Способ гидродинамического уплотнения вала роторной машины Советский патент 1985 года по МПК F04D29/08 F16J15/42 

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к способу гидродинамического уплотнения вала роторной машины на всех режимах ее работы.

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения на всех режимах работы машины за счет исключения контактного стояночного уплотнения.

На чертеже изображена конструкция турбомашины, с помощью которой реализуется способ гидродинамического уплотнения.

Турбомашина содержит корпус 1, размещенное в нем на валу 2 рабочее колесо 3, причем вал 2 уплотнен с помощью гидродинамического элемента - радиального импеллера 4, установленного на подшипниках 5 с возможностью свободного враш,ения относительно вала 2 и снабженного автономным приводом 6 с зубчатой передачей 7. Для повышения приводной мощности на корпусе 1 может быть размещено несколько приводов 6.

Способ гидродинамического уплотнения вала 2 роторной мащины осуществляется следующим образом.

При неработающей турбомашине при невращающемся вале 2 сначала включают автономный привод 6 и через зубчатую передачу 7 сообщают вращение радиальному импеллеру 4, затем от привода турбомащины (пепоказан) приводят во вращение вал 2, чт; позволяет на режиме с невращаюпхнмся валом и режиме запуска обеспечить необходимую угловую скорость вращения импеллера 4, создать необходимое противодавление и надежно уплотнить вал 2. При останове турбомашины сначала выключают привод вала 2 и останавливают рабочее колесо 3, а привод 6 на стояночном режиме продолжает осуществлять через зубчатую передачу 7 вращение импеллера 4. Перед постановкой ма1иины в резерв выключают привод б и останавливают вращение импеллера 4.

Такой способ гидродинамического уплотнения позволяет нагнетать и создавать необходимое противодавление рабочей среды гидродинамическим элементом на всех режимах работы роторной машины.

Угловая скорость вращения гидродинамического элемента на рассматриваемых режимах с целью повышения КПД и надежности работы роторной мащины может иметь различные значения и регулироваться. Так, при неработающей роторной машине и невращающемся вале в стояночном режиме с целью уменьщения потребляемой мощности и исключения нагнетания воздуха из атмосферы в систему угловая скорость гидродинамического элемента должна быть ниже величины, характерной для расчетного режима работы роторной машины, а на режимах запуска и останова из тех же соображений, угловая скорость вращения гидродинамического элемента должна соответственно повыщаться или уменьщаться, обеспечивая оптимальную работу гидродинамического уплотнения, в зависимости от угловой скорости вращения вала роторной мащины.

Привод вращения гидродинамического элемента может быть автономным (электрическим, пневматическим или гидравлическим) или осуществлен непосредственно от привода роторной машины через коробку скоростей или муфту обгона.

Способ гидродинамического уплотнения может быть использован не только для гидравлических роторных машин (насосов, гидромоторов), а также в воздушных и газовых роторных машинах (компрессорах, турбинах.).

Применение способа гидродинамического уплотнения позволит расщирить область его применения в роторных мащинах, снять ограничения по использованию гидродинамических элементов из-за их неэффективности на режимах запуска, останова и при невращающемся вале, повысить надежность и упростить устройство уплотнения за счет исключения из конструкции роторных мащин контактных уплотнений валов, обеспечить полную герметичность вращающегося вала гидродинамическим уплотнением на всех режимах работы роторных машин.

СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА РОТОРНОЙ /ИВАШИНЫ, включающий создание противодавления гидродинамическим элементом в задисковой пазухе давлению рабочей среды путем вращения элемента на расчетном режиме работы машины со скоростью, превыщающеи скорость вращения вала, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности уплотнения на всех режимах работы машины за счет исключения контактного стояночного уплотнения, на режиме запуска сначала сообщают вращение гидродинамическому элементу, после чего приводят во вращение вал, на режиме останова сначала останавливают вращение вала, а затем снижают скорость вращения элемента, при этом на стояночном режиме последний вращают со скоростью, меньшей скорости вращения вала на расчетном режиме. (Л --vl 00 со сд оо