Способ регулирования характеристик гидродинамического импеллерного уплотнения вала насоса Советский патент 1984 года по МПК F04D29/04 F04D29/08 

I , 10 Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к способам регулирования гидродинамических уплотнений импеллерного типа, и может быть использовано в центробежных на сосах при уравновешивании осевых сил, действующих на вращающийся ротор. Основными характеристиками гидродинамических уплотнений являются создаваемьш ими перепад давлений, а также, в тех случаях, когда радиальное уплотнение используется как разгрузочное устройство, добавляется такая важная характеристика, как осевая сила, действующая на диск им пеллера. Эти характеристики существенно зависят от плотности перекачиваемой среды, находящейся в гидра лическом тракте уплотнения. Известен способ регулирования ха рактеристик гидродинамического имлеллерного уплотнения путем изменен частоты вращения его диска Ml Недостатком данного способа является низкая надежность при регули Iровании характеристик гидродинамического уплотнения в широком диапазоне. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сп соб регулирования характеристик гид родинамического импеллериого уплотнения вала насоса путем подачи дополнительного рабочего тела и изменения физических свойств перекачива емой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения 2. Недостатками известного способа являются: узкий диапазон регулирования характеристик- уплотнения, так как величина наддува газовой полости ограничена утечками воздуха или газа концевые уплотнения,прочностью ко пуса в этой части насоса, а также смещением границы раздела фаз в уплотнении к наружному диаметру диска импеллера-, сложность регулирования характеристик уплотнения, объясняющаяся трудностью изменения и поддержания давления в газовой полости при нали чии постоянных утечек через концевы уплотненияJ низкая надежность регулирования характеристик уплотнения из-за необ ходимдсти для осуществления способа .иметь дополнительный источник давления воздуха в виде компрессора, не уступающего по сложности центробежному насосу, а также иметь систему регулирования давления. Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона регулирования. Указанная цель достигается тем, что согласна способу регулирования характеристик гидродинамического импеллерного уплотнения вала насоса путем подачи дополнительного рабочего тела и изменения -физических свойств перекачиваемой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, в качестве рабочего тела используют жидкость с плотностью, отличающейся от плотности перекачиваемой среды, и регулируют ее подачу в зависимости от режима работы насоса. При этом для увелигшния перепада давления и осевой силы, создаваемой импеллером, подают жидкость с плотностью больше, а для уменьшения меньше плотности перекачиваемой среды. На чертеже изображено гидродинамическое радиальное уплотнение. Гидродинамическое радиальное уплотнение содержит корпус 1 и расположенный в нем на валу 2 импеллер в виде диска 3 с радиальными лопатками или пазами 4. С гладкой стороны диска 3 находится перекачиваемая среда, а в гидравлический тракт в межлопаточные каналы, образованные лопатками или пазами 4, через каналы 5 в корпус 1 подают жидкость с плотностью, отличающейся от плотности перекачиваемой среды, а через каналы 6 ее отбирают. Регулирование производят с помощью вентилей 7. Емкость 8 с жидкостью с плотностью больше, а емкость 9 с плотностью меньше плотности перекачиваемой среды. Емкость 10 служит для отбора жидкости из уплотнения. При работе на расчетном режиме характеристики уплотнения обеспечиваются заданными зн чениями геометрических и режимных параметров импеллера,, При изменении режима работы насоса или рода перекачиваемой среды может возникнуть режим работы уплотнения, когда создаваемый импеллером перепад давлений или осевая сила будут недостаточными или значительно превышать необходимые значения. Так например, для повышения перепада давления и осевой силы через каналы 5 из емкости 8 подают жидкость -. с плотностью больше плотности перекачиваемой среды и смешивают ее с последней. Жидкость через каналы 5 может подаваться как самотеком, так и подсасываться самим импеллером в связи с тем, что в области у вала 2 со стороны лопаток или йазов 4 создается разрежение. Так как гидродинамические радиальные уплотнения с лопаточной стороны диска 3 являются бёзрасходными устройствами, то количество подаваемой в уплотнение жидкости незначительно и не превьшает объема полостей между корпусом 1 и импеллером. При повторном изменении режима работы насоса количество жидкости с повышенной плотностью, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, может быть увеличено ее подачей через каналы 5 или уменьшено путем ее отбора в емкость 10 через каналы 6, расположенные на периферии диска 3 в корпусе 1 импеллера, где повьшенное давление..Таким же образом производится регулирование уплотнения при подаче в гидравличес кий тракт жидкости с плотностью меньше плотности перекачиваемой среды. В связи с тем, что в уплотнение может быть подана из емкости 8 жидкость с плотностью больше, а из ем.кости 9 - с плотностью меньше плот004кости перекачиваемой среды, регулирование характеристик, а именно создаваемого перепада давления и осевой силы, осуществляется в широких пределах. Аналогичным образом может быть произведена регулировка герметичности гидродинамического уплотнения без изменения его конструкции при постоянных значениях геометрических параметров . Возможны также конструкции с автоматическим регулированием характеристик гидродинамического уплотнения по предлагаемому способу. Для этого оно должно быть снабжено датчиком давления или осевой силы и исполнительным механизмом, изменяющим площадь проходных сечений каналой 5 и 6. Площадь каналов 5 и 6 можно регулировать также при перемещении вала 2 с импеллером в корпусе 1 под действием неуравновешенной осевой силы. Предлагаемьи способ может быть реализован не только в радиальных импеллерах, а также в других гидродинамических уплотнениях, например, в осевых импеллерах. Использование предлагаемого способа регулирования позволит расширить диапазон создаваемых перепадов давлений и уравновешивающих осевых сил без конструктивных изменений уплотнений, а также дает возможность упростить и повысить надежность регулирования характеристик без остановки насосов.

1. СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОдаНАШЧЕСКОГО ИМПЕЛЛЕРНОГО УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА НАСОСА путем подачи дополнительного рабочего тела и изменения физических свойств перекачиваемой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и расширения диапазона регулирования, в качестве рабочего тела используют жидкость с плотностью, отличающейся от плотности перекачиваемой среды, и регулируют ее пода- чу в зависимости от работы насоса. 2. Способ по п. 1 , о т л и ч аю щ и и с я тем, что для увеличения перепада давления и осевой силы, создаваемой импеллером, подают жидкость с плотностью больше, а для уменьшения - меньше плотности перекачиваемой среды. 10 8 9 У / о CJD О5 4 О О