БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК F16J15/42 

Описание патента на изобретение RU2084731C1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бесконтактным уплотнительным устройствам импеллерного типа вращающихся валов гидромашин [1]
Известны гидродинамические импеллерные уплотнения.

Наиболее близким техническим решением является конструкция уплотнения с открытым импеллером в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками, расположенного в кольцевой камере корпуса с постоянными по окружности радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры, а также постоянными осевыми зазорами между торцовыми поверхностями лопаток и ответной плоской торцевой поверхностью стенки камеры корпуса [2]
Недостатком уплотнения является невысокая герметизирующая способность при режимах работы машины с высоким перепадом давления на уплотнении.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в устранении указанного недостатка, а именно в повышении эффективности герметизации.

Сущность изобретения заключается в увеличении турбулизации потока жидкости и гидравлического сопротивления в зазорах между поверхностями лопаток и ответными поверхностями кольцевой камеры корпуса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном уплотнении, включающем вал, корпус и установленный на валу импеллер открытого типа с выполненными на одной его стороне радиальными лопатками, размещенный в кольцевой камере корпуса с постоянными по окружности зазорами между внешними кромками и торцовыми поверхностями лопаток и ответными поверхностями стенок кольцевой камеры, геометрические размеры смежных лопаток или их групп выполнены циклически переменными по окружности импеллера. Это достигается двумя путями: высота смежных лопаток (или их групп) изменяется по синусоидальному закону или радиальный размер смежных лопаток (или их групп) изменяется по синусоидальному закону.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства; на фиг.2 развертка наружной поверхности импеллера; на фиг.3 разрез по А-А на фиг.1.

Вал 1 устройства установлен в корпусе 2 в кольцевой его камере 3. На валу 1 закреплен импеллер 4 с выполненными на одной его стороне радиальными лопатками 5. Импеллер 4 с лопатками 5 установлен в камере 3 с постоянными радиальными зазорами 6 между внешними кромками 7 лопаток 5 и цилиндрической поверхностью 8 камеры 3, а также с постоянными осевыми зазорами 9 между торцовыми поверхностями 10 лопаток 6 и ответной плоской торцовой стенкой 11 камеры 3.

Особенностью устройства является то, что геометрические размеры смежных лопаток 5 или их групп выполнены циклически переменными по окружности импеллера 4. В одном варианте импеллер 4 выполнен таким образом, что высота h (фиг. 2) смежных лопаток 5 или групп лопаток 5 изменяется по синусоидальному закону, а в другом варианте радиальный размер z (фиг. 3) смежных лопаток или их групп изменяется по окружности импеллера 4 по синусоидальному закону. Закон изменения размеров лопаток 5 по окружности выбран синусоидальным для уменьшения отрицательных шумовых эффектов и вибрации машины при работе.

Устройство работает следующим образом. Жидкость в зазорах 6 и 9 между вращающимся импеллером 4 и стенками 8 и 11 камеры 3 корпуса находится в сложном движении, закручивается за счет сил трения и проскальзывает относительно лопаток 5. В области лопаток 5 имеет место радиальное течение к периферии и в осевом направлении, а в осевом зазоре 9 между торцовыми кромками 10 лопаток 5 и плоской торцевой стенкой 11 корпуса 2 от периферии к центру. Вследствие этого образуются циркуляционные зоны, возникают отрывные течения, возвратные потоку, и вихри. При наличии лопаток или их групп с циклически переменными по окружности геометрическими размерами картина течения еще более усложняется, поскольку в области смежных лопаток (или их групп) имеют место неодинаковые циркуляционные процессы и различные локальные значения параметров жидкости скорости и давления.

Наличие в уплотнении лопаток 5, выполненных с геометрическими размерами, циклически переменными по окружности импеллера 4, означает, что помимо лопаток 5 при работе устройства возникают области аномальной турбулизации потока в жидкостном тракте, циклически размещенных в полостях уплотнения, образуется своеобразный ряд дополнительных "лопаток". В результате увеличивается турбулизация потока и гидравлическое сопротивление тракта, в итоге повышается эффективность герметизации уплотнения.

Похожие патенты RU2084731C1

название год авторы номер документа
БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 1992
  • Голубев Г.А.
  • Маркина Е.В.
  • Страмнов Ю.С.
RU2037710C1
ИМПЕЛЛЕР 1992
  • Голубев Г.А.
  • Маркина Е.В.
  • Страмнов Ю.С.
RU2037711C1
БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 1992
  • Голубев Г.А.
  • Добрынин А.Н.
  • Маркина Е.В.
  • Страмнов Ю.С.
RU2037709C1
ИМПЕЛЛЕР 1992
  • Голубев Г.А.
  • Добрынин А.Н.
  • Маркина Е.В.
  • Страмнов Ю.С.
RU2036364C1
ОХЛАЖДАЕМЫЙ ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ 1994
  • Егоров И.Г.
  • Евстигнеев В.В.
RU2085776C1
ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ 1994
  • Голубев Г.А.
  • Ларин Б.Н.
  • Маркина Е.В.
  • Плохов Ю.А.
RU2065111C1
ВИНТОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА 1992
  • Голубев Г.А.
  • Ларин Б.Н.
  • Маркина Е.В.
RU2037712C1
БУСТЕРНЫЙ ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 1996
  • Ромасенко Е.Н.
RU2106534C1
УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА 1994
  • Голубев Г.А.
  • Добрынин А.Н.
  • Маркина Е.В.
RU2065108C1
КОЛЬЦЕВОЙ ДИФФУЗОР СТАТОРА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 1995
  • Корчинский В.В.
  • Каналин Ю.И.
RU2103560C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 084 731 C1

Реферат патента 1997 года БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Использование: для уплотнения вращающихся валов гидромашин. Сущность изобретения : на валу установлен импеллер открытого типа с выполненными на одной его стороне радиальными лопатками. Импеллер размещен в кольцевой камере корпуса с постоянными по окружности радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса и постоянными осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой поверхностью стенки камеры корпуса. Геометрические размеры смежных лопаток или их групп выполнены циклически переменными по окружности импеллера. Высота смежных лопаток или их групп изменяется по синусоидальному закону. Радиальный размер смежных лопаток или их групп изменяется по синусоидальному закону. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 084 731 C1

1. Бесконтактное уплотнительное устройство, включающее вал, корпус и установленный на валу импеллер открытого типа с выполненными на одной его стороне радиальными лопатками, размещенный в кольцевой камере корпуса с постоянными по окружности радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса, а также постоянными осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой поверхностью стенки камеры корпуса, отличающееся тем, что геометрические размеры смежных лопаток или их групп выполнены циклически переменными по окружности импеллера. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота смежных лопаток или их групп изменяется по синусоидальному закону. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиальный размер смежных лопаток или их групп изменяется по синусоидальному закону.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2084731C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Гидродинамическое импеллерное уплотнение гидромашины 1981
  • Александров Станислав Леонидович
SU1052725A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Уплотнение и уплотнительная техника: Справочник.-М.: Машиностроение, 1986, с
Стрелочный контрольный замок 1924
  • Федотов В.А.
SU422A1
Способ гальванического снятия позолоты с серебряных изделий без заметного изменения их формы 1923
  • Бердников М.И.
SU12A1

RU 2 084 731 C1

Авторы

Голубев Г.А.

Маркина Е.В.

Страмнов Ю.С.

Даты

1997-07-20Публикация

1992-10-26Подача