ИМПЛЛЕРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1994 года по МПК F16J15/44 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для гидродинамических уплотнений валов насосов.

Известен импеллер, содержащий корпус, установленный в нем диск с радиальными каналами, заполненными деформируемым наполнителем, выполненным в виде гранул, и устройство фиксации и сжатия наполнителя. Указанное техническое решение позволяет уплотнить вал [1].

Однако, граница раздела фаз не стабильна при изменении режимов работы насоса.

Наиболее близким техническим решением является импеллер, содержащий корпус, установленный на валу диск с бандажом и радиальными лопатками и устройство для стабилизации границы раздела фаз, при этом устройство связано с вторичным потоком от источника жидкости с помощью регулиуемого дросселя и выполнено в виде канала в корпусе импеллера [2].

Это техническое решение недостаточно эффективно, так как для регулировки границы раздела фаз используется дополнительный источник жидкости.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения за счет более эффективного регулирования границы раздела фаз.

На фиг.1 показано импеллерное уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Импеллерное устройство содержит корпус 1, установленный на валу 2 диск 3, снабженный бандажным кольцом 4 и радиальными пазами 5. Внутри диска 3 выполнена полость 5, одна из поверхностей которой имеет направляющие каналы 7, связанные через сквозные прорези 8 в бандажном кольце 4 с радиальными пазами 5.

Устройство для стабилизации границы раздела фаз выполнено в виде грузов 9, упругих стержней 10 на поворотных шарнирных узлах 11 и гибких пластин 12 П-образной формы. Грузы 9 размещены в полости 6 и направляющих каналах 7, соединены с упругими стержнями 10 и скреплены с гибкими пластинами 12, пропущенными с возможностью перемещения через направляющие каналы 7, сквозные прорези 8 и радиальные пазы 5.

Импеллерное уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала с установленным на нем диском 3 граница раздела жидкой и газовой фаз устанавливается на каком-то заданном уровне. При увеличении скорости вращения вала перепад давления на диске 3 изменяется и граница раздела фаз может также изменить свое положение. Для стабилизации этой границы в указанном случае перемещаются гибкие пластины 12, которые выходят по радиальным пазам 5. Пластины 12 перекрывают заподлицо радиальные пазы 5, так как они выполнены П-образной формы. Перекрытие пазов 5 осуществляется самым эффективным способом - от периферии к центру. Изменение площади зазоров приводит к соответствующему изменению перепада давления на диске 3 и, следовательно, к удержанию границы раздела фаз на требуемом уровне. Перемещение пластин 12 обеспечивает под действием центробежных сил взаимное воздействие грузов 9, установленных в направляющих каналах 7, выполненных в полости 6 диска 3, и упругих стержней 10, размещенных в поворотных шарнирных узлах 11. Упругие стержни 10 убыстряют возврат грузов 9 и связанных с ними пластин 12 к какому-то среднему положению, что позволяет эффективно регулировать (поддерживать постоянной) границу раздела фаз. Среднее положение пластин 12 и, следовательно, стержней 10 и грузов 9 устанавливается для расчетного режима вращения вала 2. В случае уменьшения числа оборотов пластины 12 совершают соответствующие перемещения.

Таким образом, перепад давления на импеллерном уплотнении поддерживается постоянным независимо от скорости вращения вала.

Использование: для гидродинамических уплотнений валов насосов. Сущность изобретения: на валу установлен диск с бандажом и радиальными пазами на одной из его сторон. В диске выполнены полость, радиальные направляющие каналы и сквозные прорези, соединяющие каналы с пазами. Устройство для стабилизации границы раздела фаз выполнено в виде грузов, упругих стержней на поворотных шарнирных узлах и гибких пластин П-образной формы. Грузы размещены в полости и направляющих каналах, соединены с упругими стержнями и скреплены с гибкими пластинами, пропущенными с возможностью перемещения через каналы, сквозные прорези и радиальные пазы. 2 ил.

ИМПЕЛЛЕРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее корпус, установленный на валу диск с бандажом и радиальными пазами на одной из его сторон и устройство для стабилизации границы раздела фаз, отличающееся тем, что в диске выполнены полость, радиальные направляющие каналы и сквозные прорези, соединяющие каналы с пазами, при этом упомянутое устройство выполнено в виде грузов, упругих стержней на поворотных шарнирных узлах и гибких пластин П-образной формы, причем грузы размещены в полости и направляющих каналах, соединены с упругими стержнями и скреплены с гибкими пластинами, пропущенными с возможностью перемещения через направляющие каналы, сквозные прорези и радиальные пазы.