SU1219839A1 - Торцовое уплотнение ротора насоса - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к насосо- строению, касаетс  конструкции торцового уплотнени  ротора насоса и может быть использовано в центробежных насосах, в частности в грунтовых, перекачивающих абразивные гидросмеси.

Цель изобретени  - повьшение КПД и увеличение межремонтного ресурса путем сокращени  утечек и снижени  износа уплотнительных колец.

На фиг.1 изображено торцовое уплотнение ротора насоса, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг..1 (развернуто); на фиг.З - схема установки торцового уплотнени  в грунтовом насосе.

Торцовое уплотнение ротора насоса содержит установленные в корпусе 1. вращающеес  2 и невращающеес  3 уп- лотнительные кольца, последнее из которых поджато к первому пружинами 4 и снабжено на торце кольцевой канавкой 5, сообщенной равномерно расположенными по окружности каналами 6 с наружной поверхностью невращающегос  кольца 3, сообщенной с. уплотн емой полостью 7. Невращающеес  кольцо 3 соединено с корпусом 1. щар- нирными наклонными св з ми 8, причем точка 9 креплени  каждой св зи с корпусом 1 расположена перед точкой 10 ее креплени  к кольцу 3 по направлению вращени  вращающегос  кольца 2 (показано стрелкой). Торцовое уплотнение может быть размещено во всасывающем патрубке грунтового насоса со стороны ведомого диска 11 рабочего колеса 12, при этом патрубок служит корпусом 1 уплотнени , горловина колеса 12 - вращающимс  кольцом 2, а. полость за ведомым диском 11 - уплотн емой полостью 7, в которую под давлением подаетс  промывочна  жидкость (фиг.З). Зазор между уллотнительным кольцом 3 и корпусом 1 уплотнени  герметизирован кольцами 13 из эластичного материала.

Торцовое -уплотнение ротора в составе грунтового насоса работает следующим образом.

Йри остановленном насосе уплотни- тельное кольцо 3 под действием упругости пружин 4 поджимаетс  к торцу кольца 2, расположенного на диске 11 рабочего колеса 12, полностью перекрыва  зазор между кольцами 2 и 3.

При запуске насоса в уплотн емую полость 7 подаетс  промывочна  жид1219839

кость, затем включаетс  главный дви- .гатель (не показан). При начале вращени  рабочего колеса 12 возникают силы трени  между торцами уплотни- 5 тельных колец 2 и 3, стрем щиес  повернуть уплотнительное кольцо 3 в направлении вращени  кольца 2.

Уплотнительное кольцо 3 удерживаетс  от поворота щарнирными св з ми 10 8, которые разгружают от горизонталь- ных сил пружины 4. Благодар  наклону св зей 8 на уплотнительное кольцо 3 передаетс  сила, стрем ща с  сжать пружины 4 и отвести кольцо 3 от вра- 15 щающегос  кольца 2 ведомого диска 11.

В этих услови х сила, сжимающа  трущиес  поверхности определ етс  по формуле

20

N

I

Р

25

30

35

где N - нормальна  сила в контакте трущихс  поверхностей;

Р - суммарное усилие сжати  пружин;

f - коэффициент трени  скольжени  трзгщейс  пары; о( - угол наклона св зей к плоскости контакта.

Когда f 0,5, а оС 45°, нормальна  сила N мёньще сжимающих сил Р пружир 4 в 1,5 раза, т.е. при начале вращени  рабочего колеса 12 контакт трущихс  поверхностей разгружаетс .

При работе грунтового насоса с подачей в полость 7 промывочной жидкости происходит переток ее на всасывающую сторону насоса по зазору между торцами уплотнительных колец 2 и 3. В св зи с тем, что давление жидкости на наружную поверхность уплотнитель- ного кольца 3 в сторону кольца 2 рабочего колеса 12 и усилие сжати  пружин 4 неизменны, а давление со стороны зазора между кольцами 2 и 3 измен етс  в зависимости от величины зазора и шунтирующего расхода по каналам 6 (максимальное давление при отсутствии зазора и уменьщение давлени  при увеличении зазора), уплотнительное кольцо 3 отходит от торца ведомого диска до тех пор, пока не наступает равновесие действующих на него сил. Это позвол ет получить мини- 55 мальный зазор между торцами уплотнительных колец 2 и 3, обеспечиваю1ций их минимальный износ и незначительную величину протечек из полости 7

40

45

50

N

I

Р

где N - нормальна  сила в контакте трущихс  поверхностей;

Р - суммарное усилие сжати  пружин;

f - коэффициент трени  скольжени  трзгщейс  пары; о( - угол наклона св зей к плоскости контакта.

Когда f 0,5, а оС 45°, нормальна  сила N мёньще сжимающих сил Р пружир 4 в 1,5 раза, т.е. при начале вращени  рабочего колеса 12 контакт трущихс  поверхностей разгружаетс .

При работе грунтового насоса с подачей в полость 7 промывочной жидкости происходит переток ее на всасывающую сторону насоса по зазору между торцами уплотнительных колец 2 и 3. В св зи с тем, что давление жидкости на наружную поверхность уплотнитель- ного кольца 3 в сторону кольца 2 рабочего колеса 12 и усилие сжати  пружин 4 неизменны, а давление со стороны зазора между кольцами 2 и 3 измен етс  в зависимости от величины зазора и шунтирующего расхода по каналам 6 (максимальное давление при отсутствии зазора и уменьщение давлени  при увеличении зазора), уплотнительное кольцо 3 отходит от торца ведомого диска до тех пор, пока не наступает равновесие действующих на него сил. Это позвол ет получить мини- мальный зазор между торцами уплотнительных колец 2 и 3, обеспечиваю1ций их минимальный износ и незначительную величину протечек из полости 7

во всасьтающий патрубок, что дает значительное снижение подачи чистой промывочной жидкости в зону уплотнени . Дополнительно к этому крепление уплотнительного кольца 3 к корпусу 1 наклонными шарнирными св з ми 8 обеспечивает в начале вращени  ротора на1219839

coca автоматическое снижение трени  . в зоне контакта уплотнительных колец 2 и 3, имеющего место до набора ротором номинального числа оборотов   вы- 5 ходе насоса на рабочий режим, ем са- снижа  износ при запусках и оста- новках насоса.Фа .2

ВНИИПИ Заказ 1309/46 Тираж 586 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (2)

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА НАСОСА, содержащее установленные в корпусе вращающееся и невращающееся уплотнительные кольца,, последнее из которых поджато к первому пружинами и снабжено на торце кольцевой канавкой, сообщенной равномерно расположенными по окружности каналами с наружной поверхностью невращающегося кольца, сообщенной с уплотняемой полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и увеличения межремонтного ресурса путем сокращения утечек и снижения износа уплотнительных колец, невращающееся кольцо соединено с корпусом шарнирными наклонными связями, причем точка крепления каждой связи с корпусом расположена перед точкой ее крепления к кольцу по направлению, вращения вращающегося кольца.

   Фиг. 1

   SU ..„1219839 на схеуплотнения ротора насоса в корпусе 1.

   кость, затем включается главный дви•гатель (не показан). При начале вращения рабочего колеса 12 возникают силы трения между торцами уплотнительных колец 2 и 3, стремящиеся повернуть уплотнительное кольцо 3 в направлении вращения кольца
2. 2. Уплотнительное кольцо 3 удерживается от поворота шарнирными связями 8, которые разгружают от горизонтальных сил пружины 4. Благодаря наклону связей 8 на уплотнительное кольцо 3 передается сила, стремящаяся сжать пружины 4 и отвести кольцо 3 от вращающегося кольца 2 ведомого диска 11.

   В этих условиях сила, сжимающая трущиеся поверхности, определяется по формуле