СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫСОКОНАПОРНОГО НАСОСА Российский патент 1994 года по МПК F04D15/00 

Изобретение может быть использовано в питательных насосах тепловых электростанций.

Известны разгрузочные устройства насосов, выполненные в виде гидропяты, имеющие торцовую щель, образованную рабочими поверхностями неподвижной детали, укрепленной на корпусе насоса, и разгрузочным диском ротора. Величина зазора щели есть функция режима работы насоса: при увеличении осевой силы зазор уменьшается.

Целью изобретения является повышение надежности и износостойкости гидропяты путем предупреждения возникновения эрозии и кавитации, а также механического контакта рабочих поверхностей торцовой щели.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе регулирования насоса по параметру режима работы насоса, включающем сравнение с допустимым значением и последующим изменением режима работы насоса, в качестве параметра используют давление на начальном участке торцовой щели гидропяты.

На фиг. 1 показана гидропята с торцовой щелью, в которой реализуется предлагаемый способ; на фиг. 2 - эпюра распределения давления в торцовой щели.

Гидропята содержит корпус 1 насоса, разгрузочный диск 2, вал 3 ротора, устройство 4 измерения давления, радиальная щель 5 гидропяты, торцовая щель 6 P₁ - давление насоса, P₂ - давление в разгрузочной камере, P₃ - давление на выходе из щели, А - осевое усилие насоса.

Способ осуществляют следующим образом.

Во время работы насоса жидкость под действием его давления P₁ через радиальную щель 5 и торцовую щель 6 вытекает в камеру за разгрузочным диском 2. При этом осевое усилие A уравновешивается давлением P₂ и перепадом давления P₃, срабатываемым в торцовой щели.

Эпюра распределения давления в торцовой щели показана на фиг. 2 и в основном соответствует уравнению Бернулли
P = P₂- ; где V_r - радиальная скорость потока в щели.

Эпюра распределения имеет две характерные особенности: падение давления на входе в щель, учитываемое уравнением Бернулли; падение и последующее восстановление давления в пределах начального участка щели, не учитываемое уравнением Бернулли.

При увеличении осевого усилия зазор торцовой щели уменьшается, а скорость потока в ней увеличивается, вызывая резкое увеличение указанных падений давления. Если скорость потока увеличивается сверх критической, то начинается интенсивная эрозия и износ стенок торцовой щели. Для предупреждения интенсификации износа измеряют давление на начальном участке торцовой щели, сравнивают его с допускаемым и в случае необходимости переводят насос в безопасный режим работы.

Если падения давления снизят его ниже давления насыщения паров жидкости, то в щели начинается вскипание и кавитация, в дальнейшем распространяющиеся на всю или часть длины щели. Кавитация в свою очередь резко интенсифицирует эрозию стенок, что приводит к их неравномерному износу, показанному кривой в на фиг. 1. Неравномерность износа приводит к локальным механическим контактам стенок торцовой щели, что является началом их разрушения.

Для измерения давления может быть использован контактный манометр, что позволяет получить электрический импульс, сигнализирующий о достижении допускаемого давления. Импульс можно использовать в системе автоматического управления насосом, например в системе его зажиты.

Применение способа предупреждает механический контакт стенок щели и работу насоса с недопустимо пониженными давлениями в торцовой щели, что предохраняет ее от интенсивного эрозионного износа, т.е. продлевает срок ее службы.

Сущность изобретения: измеряют давление в торцовой щели гидропяты. Сравнивают с допустимым значением и изменяют режим работы насоса. Давление измеряют на начальном участке торцовой щели гидропяты. 2 ил.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫСОКОНАПОРНОГО НАСОСА путем измерения давления в торцевой щели гидропяты, сравнения с допустимым значением и последующего изменения режима работы насоса, отличающийся тем, что давление измеряют на начальном участке торцевой щели гидропяты.