса выставляется в радиальном направлении с помощью разнообразных приспособлений относительно статорного, регулируя таким образом величину зазора в щелевых уплотнениях рабочих колес (патент RU, №2357105, F04D 29/046, опубл. 27.05.2009).
Недостатками таких конструкций являются увеличенные габариты насоса в связи с необходимостью размещения системы выставки, сложность его сборки и сложность получения высокого КПД насоса в связи со сравнительно большими величинами выставляемых зазоров. Кроме того, данная выставка в многоступенчатых конструкциях насосов не гарантирует отсутствие задиров в щелевых уплотнениях рабочих колес при работе насоса.
Известны также конструкции насосов, где в качестве щелевых уплотнений рабочих колес применяются плавающие кольца, которые обеспечивают равномерный минимальный зазор в щелевых уплотнениях и, вообще говоря, позволяют не выставлять ротор насоса относительно статора (патент RU, №2020282, F04D 29/08, опубл. 30.09.2004), а кроме того, такая конструкция в сочетании с правильным выбором материала плавающих колец позволяет гарантировать отсутствие задиров в щелевых уплотнениях рабочих колес при пусках насоса.
Недостатками такой конструкции являются низкие надежность и ресурс работы из-за износа плавающих колец по торцовым контактным поверхностям, где возникают значительные силы трения, а кроме того, неизбежное снижение жесткости вала (и, соответственно, критической частоты его вращения) в связи с потерей жесткости его опор в щелевых уплотнениях рабочих колес.
Задача, решаемая изобретением, состоит в облегчении процесса сборки центробежного насоса и повышении его КПД при сохранении показателей надежности и ресурса работы насоса и жесткости вала.
При осуществлении предлагаемого изобретения могут быть получены следующие технические результаты:
- получение гарантированного минимального зазора в щелевом уплотнении центробежного насоса;
- исключение задевания ротора и статора;
- предотвращение износа плавающего кольца;
- повышение КПД проточной части;
- исключение необходимости выставки ротора относительно статора при сборке центробежного насоса;
- исключение повреждения торцовых поверхностей плавающего кольца;
- исключение возникновения задиров при пуске насоса. Как решение поставленной задачи, позволяющее достигнуть эффекта с указанными характеристиками, предлагается конструкция центробежного насоса без системы выставки ротора относительно статора с узлом щелевого уплотнения вала, содержащим плавающее кольцо, установленное с зазором в корпусе насоса и минимальным гарантированным зазором относительно рабочего колеса и имеющее торцовый контакт с корпусом насоса, отличающаяся от прототипа следующим.
Плавающее кольцо закреплено в корпусе насоса с помощью крышки, прижимающей плавающее кольцо к корпусу насоса с усилием, достаточным для обжатия уплотнительных колец, установленных в проточках на торцовых поверхностях плавающего кольца, и создающим на торцовых поверхностях плавающего кольца силу трения, не превышающую гидродинамическую силу в щелевом уплотнении, возникающую при работе насоса, при этом в крышке выполнены отверстия, создающие демпфирующий эффект при резких смещениях плавающего кольца.
В частном случае плавающее кольцо может быть выполнено с заплечиком, продолжающим внутреннюю поверхность кольца и выступающим в осевом направлении за его торцовую поверхность, с проточкой под уплотнительное кольцо.
В корпусе насоса (статорной части насоса) со стороны его внутренней поверхности выполнены две кольцевые проточки, представляющие собой монотонно сужающиеся ступени. Причем проточка с меньшим диаметром образует с внутренней поверхностью корпуса бурт, в который упирается в осевом направлении устанавливаемое в данную проточку плавающее кольцо, а со второй проточкой с большим диаметром - бурт, в который упирается устанавливаемая в данную проточку крышка.
На торцовых поверхностях плавающего кольца выполнены проточки, предназначенные для установки уплотнительных колец, например резиновых. Одна из торцовых поверхностей предназначена для сопряжения в осевом направлении через уплотнительное кольцо с буртом меньшей проточки в корпусе насоса, а другая - для сопряжения в осевом направлении через уплотнительные кольца с торцовой поверхностью крышки, осуществляя давление в осевом направлении на плавающее кольцо с помощью винтов, которыми она прикреплена к корпусу насоса, прижимая плавающее кольцо к корпусу и ограничивая таким образом его осевое перемещение.
Кроме того, со стороны установки в корпус на плавающем кольце выполнен заплечик, продолжающий внутреннюю поверхность кольца и выступающий в осевом направлении за его торцовую поверхность с проточкой под уплотнительные кольца. Данный заплечик увеличивает геометрическую протяженность щелевого уплотнения, а значит и опоры вала, повышая, таким образом, его жесткость.
Размеры плавающего кольца выбраны таким образом, чтобы при размещении его в радиальном направлении между корпусом и рабочим колесом между наружной поверхностью плавающего кольца и сопрягаемой поверхностью корпуса и внутренней поверхностью плавающего кольца и сопрягаемой поверхностью рабочего колеса образовать гарантированные зазоры, которые обеспечивают свободное перемещение плавающего кольца в радиальном направлении под воздействием гидродинамических сил в пределах данных зазоров, причем зазор с сопрягаемой поверхностью колеса выбирается минимальным для обеспечения высокого КПД насоса.
На наружной поверхности плавающего кольца выполнено углубление, в которое запрессован штифт, а на сопрягаемой поверхности корпуса выполнен паз, в который штифт входит с небольшим зазором, ограничивая угловые перемещения плавающего кольца относительно корпуса.
Уплотнительные кольца, которые установлены в проточках на торцовых поверхностях плавающего кольца, изолируют от протечек камеру, которую образуют корпус, крышка и уплотнительное кольцо. При этом степень поджатия крышкой плавающего кольца к корпусу и соответственно степень обжатия уплотнительных колец в проточках на торцовых поверхностях плавающего кольца выбирается таким образом, чтобы, с одной стороны, действующие на него гидродинамические силы превышали силу трения на торцовых поверхностях обжатых уплотнительных колец, обеспечивая таким образом самоцентрирование плавающего кольца, а с другой стороны отсутствовали перетечки уплотняемой среды через данные уплотнительные кольца.
В крышке выполнены отверстия, через которые происходит дросселирование жидкости, небольшой размер которых позволяет создать демпфирующий эффект и сохраняет объем жидкости в камере при резком изменении ее геометрии, вызванной смещением плавающего кольца, таким образом сохраняя жесткость опоры ротора в щелевом уплотнении.
В частном случае целесообразно плавающее кольцо изготавливать из материала, обладающего антизадирными свойствами с материалом колеса.
Заявляемое изобретение (в частном случае реализации) поясняется следующими чертежами:
фиг.1 - общий вид щелевого уплотнения рабочего колеса (осевой разрез в месте крепления крышки);
фиг.2 - общий вид щелевого уплотнения рабочего колеса (фиксация плавающего кольца);
фиг.3 - кольцевая проточка корпуса;
фиг.4 - паз фиксации плавающего кольца;
фиг.5 - плавающее кольцо (осевой разрез);
фиг.6 - крышка (осевой разрез с дросселирующим отверстием);
фиг.7 - крышка (осевой разрез с отверстием крепления крышки).
Представлен центробежный насос, с узлом щелевого уплотнения вала, в корпусе 2 (фиг.1) которого выполнены, в частности, две кольцевые проточки, представляющие собой монотонно сужающиеся ступени. Причем проточка с меньшим диаметром образует с внутренней поверхностью корпуса 2 бурт 9 (фиг.3), предназначенный для сопряжения с торцовой поверхностью 15 (фиг.5) плавающего кольца 3 (фиг.1), а с второй проточкой с большим диаметром - бурт 10 (фиг.3), предназначенный для сопряжения с торцовой поверхностью 18 (фиг.6) крышки 4. На бурте 10 выполнены резьбовые отверстия 11 (фиг.3), предназначенные для вворачивания в них винтов 5 (фиг.1), предназначенных для прикрепления крышки 4 к корпусу 2. На внутренней поверхности корпуса 2 между буртами 9 и 10 выполнен паз 12 (фиг.3, 4), предназначенный для сопряжения со штифтом 7, установленном в углублении 17 (фиг.5) плавающего кольца 3.
На торцовых поверхностях 15 и 16 (фиг.5) плавающего кольца 3 выполнены проточки 13 и 14, предназначенные для установки уплотнительных колец 6 (фиг.1). Продолжение внутренней поверхности плавающего кольца 3 образует заплечик 20 (фиг.5), выступающий за торцовую поверхность 15.
В крышке 4 выполнены отверстия 8 (фиг.2, 6), предназначенные для дросселирования жидкости в камере, образованной корпусом 2, плавающим кольцом 3 и крышкой 4 (фиг.1), и отверстия 19 (фиг.7), предназначенные для установки в них винтов 5 (фиг.1).
Для исключения возможности появления задиров при пуске насоса целесообразно плавающее кольцо 3 изготавливать из материала, обладающего антизадирными свойствами с материалом колеса.
После изготовления элементов центробежного насоса плавающее кольцо 3 с установленными в его проточках 13 и 14 уплотнительными кольцами 6, например резиновьми, а в углублении 17 штифтом 7 (фиг.2, 5), устанавливают в кольцевой проточке корпуса 2 между буртами 9 и 10 (при этом кольцевая проточка охватывает наружную поверхность плавающего кольца), торцевой поверхностью 15 плавающее кольцо 3 в сторону бурта 9 корпуса 2, размещая при этом штифт 7 с небольшим зазором в пазу 12 корпуса 2. Затем в кольцевую проточку с большим диаметром в корпусе 2 устанавливают крышку 4 торцевой поверхностью 18 в сторону бурта 10 корпуса 2 (при этом кольцевая проточка охватывает наружную поверхность крышки). Вворачивая винты 5 через отверстия 19 в крышке 4 в резьбовые отверстия 11 в корпусе 2, крышку 4 перемещают в осевом направлении до упора торцовой поверхностью 18 крышки 4 в бурт 10 корпуса 2. При этом торцовой поверхностью 18 крышки 4 осуществляют давление в осевом направлении через уплотнительные кольца 6 на плавающее кольцо 3, прижимая его через уплотнительное кольцо со стороны торцовой поверхности 15 к бурту 9 корпуса 2.
В процессе эксплуатации гидродинамическая сила, возникающая в щелевом уплотнении, воздействует на плавающее кольцо 3, выравнивая давление в зазоре между его внутренней поверхностью и рабочим колесом 1 и обеспечивая равномерность данного зазора (самоцентрирование плавающего кольца), и, соответственно, исключение задевания ротора и статора. При этом неравномерность зазора в щелевом уплотнении насоса, вызванная отсутствием системы выставки в радиальном направлении ротора относительно статора насоса, переходит в неравномерность зазора между наружной поверхностью плавающего кольца 3 и корпусом 2, не влияющую на работу насоса. Камера, образованная корпусом 2, плавающим кольцом 3 и крышкой 4 и изолированная от протечек уплотнительными кольцами 6, связана через отверстия 8 в крышке 4 с полостью за рабочим колесом 1, давление в которой больше давления перед щелевым уплотнением. Небольшой размер данных отверстий 8 позволяет создать демпфирующий эффект и сохраняет объем жидкости в камере при резком изменении ее геометрии, таким образом сохраняя жесткость опоры ротора в щелевом уплотнении. Так как контакт плавающего кольца 3 с корпусом 2 и крышкой 4 осуществляется через уплотнительные кольца 6, то возникающие при работе насоса по торцовым контактным поверхностям плавающего кольца 3 силы трения будут восприниматься уплотнительными кольцами 6, предотвращая износ плавающего кольца 3 и обеспечивая надежность и долговечность уплотнения.
Claims (2)
1. Центробежный насос, содержащий узел щелевого уплотнения вала, включающий плавающее кольцо, установленное с зазором в корпусе насоса и минимальным гарантированным зазором относительно рабочего колеса и имеющее торцовый контакт с корпусом насоса, отличающийся тем, что плавающее кольцо закреплено в корпусе насоса с помощью крышки, прижимающей плавающее кольцо к корпусу насоса с усилием, достаточным для обжатия уплотнительных колец, установленных в проточках на торцовых поверхностях плавающего кольца, и создающим на торцовых поверхностях плавающего кольца силу трения, не превышающую гидродинамическую силу в щелевом уплотнении, возникающую при работе насоса, при этом в крышке выполнены отверстия, создающие демпфирующий эффект при резких смещениях плавающего кольца.
2. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что плавающее кольцо выполнено с заплечиком, продолжающим внутреннюю поверхность кольца и выступающим в осевом направлении за его торцовую поверхность.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012104719/06A RU2513534C2 (ru) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Центробежный насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012104719/06A RU2513534C2 (ru) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Центробежный насос |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012104719A RU2012104719A (ru) | 2013-08-20 |
RU2513534C2 true RU2513534C2 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=49162484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012104719/06A RU2513534C2 (ru) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Центробежный насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513534C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717482C1 (ru) * | 2019-05-17 | 2020-03-23 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2020282C1 (ru) * | 1991-05-12 | 1994-09-30 | Брестский политехнический институт | Бесконтактное уплотнение рабочего колеса динамического насоса |
RU2133379C1 (ru) * | 1998-02-18 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество Особое конструкторское бюро бесштанговых насосов | Ступень центробежного насоса |
CN201372816Y (zh) * | 2009-03-26 | 2009-12-30 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 汽轮机直联主油泵 |
-
2012
- 2012-02-09 RU RU2012104719/06A patent/RU2513534C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2020282C1 (ru) * | 1991-05-12 | 1994-09-30 | Брестский политехнический институт | Бесконтактное уплотнение рабочего колеса динамического насоса |
RU2133379C1 (ru) * | 1998-02-18 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество Особое конструкторское бюро бесштанговых насосов | Ступень центробежного насоса |
CN201372816Y (zh) * | 2009-03-26 | 2009-12-30 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 汽轮机直联主油泵 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
К. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717482C1 (ru) * | 2019-05-17 | 2020-03-23 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012104719A (ru) | 2013-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107387261B (zh) | 一种组合式机械密封装置 | |
CN101713461A (zh) | 用于工艺螺杆压缩机的干气密封装置及其应用系统 | |
JP2015522773A (ja) | 2つの弾性シールを含む、ターボ機械の軸受用のガスケット装置 | |
CA2836076C (en) | Carbon seal assembly | |
CN111577649A (zh) | 一种渣浆泵用磁流体密封装置 | |
RU2513534C2 (ru) | Центробежный насос | |
CN102758791A (zh) | 高吸入压力离心泵 | |
RU2579646C1 (ru) | Упругодемпферная опора ротора турбомашины | |
US20140265142A1 (en) | Carbon seal assembly | |
RU2425270C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины | |
CN103321968B (zh) | 一种带前置诱导轮的高速泵 | |
RU2405974C1 (ru) | Центробежный насос с мокрым электродвигателем | |
JP2015529778A (ja) | エネルギー回収アキシャルプランジャポンプ | |
RU2529278C1 (ru) | Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение | |
KR101028112B1 (ko) | 벨로우즈 타입의 메카니컬 실링 조립체 | |
US10641278B2 (en) | Sealing device and rotating machine | |
RU175504U1 (ru) | Центробежный насос | |
RU2757955C2 (ru) | Одинарное торцевое уплотнение картриджного типа | |
CN203879811U (zh) | 一种利用机械密封自动补偿压差的平衡鼓结构 | |
CN221221434U (zh) | 一种转动轴油封装置 | |
KR101130819B1 (ko) | 엔진 펌프 장치용 시일장치 | |
KR101370556B1 (ko) | 수중 펌프용 이중 밀봉 구조 | |
CN218953628U (zh) | 一种航空高压燃油泵用机械密封结构 | |
RU2783919C1 (ru) | Горизонтальная насосная установка | |
RU2623596C2 (ru) | Электроцентробежный насос |