SU1087698A1

SU1087698A1 - Гидродинамическое уплотнение вала насоса

Info

Publication number: SU1087698A1
Application number: SU833552657A
Authority: SU
Inventors: Станислав Леонидович Александров
Original assignee: Aleksandrov Stanislav L
Priority date: 1983-02-11
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1984-04-23

Abstract

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА НАСОСА, содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер , .выполненный в виде диска с радиальными каналами, в которых установлены элементы из пористого материала, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности уплотнени путем регулировани его характеристик в зависимости от режима работы насоса, элементы из пористого материала снабжены устройством дл их сжати и раст жени .

Description

2./

2.Уплотнение по п. 1, отличающеес тем, что устройство дл сжати выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки и св занных с ней радиальных ребер, контактирующих с элементами из пористого материала.

3.Уплотнение по п. 1, отличающеес тем, что внутри вала выполнена полость, в которой размещен поршень, а устройство дл сжати выполнено в. виде подвижной в осевом направлении втулки, имеющей конический участок, контактирующий с элементами из пористого материала, и св занной с поршнем, при этом подпорщнева полость сообщена с областью высокого давлени импеллера .

4.Уплотнение по п. 1, отличающеес тем, что устройство дл раст жени элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении грузиков, св занных с элементами по их перицерии .

5.Уплотнение по п. 1, отличающеес тем, что устройство дл сжати элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении стержней , контактирующих одним концом с элементами из пористого материала, а другим - с валом, при этом вал в зоне контакта со стержн ми снабжен участком переменного диаметра.

Изобретение относитс к насосостроению и может найти применение в уплотнительных устройствах вращающихс валов насосов.

Известно гидравлическое уплотнение вала насоса, содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер с подвижными лопатками, способными в зависимости от частоты вращени вала мен ть высоту лопаток 1.

Однако вследствие сложности конструкции применение этого уплотнени ограничено .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс гидродинамическое уплотнение вала насоса, содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер, выполненный в виде диска с радиальными каналами , в которых установлены элементы из пористого материала 2.

Недостатком известного гидродинамического уплотнени вл етс невозможность регулировани его характеристик, что снижает КПД или надежность многорежимных насосов.

Снижение КПД объ сн етс тем, что независимо от режима работы насоса гидродинамическое уплотнение потребл ет значительную мощность, а так как импеллер в известном уплотнении не регулируетс , то его приходитс проектировать на режим с максимальными значени ми энергетических параметров насоса.

Целью изобретени вл етс повыщение надежности уплотнени путем регулировани его характеристик в зависимости от режима работы насоса.

Указанна цель достигаетс тем, что в гидродинамическом уплотнении вала насоса , содержащем корпус и установленный в нем на валу импеллер, выполненный в виде диска с радиальными каналами, в которых установлены элементы из пористого материала , последние снабжены устройством дл их сжати и раст жени .

Кроме того, устройство дл сжати выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки и св занных с ней радиальных ребер, контактирующих с элементами из пористого материала.

Внутри вала выполнена полость, в которой размещен порщень, а устройство дл сжати выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки, имеющей конический участок, контактирующий с элементами из пористого материала, и св занной с поршнем, при этом подпорцгнева полость сообщена с областью высокого давлени им0 пеллера.

Устройство дл раст жени элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении грузиков , св занных с элементами по их периферии .

Устройство дл сжати элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении стержней , контактирующих одним концом с элементами из пористого материала, а другим - Q с валом, при этом вал в зоне контакта со стержн ми снабжен участком переменного диаметра.

На фиг. 1 изображено уплотнение с ручной регулировкой сжати элементов; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - уплотнение с автоматическим регулированием сжати элементов при помощи поршн , св занного с подвижной втулкой; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3 ;на фиг. 5 - уплотнение с устройством дл раст жени элементов; на фиг. 6 - вид В на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - уплотнение со стержн ми, поджимающими элементы; на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 8.

Гидродинамическое уплотнение вала насоса содержит корпус 1 и установленный в нем на валу 2 импеллер 3 в виде диска 4 с радиальными каналами 5, в которых установлены элементы 6, выполненные из пористого деформируемого материла, причем уплотнение снабженоустройством сжати и раст жени элементов 6. Пористые деформируемые элементы 6 могут быть выполнены упругими, что позвол ет одну из функций (сжати или раст жени ) передать силам упругости самих элементов 6.

Устройство дл сжати (фиг. 1 и 2) выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки 7 и св занных с ней ребер 8, контактирующих с элементами 6. Втулка 7 поджимаетс гайкой 9.

Управление внутри вала 2 (фиг. 3 и 4) имеет полость 10, в которой размещен поршень 11, а устройство дл сжати выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки 12, имеющей конический участок 13, контактирующий с элементами 6 и св занной с поршнем 11, при этом подпори нева полость 14 сообщена с областью 15 высокого давлени импеллера 3.

Устройство дл раст жени элементов 6 (фиг. 5-7) выполнено в виде подвижных в радиальном направлении грузиков 16, св занных с элементами 6 по их периферии 17.

Устройство дл сжати (фиг. 8 и 9) выполнено в виде подвижных в радиальном направлении стержней 18, контактирующих одним концом с элементами 6, а другим - с валом 2, при этом вал 2 в зоне контакта со стержн ми 18 снабжен участком 19 переменного диаметра. Такое устройство может устанавливатьс на рабочем колесе 20 насоса .

Устройство работает следующим образом .

При вращении вала 2 в св зи с тем, что материал элементов 6 гидравлически проницаем , импеллер 3 создает определенный перепад давлени , величина которого зависит от угловой скорости вращени вала, размеров импеллера 3, пористости материала элементов 6.

При изменении режима работы насоса, например его подачи, должны быть соответственно отрегулированы характеристики гидродинамического уплотнени , изменение

которых достигаетс за счет изменени пористости элементов 6. Регулирование в конструкции (фиг. 1 и 2) осуществл етс вручную в режиме сто нки насоса. Вал 2 затормаживаетс , втулка 7 перемещаетс по валу 2 в осевом направлении, сжима или раст гива пористый материал элемента 4, измен его осевой размер и пористость. Затем втулка 7 фиксируетс в осевом направлении гайкой 8. Изменение плотности элемента 6 при вращении вала 2 приводит к изменению характеристик уплотнени .

Регулирование конструкции (фиг. 3 и 4) осуществл етс автоматически от давлени в области 15 перед уплотнением. Если давле5 ние в области 15 перед уплотнением увеличитс , то импеллер 3 должен увеличить создаваемый им перепад давлении и наоборот. Такое регулирование осуществл етс следующим образом. Под действием повышающегос давлени в области 15 поршень 11 перемещаетс влево, перемеща в том же направлении втулку 12, элементы 6 под действием сил упругости разжимаютс , увеличива пористость, что приведет к превышению перепада давлени , создаваемого им5 пеллером 3. При уменьшении давлени в области 15 поршень 11 и втулка 12 перемещаютс вправо, сжима элементы 6 и уменьша перепад давлений, создаваемый импеллером.

0 Регулирование в конструкции (фиг. 5-7) осуществл етс автоматически при изменении угловой скорости вращени вала 2. Грузы 16 под действием повышающихс центробежных сил раст гивают и увеличивают диаметр элементов 6, а при уменьщении

центробежных сил пористые элементы 4 сжимаютс под действием сил упругости.

Регулирование в конструкции (фиг. 8 и 9) осуществл етс автоматически, когда импеллерное уплотнение выполн ет одновременно

0 роль разгрузочного устройства от осевых сил, действующих на рабочее колесо 20 насоса.

Если при изменении режима работы насоса на рабочем колесе 20 возникнет не уравновещенна осева сила, перемещающа его по валу 2, например, вправо, стержни 18 под воздействием участка 19 сжимают элементы 6, перепад давлений, удерживаемый импеллером, уменьшитс , а давление

Q между диском .4 и корпусом I увеличитс . Такое изменение давлени между диском 4 и корпусом 1 противодействует перемещению рабочего колеса 20 вправо и стремитьс возвратить рабочее колесо в нейтральное положение. Г1ри перемещении колеса 20 вле5 во под действием сил упругости элементы 6 раст гиваютс , давление между диском 4 и корпусом 1 уменьшитс , а колесо 20 возвратитьс вправо.

Пористые элементы 6 с необходимыми свойствами деформировани могут быть выполнены из синтетических материалов, характерных дл фильтроэлементов, или, например, из металлорезины.

Вид

Предлагаемое выполнение гидродинамических уплотнений позволит повысить КПД и надежность за счет установлени оптимальных характеристик импеллера в широком диапазоне режимов работы насосов.

.2

5Фиг .

Фиг. 5

Claims

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА НАСОСА, содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер, выполненный в виде диска с радиальными каналами, в которых установлены элементы из пористого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем регулирования его характеристик в зависимости от режима работы насоса, элементы из пористого материала снабжены устройством для их сжатия и растяжения.

3 1

2. Уплотнение по π. 1, отличающееся тем, что устройство для сжатия выполнено в виде подвижной в осевом направлении втулки и связанных с ней радиальных ребер, контактирующих с элементами из пористого материала.

3. Уплотнение по π. 1, отличающееся тем, что внутри вала выполнена полость, в которой размещен поршень, а устройство для сжатия выполнено в. виде подвижной в осевом направлении втулки, имеющей конический участок, контактирующий с элементами из пористого материала, и связанной с поршнем, при этом подпоршневая полость сообщена с областью высокого давления импеллера.

4. Уплотнение по π. 1, отличающееся тем, что устройство для растяжения элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении грузиков, связанных с элементами по их перицерии.

5. Уплотнение по π. 1, отличающееся тем, что устройство для' сжатия элементов из пористого материала выполнено в виде подвижных в радиальном направлении стержней, контактирующих одним концом с элементами из пористого материала, а другим — с валом, при этом вал в зоне контакта со стержнями снабжен участком переменного диаметра.