RU2717482C1 - Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса - Google Patents
Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717482C1 RU2717482C1 RU2019115216A RU2019115216A RU2717482C1 RU 2717482 C1 RU2717482 C1 RU 2717482C1 RU 2019115216 A RU2019115216 A RU 2019115216A RU 2019115216 A RU2019115216 A RU 2019115216A RU 2717482 C1 RU2717482 C1 RU 2717482C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- pump
- centrifugal pump
- damper
- centrifugal
- Prior art date
Links
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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
- F16J15/441—Free-space packings with floating ring
- F16J15/442—Free-space packings with floating ring segmented
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано, в частности в турбонасосных агрегатах жидкостных ракетных двигателей. Щелевое уплотнение-демпфер для гашения энергии колебаний вращающегося в бесконтактных подшипниках ротора центробежного насоса содержит корпус с уплотнительной поверхностью, плавающее кольцо, выполненное из отдельных секторов (6), уплотнительный выступ (5) центробежного колеса насоса и упругое демпферное кольцо (7). При этом кольцо (7) установлено коаксиально между уплотнительной поверхностью корпуса и наружной поверхностью плавающего кольца. Изобретение направлено на исключение механического касания элементов насоса о статорные элементы щелевого уплотнения и обеспечение безаварийной работы при прохождении первой критической (резонансной) скорости вращения ротора за счет гашения энергии колебаний центробежного колеса упругим демпферным кольцом. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в турбонасосостроении (ТНА) ЖРД и в авиационной технике, где необходима высокая надежность центробежного насоса при многократном запуске насоса и на переходных режимах работы по оборотам.
Известна конструкция классического щелевого уплотнения колеса центробежного насоса (см. книгу под редакцией профессора Г.Г. Гахуна «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г, стр. 238, рис. 10.35а).
Так же известна конструкция высокооборотного центробежного электронасоса ЖРД малой тяги межорбитального транспортного корабля, взятого за прототип (см. книгу под редакцией профессора Г.Г. Гахуна «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г, стр. 207, рис. 10.9).
В данной конструкции в качестве опор применяются шариковые подшипники качения. Недостатком данной конструкции центробежного электронасоса является ограниченная работоспособность подшипников качения при многократных включениях для подачи компонентов в камеры сгорания корректирующих ЖРД малой тяги и с длительными перерывами между запусками. Это объясняется тем, что при каждом начале запуска подшипники работают «всухую», без охлаждения компонентом, т.к. после останова компонент удаляется из полости насоса и, соответственно, из подшипников. При запуске «всухую» в первую очередь изнашивается сепаратор, что и уменьшает ресурс работы подшипника и всего насоса. Поэтому для высокооборотных и высокоресурсных насосов ТНА ЖРД при большом количестве пусков и остановов целесообразно применять бесконтактные подшипники (гидростатические или гидродинамические подшипники скольжения (см. книгу под редакцией профессора Г.Г. Гахуна «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г, стр. 253, рис. 10.48).
Следует отметить, что большинство роторов центробежных насосов конструктивно выполнены «гибкими», т.е. во время роста оборотов ротор проходит первую критическую скорость вращения - это резонансные обороты, когда наблюдается наибольший прогиб вала насоса. При этом резко возрастают радиальные нагрузки на подшипники качения и возникает возможность механического касания уплотнительного выступа (буртика) колеса о плавающее кольцо, что может привести к разрушению как подшипника, так и плавающего кольца (см. книгу под редакцией профессора Г.Г. Гахуна «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г, стр. 304, рис. 11.30).
Для повышения работоспособности и безопасного прохождения ротором резонансного участка запуска широко применяются конструкции опор, где подшипник связан с корпусом насоса через упругое демпферное кольцо (см. книгу под редакцией профессора Г.Г. Гахуна «Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей», г. Москва, «Машиностроение», 1989 г, стр. 251, рис. 10.47а).
Однако в высокооборотных и высокоресурсных насосах ТНА ЖРД применение упругих демпферных колес невозможно из-за конструктивных особенностей бесконтактных подшипниковых опор и их особенностей работы.
Изобретение решает задачу обеспечения надежной работы центробежного насоса при прохождении первой критической (резонансной) скорости вращения методом гашения энергии колебания вращающегося в бесконтактных подшипниках ротора центробежного насоса.
Для этого в щелевом уплотнении центробежного насоса плавающее кольцо выполнено из отдельных секторов, а между уплотнительной поверхностью корпуса насоса и плавающим колесом коаксиально установлено упругое демпферное кольцо.
При таком исполнении щелевого уплотнения центробежного насоса упругое демпферное кольцо гасит энергию колебания ротора центробежного насоса при прохождении первой (резонансной) критической скорости вращения и обеспечивает безаварийную работу насоса при наборе оборотов и при останове, устраняя механическое касание выступа центробежного колеса об плавающее кольцо.
Изобретение поясняется чертежами:
На Фиг. 1 - продольный разрез щелевого уплотнения-демпфера центробежного насоса; на Фиг. 2 - поперечный разрез щелевого уплотнения, сделанный по сечению А-А; на Фиг. 3-конструкторские варианты выполнения плавающего кольца на отдельные сектора, на Фиг. 4 -конфигурация упругого демпферного кольца (пример конструкторского исполнения).
Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса включает корпус насоса 1 с уплотнительной поверхностью 2, плавающее кольцо 3 с отдельными секторами 6, центробежное колесо насоса 4 с уплотнительным выступом (буртиком) 5 и упругое демпферное кольцо 7.
В процессе роста оборотов ротора центробежного насоса (частота вращения) обороты приближаются к критическим оборотам (резонансной частоте колебания ротора). При прохождении критических чисел оборотов происходит максимальный изгиб ротора, что ведет к изменению радиального зазора между уплотнительным выступом 5 центробежного насоса 4 и внутренней поверхностью плавающего кольца 3. С одной стороны, указанный зазор уменьшается, а с противоположной стороны зазор увеличивается. В уменьшенном зазоре давление рабочей жидкости падает, а в увеличенном зазоре давление вырастает, что приводит к появлению перепада давления рабочей жидкости и возникновению радиальной силы, которая воздействует на плавающее кольцо. Вследствие того, что плавающее кольцо 3 выполнено из отдельных секторов 6, оно может изменять свою геометрию и в зоне деформации передавать радиальную силу на упругое демпферное кольцо 7, вызывая его упругую деформацию. Таким образом упругая деформация кольца 7 гасит энергию колебания ротора и уменьшает амплитуду колебания ротора центробежного насоса при прохождении первой критической скорости вращения. Все зазоры между отдельными щелевого уплотнения-демпфера выбираются конструктивно в процессе доводки насоса.
Использование изобретения позволит повысить надежность работы центробежного насоса на бесконтактных подшипниках за счет уменьшения прогиба ротора при прохождении критических (резонансных) чисел оборотов (уменьшения амплитуды колебаний) и устранения механического касания уплотнительного выступа 5 центробежного колеса 4 о внутреннюю поверхность плавающего кольца 3.
Claims (1)
- Щелевое уплотнение-демпфер для гашения энергии колебаний вращающегося в бесконтактных подшипниках ротора центробежного насоса, содержащее корпус с уплотнительной кольцевой поверхностью, плавающее кольцо, центробежное колесо насоса с уплотнительным выступом, причем плавающее кольцо щелевого уплотнения выполнено из отдельных секторов, а между уплотнительной поверхностью корпуса и плавающим кольцом коаксиально установлено упругое демпферное кольцо.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115216A RU2717482C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115216A RU2717482C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717482C1 true RU2717482C1 (ru) | 2020-03-23 |
Family
ID=69943087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115216A RU2717482C1 (ru) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717482C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1566088A1 (ru) * | 1988-08-04 | 1990-05-23 | Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро Герметичных И Скважинных Насосов Научно-Производственного Объединения "Молдавгидромаш" | Уплотнение |
US6082964A (en) * | 1997-09-30 | 2000-07-04 | Ebara Corporation | Centrifugal pump having a floating seal ring |
US20080008579A1 (en) * | 2004-12-23 | 2008-01-10 | Vinko Mikulec | Arrangement For Sealing Off A Gap Between A First Component And A Second Component |
CN101375020A (zh) * | 2005-12-12 | 2009-02-25 | 伊顿公司 | 自定心浮动刷式密封组件 |
RU2513534C2 (ru) * | 2012-02-09 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" | Центробежный насос |
RU190155U1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-06-21 | Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ") | Радиальное щелевое уплотнение для вращающейся детали с плавающим кольцом |
-
2019
- 2019-05-17 RU RU2019115216A patent/RU2717482C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1566088A1 (ru) * | 1988-08-04 | 1990-05-23 | Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро Герметичных И Скважинных Насосов Научно-Производственного Объединения "Молдавгидромаш" | Уплотнение |
US6082964A (en) * | 1997-09-30 | 2000-07-04 | Ebara Corporation | Centrifugal pump having a floating seal ring |
US20080008579A1 (en) * | 2004-12-23 | 2008-01-10 | Vinko Mikulec | Arrangement For Sealing Off A Gap Between A First Component And A Second Component |
CN101375020A (zh) * | 2005-12-12 | 2009-02-25 | 伊顿公司 | 自定心浮动刷式密封组件 |
RU2513534C2 (ru) * | 2012-02-09 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" | Центробежный насос |
RU190155U1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-06-21 | Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ") | Радиальное щелевое уплотнение для вращающейся детали с плавающим кольцом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10167874B2 (en) | Centrifugal pump, in particular for supplying power to rocket engines | |
KR100963523B1 (ko) | 외부 정압 공급원을 갖는 하이브리드 공기 포일 저어널 베어링 | |
US4927326A (en) | Turbomachinery rotor support with damping | |
US20210381601A1 (en) | Hydrodynamic sealing component and assembly | |
US20200116047A1 (en) | Bearing housing with baffles | |
US8882446B2 (en) | Bearing system for rotor in rotating machines | |
US1334461A (en) | Centrifugal pump | |
RU2717482C1 (ru) | Щелевое уплотнение-демпфер центробежного насоса | |
US3035759A (en) | Rotor and stator construction | |
US11041495B2 (en) | Positive displacement compressor and damper bearing system | |
US2440890A (en) | Turbine bearing | |
RU134992U1 (ru) | Опора ротора газотурбинного двигателя | |
RU2650013C2 (ru) | Лабиринтное уплотнение-демпфер газовой турбины | |
JP7482138B2 (ja) | 減衰された軸受構成要素、当該部品を含む軸受、及び当該軸受を含む回転機械 | |
US10927958B2 (en) | Non-axisymmetric brush seal assembly | |
RU120146U1 (ru) | Подшипниковый узел турбокомпрессора | |
RU2708279C1 (ru) | Межвальное контактное уплотнение | |
SU681217A1 (ru) | Центробежный насос | |
SU312950A1 (ru) | Подшипник с газовой смазкой | |
RU2305772C2 (ru) | Осевая проточная турбина | |
RU2351804C1 (ru) | Шнекоцентробежный насос | |
RU2180055C2 (ru) | Центробежный насос | |
RU2382236C2 (ru) | Шнекоцентробежный насос | |
RU2445515C1 (ru) | Шнекоцентробежный насос | |
SU137075A1 (ru) | Турбобур с многоступенчатой турбиной |