RU2614297C1 - Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора - Google Patents

Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора Download PDF

Info

Publication number
RU2614297C1
RU2614297C1 RU2015150639A RU2015150639A RU2614297C1 RU 2614297 C1 RU2614297 C1 RU 2614297C1 RU 2015150639 A RU2015150639 A RU 2015150639A RU 2015150639 A RU2015150639 A RU 2015150639A RU 2614297 C1 RU2614297 C1 RU 2614297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seal
compressor
oil
shaft
cavity
Prior art date
Application number
RU2015150639A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Борисович Дубинин
Евгений Валентинович Перцев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
Priority to RU2015150639A priority Critical patent/RU2614297C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2614297C1 publication Critical patent/RU2614297C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к уплотнениям вала центробежных компрессоров. Узел уплотнения вала центробежного компрессора содержит жестко связанные друг с другом газовое уплотнение в виде пакета уплотнительных колец и проставков и гидростатический масляный затвор в виде внутренней и внешней стенок, ограничивающих внутреннюю кольцевую полость, открытую в сторону вала. Кольцевая полость масляного затвора сообщена через отверстие во внешней стенке с внутренней полостью корпуса подшипника и через отверстие во внутренней стенке с проточной частью компрессора. В меридианальном сечении внутренняя кольцевая полость имеет диффузорность. Изобретение позволяет создать узел уплотнения вала компрессора, не требующий подвода в него буферного газа при пуске и останове компрессора за счет исключения попадания масла из подшипникой опоры в прототочную часть компрессора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнениям вала центробежных компрессоров общего назначения для сжатия воздуха или технологических компрессоров для сжатия инертных газов.
Узел уплотнения вала, ограничивающий или исключающий утечки рабочего газа и попадание смазки в проточную часть является одним из основных узлов компрессоров с принудительной смазкой.
Известен узел уплотнения вала фирмы "Cooper Bessemer" (США), выполненный в виде масляного уплотнения с плавающими кольцами, состоящего из двух колец с резиновыми кольцами на их контактных поверхностях, предварительно поджатых к корпусу посредством пружины (В.А. Максимов, М.Б. Хадиев. "Бесконтактные уплотнения роторов центробежных и винтовых компрессоров", ФЭН, Казань, 1998 г., с. 20).
Данная конструкция имеет радиальные проточки на валу, которые являются концентраторами напряжения, что при определенных обстоятельствах может приводить к разрушению вала. В такой конструкции для достаточного запаса прочности требуется увеличение размеров вала.
Известна конструкция узла уплотнения фирмы "Ingersoll-Rand" (США), представляющего собой газодинамическое уплотнение в виде пакета уплотнительных плавающих бесконтактных колец и проставков (В.А. Максимов, М.Б. Хадиев. "Бесконтактные уплотнения роторов центробежных и винтовых компрессоров", ФЭН, Казань, 1998 г., с. 86).
В данной конструкции в период пуска и останова компрессора, в случаях, когда имеют место резкие колебания давления сжимаемого газа и возможен унос масла со стороны подшипника, осуществляется наддув воздуха или инертного газа повышенного давления в камеру перед кольцом со стороны опорного подшипника, что, с одной стороны, предотвращает попадание смазки в проточную часть машины, а, с другой стороны, требует наличия системы наддува буферного газа.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание узла уплотнения вала компрессора, не требующего подвода в него буферного газа при пуске и останове компрессора, за счет исключения попадания масла из подшипникой опоры в прототочную часть компрессора.
Технический результат достигается тем, что узел уплотнения вала центробежного компрессора, содержащий установленное в корпусе подшипника между его опорной втулкой и проточной частью компрессора газовое уплотнение, включающее уплотнительные кольца и проставки, дополнительно содержит жестко закрепленный на газовом уплотнении гидростатический масляный затвор, состоящий из внутренней и внешней стенок, ограничивающих внутреннюю кольцевую полость, открытую в сторону вала и сообщенную с внутренней полостью корпуса подшипника через дренажное отверстие, выполненное во внешней стенке, и с проточной частью компрессора через отверстие, выполненное во внутренней стенке, при этом внутренняя кольцевая полость в меридианальном сечении имеет диффузорность.
Наличие в узле уплотнения наряду с газовым уплотнением жестко связанного с ним масляного затвора, состоящего из внутренней и внешней стенок, ограничивающих внутреннюю кольцевую полость, открытую в сторону вала, повышает герметичность узла уплотнения. Сообщение внутренней кольцевой полости через отверстия во внешней и внутренней стенках соответственно с внутренней полостью корпуса подшипника и с проточной частью компрессора позволяет разгрузить радиальный зазор между поверхностью вала и стенками масляного затвора при возникновении перепада давления между проточной частью и внутренней полостью корпуса подшипника, и, тем самым, предотвратить утечку масла в проточную часть компрессора.
Наличие диффузорности в меридианальном сечении у внутренней кольцевой полости, образованной внешней и внутренней стенками масляного затвора, повышает активность отвода масла из этой полости за счет изменения профиля мениска (искривления поверхности жидкости) с вогнутого на плоский или выпуклый, что способствует образованию капель масла.
Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 представлен узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора; на фиг. 2 укрупненно представлен масляный затвор узла уплотнения - место А фиг. 1; на фиг. 3 также представлен масляный затвор узла уплотнения - место Б фиг. 1.
Узел уплотнения содержит газовое уплотнение 1, установленное в корпусе подшипника 2 между опорной втулкой 3 и проточной частью 4 компрессора, представляющее собой размещенный в корпусе пакет уплотнительных колец и проставков, а также гидростатический масляный затвор 5, состоящий из внутренней стенки 6, внешней стенки 7 и дистанционных шайб 8, образующих пакет уплотнения. Данный пакет жестко закреплен на газовом уплотнении 1. Внутренняя полость 9, ограниченная внутренней и внешней стенками 6, 7, выполнена открытой в сторону вала 10 и сообщается с внутренней полостью подшипника через дренажное отверстие 11, выполненное в нижней части внешней стенки 7, а со стороной проточной части - через отверстие 12, выполненное в верхней части внутренней стенки 6.
Полость 13 между газовым уплотнением 1 и масляным затвором 5 может сообщаться с атмосферой или коллектором сброса утечек из уплотнения.
При подготовке к пуску компрессора или его останове маслосистемой компрессора осуществляется подача масла в опорную втулку 3.
Из втулки 3 масло попадает на поверхность вала 10 и под действием смачивания распространяется по этой поверхности, в том числе в направлении газового уплотнения 1 и проточной части 4. Попадая в радиальный кольцевой зазор 14 затвора 5, находящийся между поверхностью вала 10 и внутренними калиброванными расточками стенок 6, 7, масло заполняет зазор 14 с образованием торцовых стенок жидкости, удерживаемых за счет вязкости и поверхностного натяжения масла.
Гидростатические силы дополнительно удерживают масло в кольцевой полости 9, образованной стенками 6 и 7, от его продвижения в сторону проточной части 4.
Внутренняя полость 9 в меридианальном сечении имеет диффузорность, то есть расширяется от вала 10 к периферии. Раскрывающийся канал (диффузор) позволяет удалять масло из кольцевой полости 9, т.к. в его нижней части изменяется профиль мениска с вогнутого (для смачивающих жидкостей при наличии параллельных стенок мениск имеет вогнутый профиль со стороны жидкости) на плоский или выпуклый профиль (в зависимости от давления в зоне раздела сред в полости 9), и под действием гравитации, а также за счет вязкости масла, происходит образование капель масла, которые отводятся из полости 9 через дренажное отверстие 11.
Работа масляного затвора осуществляется следующим образом.
На режиме, когда давление в проточной части 4 и во внутренней полости корпуса подшипника 2, находящейся со стороны втулки 3, относительно равны, масло удерживается в радиальном зазоре 14 за счет сил поверхностного натяжения масла в зазоре 14 и капиллярности в полости 9, что препятствует его распространению в сторону проточной части.
В случае, когда давление газа в проточной части 4 выше, чем давление со стороны втулки 3, избыточное давление проточной части 4 вытесняет масло из радиального зазора 14 в сторону втулки 3, обеспечивая защищенность проточной части 4 от попадания масла.
На режиме, когда давление газа со стороны втулки 3 больше, чем в проточной части 4, поверхностного натяжения масла недостаточно для обеспечения затвора в радиальном зазоре 14, и защита от протечки масла в проточную часть 4 обеспечивается за счет усиления капиллярности во внутренней полости 9, путем разрежения во внутреннем объеме затвора, обеспечиваемого наличием отверстия 12 во внутренней стенке 6, соединяющего полость 9 с проточной частью 4. Масло отбирается из радиального зазора 14 в зоне вала 10 и из полости 9, и под действием гравитации отводится через отверстие 11 во внешней стенке 7 в сторону втулки 3.
Предлагаемый масляный затвор, кроме защиты от попадания масла в проточную часть, практически не требует увеличения пространства для его размещения и применим с другими типами уплотнений.

Claims (2)

1. Узел уплотнения вала центробежного компрессора, содержащий установленное в корпусе подшипника между его опорной втулкой и проточной частью компрессора газовое уплотнение, включающее уплотнительные кольца и проставки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жестко закрепленный на газовом уплотнении гидростатический масляный затвор, состоящий из внутренней и внешней стенок, ограничивающих внутреннюю кольцевую полость, открытую в сторону вала и сообщенную с внутренней полостью корпуса подшипника через дренажное отверстие, выполненное во внешней стенке, и с проточной частью компрессора через отверстие, выполненное во внутренней стенке.
2. Узел уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя кольцевая полость в меридианальном сечении имеет диффузорность.
RU2015150639A 2015-11-26 2015-11-26 Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора RU2614297C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150639A RU2614297C1 (ru) 2015-11-26 2015-11-26 Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150639A RU2614297C1 (ru) 2015-11-26 2015-11-26 Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614297C1 true RU2614297C1 (ru) 2017-03-24

Family

ID=58453145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150639A RU2614297C1 (ru) 2015-11-26 2015-11-26 Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614297C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178144U1 (ru) * 2017-06-07 2018-03-26 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора
RU2764824C1 (ru) * 2021-06-04 2022-01-21 Александр Николаевич Золотухин Центробежный насос с двойным торцевым уплотнением

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4662820A (en) * 1984-07-10 1987-05-05 Hitachi, Ltd. Turbine stage structure
SU1523742A1 (ru) * 1987-12-21 1989-11-23 Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина Уплотнение горизонтального вала центробежного компрессора
US8434998B2 (en) * 2006-09-19 2013-05-07 Dresser-Rand Company Rotary separator drum seal
RU2554677C1 (ru) * 2014-02-19 2015-06-27 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" (ПАО "НПО "Искра") Система уплотнений вала компрессора

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4662820A (en) * 1984-07-10 1987-05-05 Hitachi, Ltd. Turbine stage structure
SU1523742A1 (ru) * 1987-12-21 1989-11-23 Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина Уплотнение горизонтального вала центробежного компрессора
US8434998B2 (en) * 2006-09-19 2013-05-07 Dresser-Rand Company Rotary separator drum seal
RU2554677C1 (ru) * 2014-02-19 2015-06-27 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" (ПАО "НПО "Искра") Система уплотнений вала компрессора

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178144U1 (ru) * 2017-06-07 2018-03-26 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора
RU2764824C1 (ru) * 2021-06-04 2022-01-21 Александр Николаевич Золотухин Центробежный насос с двойным торцевым уплотнением

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10054230B2 (en) Mechanical seal
US8714907B2 (en) Arrangement comprising a shaft seal
JP6373372B2 (ja) ラジアル軸シール
RU2358132C2 (ru) Смазочное устройство для смазки элементов турбомашины и турбореактивный двигатель
RU2012127401A (ru) Подшипниковая система и подшипниковый элемент для подшипниковой системы
KR20060055404A (ko) 회전자 샤프트 베어링용 시일 장치
ATE470093T1 (de) Radiale dichtungsvorrichtung
RU2614297C1 (ru) Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора
CA2150293C (en) Centrifugal pump
US10240617B2 (en) Water pump bearing with active condensate purging system
CN204201083U (zh) 回转唇形迷宫密封装置
CN104832653B (zh) 一种用于高速转轴中的密封装置
CN108591473B (zh) 机械密封装置
CN204201100U (zh) 一种装配型回转唇形迷宫密封装置
AU2014325239B2 (en) Sliding parts
US10851783B2 (en) Dry vacuum pump with pressurized bearing and seal
RU178144U1 (ru) Узел уплотнения вала ротора центробежного компрессора
CN104315150A (zh) 一种回转唇形迷宫密封装置
JP2012127314A (ja) 水噴射式スクリュ流体機械
CN204921994U (zh) 一种基于防尘唇的组合式隔离密封装置
AU2017365274A1 (en) Shaft seal including an upstream non-contact part, e.g. a labyrinth seal, and a downstream slinger
CN106609759A (zh) 一种无泄露离心泵
CN206017737U (zh) 离心机干气密封结构
CN104948742A (zh) 一种用于高速转轴中的非接触式单向密封装置
JP2014074350A (ja) スクリュ圧縮機および圧縮装置