SU1446354A1

SU1446354A1 - Seal unit

Info

Publication number: SU1446354A1
Application number: SU874233425A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Иванов; Александр Николаевич Лайков
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-12-23

Abstract

Изобретение позвол ет повысить герметичность уплотнени вала насоса. Импеллер 2 с тыльной и рабочей поверхност ми 3 и 4 размещен в корпусе 1. Поверхность 4 образует с корпусом 1 уплотн к ций зазор 5. Напротив поверхности 4 в корпусе 1 установлено пьезокерамическое кольцо 6 с элек- т родами 7 и 8 дл подсоединени к источнику энергии. Вследствие обтекани потоком жидкости поверхности 4 возникают отрьшные течени , характеризующиес по влением обратных потоков и вихрей, что способствует возникновению газового вихр . Высокочастотные колебани кольца 6 уменьшают утечки через имйеллер 2 за счет разрушени пристеночной пленки жидкости и дроблени капель жидкости в двухфазном пограничном подслое. Разрушенный слой жидкости в виде мелких капель захватываетс газовьм вихрем и вьшоситс к двухфазному слою. 1 ил. о (ЛThe invention improves the sealing of the pump shaft. Impeller 2 with rear and working surfaces 3 and 4 is housed in housing 1. Surface 4 forms a gap with seals 1 with housing 1. Opposite surface 4 in housing 1 is a piezoceramic ring 6 with genera 7 and 8 for connection to the source energy. Owing to the flow around the fluid surface 4, large currents arise, characterized by the appearance of reverse flows and vortices, which contributes to the formation of a gas vortex. High-frequency oscillations of the ring 6 reduce leakage through the imieller 2 due to the destruction of the near-wall film of the liquid and the crushing of liquid droplets in a two-phase boundary sublayer. The destroyed layer of liquid in the form of small droplets is captured by a gas vortex and flows to the two-phase layer. 1 il. o (l

Description

66

Изобретение относитс к гидромашиностроению , а именно к конструкции импеллерных уплотнений валов насосовFIELD OF THE INVENTION The invention relates to hydraulic engineering, namely to the design of impeller seals of pump shafts.

Цель изобретени - повышение гер метичности путем разрушени пристеночной пленки жидкости в уплотн ющем зазоре.The purpose of the invention is to increase the tightness by destroying the near-wall film of a liquid in a sealing gap.

На чертеже представлен узел, продольный разрез.The drawing shows the node, a longitudinal section.

Узел уплотнени содержит корпус 1 и размещенный в нем импеллер 2 с тылной 3 и рабочей 4 поверхност ми, последн из которых образует с корпусом 1 уплотн ющий зазор 5.В корпусе 1 напротив рабочей поверхности 4 импеллера установлено пьезокерамичес- кое кольцо 6 с электродами 7 и 8 дл подсоединени к источнику электрической энергии (не показан). На рабочей поверхности 4 могут быть выполнены радиальные каналы 9.The seal assembly includes a housing 1 and an impeller 2 with a rear 3 and 4 working surfaces located therein, the latter of which forms a sealing gap 5 with the housing 1. In the housing 1, opposite to the working surface 4 of the impeller, a piezoceramic ring 6 with electrodes 7 and 8 for connection to a source of electrical energy (not shown). On the working surface 4 can be performed radial channels 9.

Узел работает следующим образом.The node works as follows.

При вращении импеллера 2 жидкость наход ща с в радиальных каналах 9, также в зазоре 5 вовлекаетс в.о вращательное движение, давление жидкост в радиальном направлении возрастает , что преп тствует перетеканию жидкости.When the impeller 2 rotates, the fluid in the radial channels 9, also in the gap 5, involves rotational movement, the pressure of the fluid in the radial direction increases, which prevents the flow of fluid.

Вследствие обтекани потоком жидкости рабочей поверхности 4 возникаю отрывные течени , характеризующиес по влением возвратных потоков и вихрей . Взаимодейству с движущейс жид костью в зазоре, эти потоки привод т к созданию циркул ционного течени в рабочем зазоре 5. Вихревые движени жидкости, в свою очередь, способствуют возникновению газового вихр . Б области раздела между жидкостью и газом образуетс зона двухфазного подсло , в который попадают капли жидкости, вылетевшие из каналов 9 в результате отрыва от поверхности, D дальнейшем эти капли жидкости могут быть увлечены либо газовым потоком к центру, либо по инерции в окружном направлении обратно к поверхности Ж1ЩКОСТИ. Некоторые капли достигают поверхности пьезокерамическо- го кольца 6, в результате соударени с которым одна часть капель,дроб сь , отражаетс от его поверхности, а друга часть капель прилипает кOwing to the flow around the fluid of the working surface 4, separation currents arise, which are characterized by the appearance of return flows and vortices. Interacting with the moving fluid in the gap, these flows create a circulating flow in the working gap 5. The vortex motions of the fluid, in turn, contribute to the formation of a gas vortex. In the interface between the liquid and the gas, a two-phase sublayer is formed, into which liquid droplets flow out of the channels 9 as a result of separation from the surface, D these liquid droplets can then be entrained either by the gas flow to the center or by inertia in the circumferential direction back to surface ZHKSTVOST. Some droplets reach the surface of the piezoceramic ring 6, as a result of a collision with which one part of the droplets, being crushed, is reflected from its surface, while the other part of the droplets adheres to

торцовой поверхности кольца 6, что вызывает по вление пленки жидкости, текущей по стенке под действием радиального газ ового вихр , от границь раздела фаз к центру вращени . Траектори полета части капель может пересечьс с поверхностью жидкости на границе раздела фаз и капли либо сольютс с ней, либо отраз тс вместе с капл ми, потер вшими окружную скорость, за счет торможени попадут в зону увлечени газовым вихрем в зазор 5 или на стенку.the end surface of the ring 6, which causes the occurrence of a film of a liquid flowing along the wall under the action of a radial gas of the vortex from the interface to the rotation center. The flight path of a part of the droplets may intersect with the surface of the liquid at the interface and the droplets either merge with it, or reflect together with the droplets that have lost circumferential velocity, due to deceleration they will fall into the zone of entrainment by the gas vortex into the gap 5 or on the wall.

При этом утечки через импеллер слагаютс как из пристеночной пленки жидкости, так из капель, обладающих достаточной энергией, чтобы вырватьс из газового вихр . Одновременно с началом вращени импеллера 2 от источника электрической энергии подаетс напр жение на электроды 7 и 8 nbe3OKepaMn4eckoro кольца 6, которое под действием обратного пьезоэффекта начинает совершать механические колебани высркой частоты как в радиальном, так и в осевом направлени ;.In this case, the leakage through the impeller is composed of both a wall film of the liquid and of droplets with sufficient energy to escape from the gas vortex. Simultaneously with the start of rotation of the impeller 2, a voltage is applied to the electrodes 7 and 8 nbe3OKepaMn4eckoro of ring 6 from the source of electrical energy, which, under the effect of the reverse piezoelectric effect, begins to perform mechanical oscillations of the frequency in both the radial and axial directions ;.

Соверша высокочастотные колебани , пьезокерамическое кольцо 6 уменьшает утечки через импеллер 2 за счет разрушени пристеночной пленки жидкости и дроблени капель жидкости в двухфазном пограничном подслое. Разрушенный слой жидкости в виде мелких капель захватываетс газовьм вихрем и выноситс к двухфазному пограничному слою.By making high-frequency vibrations, the piezoceramic ring 6 reduces leakage through the impeller 2 by destroying the near-wall film of the liquid and crushing the liquid droplets in the two-phase boundary sublayer. The destroyed liquid layer in the form of small droplets is captured by the gas vortex and is carried to the two-phase boundary layer.

Claims

Invention Formula

The seal assembly, comprising a housing and an impeller placed in it with rear and working surfaces, the latter of which forms a sealing gap with the housing, characterized in that, for the purpose of increase. tightness by destroying the near-wall film of the liquid in the sealing gap; in the case opposite to the working surface of the impeller, a piezoceramic ring with electrodes is installed for connection to the source of electrical energy.