Способ регулирования импеллерного уплотнения вала роторной машины Советский патент 1984 года по МПК F04D29/10 

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в импеллерных уплотнениях центробежных насосов, работающих при различных частотах вращения вала. Известен способ регулирования импеллерного уплотнения вала роторной машины, включающий изменение диаметра или высоты лопастей импеллера при изменении частоты вращения вала, который реализован в конструкции центробежного насоса 1. В этой конструкции в связи с тем, что импеллерное уплотнение выполняет одновременно функции разгрузочного устройства, при увеличении частоты вращения ротора для уравновешивания осевых сил под деиствием центробежных сил происходит увеличение диаметра расположения лопастей на диске, либо их высоты. При уменьшении частоты вращения диаметр или высота лопастей уменьшаются. Однако в целом ряде роторных машин не требуется увеличения перепада давления на импеллерном уплотнении при увеличении частоты вращения ротора. Это некоторые типы объемных насосов, гидромоторов, редукторов и т. д. Недостатком известного способа регулирования является низкий КПД мащины, так как в таких машинах при неизменных или увеличивающихся геометрических параметрах уплотнения с увеличением частоты вращения вала потребляемая мощность растет. Цель изобретения - повышение КПД мащины. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования импеллерного уплотнения вала роторной машины, включающему изменение диаметра или высоты лопастей импеллера при изменении частоты вращения вала, диаметр или высоту лопастей импеллера при увеличении частоты врашения вала уменьшают, а при уменьшении частоты вращения -- увеличивают. На фиг. 1 изображен импеллер с радиальными лопастями (пазами) и регулированием их высоты; на фиг. 2 - импеллер с радиальными лопастями и регулированием их диаметра; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1. И у1пеллерное уплотнение с регулируемой высотой лопастей (фиг. 1) содержит корпус 1 и расположенный в нем на валу 2 диск 3, в котором установлены подпружиненные пружинами 4 стержни 5, жестко связанные с лопастями 6, размешенными в пазах 7 с возможностью перемещения под действием центробежной силы. Импеллерное уплотнение с радиальными лопастями (фиг. 2) содержит дополнительно центробежный механизм радиального перемещения лопастей, включающий в себя грузы 8, подпружиненную пружинами 9 подвижную в осевом направлении втулку 10 с осями И, контактирующими с наклонными участками 12 на втулке 10. При работе роторной машины на номинальном режиме вал 2 уплотняется относительно корпуса 1 за счет образования импеллерного уплотнения на торцовой поверхности диска 3. Значения высоты лопастей (фиг. 1) или их диаметра (фиг. 2) обеспечивают необходимый перепад давлений. При увеличении частоты вращения вала высоту и диаметр лопастей импеллера ументщают, а при уменьшении угловой скорости- увеличивают. При повыщении частоты вращения вала 2 (фиг. 1) лопасти 6 со стержнями 5, сжимая пружины 4, под действием центробежной силы перемещаются и уменьшают глубину пазов 7, что позволяет уменьшить потребляемую импеллером мошность и сохранить создаваемый им перепад давлений. При уменьшении угловой скорости вращения вала 2 (фиг. 1) лопасти 6 со стержнями 5 перемещаются вглубь пазов 7 под действием пружин 4, увеличивая глубину пазов 7. При повышении угловой скорости врашения вала 2 (фиг. 2) от грузов 8 втулка 10 переместится в осевом направлении влево, а лопасти 6, контактирующие с наклонными участками 12, переместятся в радиальном направлении, уменьшая диаметр лопастей. При уменьшении угловой скорости устройство работает обратным образом. Использование предлагаемого устройства позволит повысить КПД и уменьшить энергетические затраты на привод за счет установления оптимальных параметров импеллерного уплотнения при изменении режима работы роторных машин.

Фиг.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИМПЕЛЛЕРНОГО УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА РОТОРНОЙ МАШИНЫ, включающий изменение диаметра или высоты лопастей импеллера при изменении частоты вращения вала, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД маши-ны, диаметр или высоту лопастей импеллера при увеличении частоты вращения вала уменьщают, а при уменьщений частоты вращения - увеличивают. (Л