SU1689700A1

SU1689700A1 - Combined seal

Info

Publication number: SU1689700A1
Application number: SU884626571A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Баранин; Геннадий Федорович Киселев; Борис Александрович Щибров; Владимир Юрьевич Рыжов; Анатолий Григорьевич Дубин
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром"
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1991-11-07

Abstract

Изобретение м.б. использовано в уплотнитель ных узлах центробежных насосов. Цель изобретени -повышение долговечности комбинированного уплотнени за счет обеспечени его промывки в режиме сто нки . Гидродинамическое уплотнение выполнено в виде радиального импеллера 1. Аксиально-подвижное кольцо 3 сто ночного уплотнени торцового типа установлено в кольцевой полости (П) корпуса 5 с образованием двух изолированных П 6, 7. П 6 расположена со стороны уплотн емой среды, П 7 - со стороны атмосферы и соединена с центральной частью рабочего зазора 9. Зазор 9 образован корпусом 5 и стороной импеллера 1 с лопатками. П 7 соединена с каналом 10 затворной жидкости. П 6 соединена с периферийной частью зазора 9. Площади торцовых поверхностей кольца 3, образующих П 6 и 7, выполнены равными между собой. На торцовой поверхности кольца 3 в П 7 выполнен герметизирующий выступ 12 расположенный напротив канала 10. 1 ил.Invention m. used in sealing units of centrifugal pumps. The purpose of the invention is to increase the durability of the combined seal by ensuring its flushing in the stand-by mode. The hydrodynamic seal is made in the form of a radial impeller 1. An axially movable ring 3 of a hundred-night face-type seal is installed in the annular cavity (P) of the housing 5 with the formation of two isolated P 6, 7. P 6 is located on the side of the sealed medium, P 7 - with side of the atmosphere and is connected to the central part of the working gap 9. The gap 9 is formed by the housing 5 and the side of the impeller 1 with blades. P 7 is connected to the channel 10 of the barrier fluid. P 6 is connected to the peripheral part of the gap 9. The areas of the end surfaces of the ring 3, forming P 6 and 7, are made equal to each other. On the end surface of the ring 3 in P 7 there is a sealing protrusion 12 located opposite the channel 10. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к комбинированным уплотнениям вращающихся валов, и может быть использовано· в уплотнительных узлах центробежных насосов.The invention relates to mechanical engineering, in particular to combined seals of rotating shafts, and can be used in the sealing nodes of centrifugal pumps.

Цель изобретения - повышение долговечности уплотнения за счет обеспечения его промывки в режиме стоянки.The purpose of the invention is to increase the durability of the seal by ensuring its washing in the parking mode.

На чертеже изображено комбинированное уплотнение в двух рабочих положениях стояночного уплотнения, разрез.The drawing shows a combined seal in two operating positions of the parking seal, section.

Комбинированное уплотнение содержит выполненное в виде радиального импеллера 1 гидродинамическое уплотнение и стояночное уплотнение торцового типа, выполненное из жестко закрепленного на валу кольца 2, аксиально-подвижного кольца 3 и пружин 4. Аксиально-подвижное кольцо 3, расположенное в корпусе 5, образует с последним полость 6 со стороны уплотняемой среды и полость 7 со стороны атмосферы. Полость 7 со стороны атмосферы сообщена перепускным отверстием 8 в центральной части импеллера 1 с рабочим зазором 9, образованным корпусом 5 и стороной импеллера с лопатками, и соединена с каналом 10 затворной жидкости. Полость со стороны уплотняемой среды сообщена перепускным отверстием 11 с рабочим зазором 9 на его периферии. На торцовой поверхности аксиально-подвижного кольца в полости со стороны атмосферы выполнен герметизирующий выступ 12, расположенный противоположно каналу 10 затворной жидкости в корпусе 5 уплотнения.The combined seal comprises a hydrodynamic seal in the form of a radial impeller 1 and a mechanical seal of the mechanical type, made of a ring 2 rigidly fixed to the shaft, an axially movable ring 3 and springs 4. An axially movable ring 3 located in the housing 5 forms a cavity with the latter 6 from the side of the medium being sealed and cavity 7 from the atmosphere. The cavity 7 from the atmosphere is communicated by the bypass hole 8 in the Central part of the impeller 1 with a working gap 9 formed by the housing 5 and the side of the impeller with blades, and connected to the channel 10 of the shutter fluid. The cavity from the side of the medium being sealed is communicated by the bypass hole 11 with a working gap 9 at its periphery. On the end surface of the axially movable ring in the cavity from the side of the atmosphere, a sealing protrusion 12 is made, located opposite the channel 10 of the shutter fluid in the seal housing 5.

Работа комбинированного уплотнения осуществляется следующим образом.The combined seal is as follows.

В режиме стоянки вся гидравлическая система уплотнительного узла заполнена жидкостью. Давление в рабочем зазоре 9 имеет постоянное по радиусу значение Ри.ст·, та же величина давления создается в полостях 6 и 7. Благодаря равенству торцовых рабочих поверхностей аксиально-подвижное кольцо 3 находится под воздействием усилия F_fip пружин 4, которые прижимают его к кольцу 3. При этом усилие пружин 4 должно быть рассчитано на преодоление сил трения Т герметизирующих эластичных колец о сопрягаемые поверхности, т.е. F_np >Т.In the parking mode, the entire hydraulic system of the sealing assembly is filled with liquid. The pressure in the working gap 9 has a constant radius value Ри.ст ·, the same pressure is created in the cavities 6 and 7. Due to the equality of the end working surfaces, the axially movable ring 3 is under the influence of the force F _{fip of the} springs 4, which press it against the ring 3. In this case, the force of the springs 4 should be designed to overcome the friction forces T of the sealing elastic rings against the mating surfaces, i.e. F _n p> T.

Затворная жидкость через канал 10 поступает в полость 7 со стороны атмосферы и далее через перепускное отверстие в корпусе 5 поступает в рабочий зазор 9, вытесняя уплотняемую среду (Рзж. > Ри.ст), обеспечивая промывку стояночного уплотнения.The barrier fluid through the channel 10 enters the cavity 7 from the side of the atmosphere and then through the bypass hole in the housing 5 enters the working gap 9, displacing the sealing medium (Рзж.> Ри.ст), providing flushing of the parking seal.

При вращении импеллера в рабочем зазоре 9 формируется параболическое рас пределение давления Ри дин. Его величина полностью уравновешивает давление уплотняемой жидкости. Давление в полости 7, которая связана с областью низкого давления рабочего зазора 9, оказывается меньше, чем в полости 6, соединенной с периферийной высоконапорной частью импеллера 1 перепускным отверстием 11. Разность усилий по обе стороны аксиально-подвижного кольца 3 определяет осевую силу, перемещающую кольцо 3 и раскрывающую уплотнительный стык в стояночном уплотнении.When the impeller rotates in the working gap 9, a parabolic pressure distribution Ri ding is formed. Its value completely balances the pressure of the liquid being sealed. The pressure in the cavity 7, which is connected with the low-pressure region of the working gap 9, is less than in the cavity 6 connected to the peripheral high-pressure part of the impeller 1 bypass hole 11. The difference in forces on both sides of the axially movable ring 3 determines the axial force that moves the ring 3 and the opening sealing joint in the parking seal.

При этом выбор конструктивных размеров уплотнения вытекает из условия (P2-P2)S>Fnp, где S - площадь торцовой рабочей поверхности полостей 6 и 7, F_np усилие пружин. Герметизация осуществляется только импеллером. Аксиально-подвижное кольцо 3 занимает крайнее положение, перекрывая своим герметизирующим выступом 12 канал 10 затворной жидкости, и подача затворной жидкости прекращается.In this case, the choice of the structural dimensions of the seal follows from the condition (P2-P2) S> Fnp, where S is the area of the end working surface of the cavities 6 and 7, F _{np is the} spring force. Sealing is carried out only by the impeller. The axially movable ring 3 occupies an extreme position, blocking the channel 10 of the barrier fluid with its sealing protrusion 12, and the flow of the barrier fluid is stopped.

Таким образом достигается интенсивная промывка уплотнительного узла и заполнение импеллера затворной жидкостью в режимах стоянки и пуска гидравлической машины, что повышает долговечность уплотнения, при работе его на кристаллизирующихся, абразивосодержащих и полимеризующихся жидкостях.In this way, an intensive flushing of the sealing assembly and filling of the impeller with gate fluid in the parking and start-up modes of the hydraulic machine is achieved, which increases the durability of the seal when operating on crystallizing, abrasive and polymerizing liquids.

Расположение перепускных отверстий в центральной и периферийной части импеллера обусловлено созданием перепада давлений для аксиального перемещения кольца и раскрытия уплотнительного стыка стояночного уплотнения в рабочем режиме. Выполнение герметизирующего выступа позволит в рабочем режиме обеспечить высокую степень герметизации в месте подвода затворной жидкости. Выполнение полостей с равными площадями торцовых рабочих поверхностей позволит исключить влияние гидростатического давления на осевое перемещение аксиально-подвижного кольца 3 в режиме стоянки и полностью испрльзовать усилия пружин, поджимающих его к жестко закрепленному на валу кольца 2. Тем самым обеспечивается прижатие колец одно к другому и, следовательно, достаточная степень герметичности.The location of the bypass holes in the central and peripheral parts of the impeller is due to the creation of a differential pressure for axial movement of the ring and the opening of the sealing joint of the parking seal in operating mode. The implementation of the sealing ledge will allow in the operating mode to provide a high degree of sealing in the place of supply of the barrier fluid. The execution of cavities with equal areas of the end working surfaces will eliminate the influence of hydrostatic pressure on the axial movement of the axially movable ring 3 in the standby mode and fully utilize the efforts of the springs, which compress it to the ring 2 rigidly fixed on the shaft. This ensures that the rings are pressed against one another and, therefore, a sufficient degree of tightness.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A combined seal comprising an impeller-type hydrodynamic seal and a mechanical end seal, the axially movable ring of which is installed in the annular cavity of the housing to form two isolated cavities, one cavity is located on the side of the medium being sealed, and the other is located on the side of the atmosphere, connected to the central part of the working gap formed by the casing and the side of the impeller with the blades, and with the channel of the barrier fluid, characterized in that, in order to increase To ensure the durability of the seal by ensuring its washing in the standby mode, the cavity on the side of the medium being sealed is connected to the peripheral part of the working gap, the area of the end surfaces of the axially movable ring forming the cavities are 5 equal to each other, and on the end surface of the axially movable ring in the cavity from the side of the atmosphere there is a sealing protrusion located opposite the channel of the barrier fluid.