Импеллер Советский патент 1986 года по МПК F04D29/08 

Изобретение относится к гидромашиностроению, а более конкретно к уплотнениям валов гидронасосов.

Цель изобретения повышение надежности и КПД путем регулирования характеристик импеллера.

На фиг. 1 представлена схема импеллера с механизмом пере.мещения втулки в виде пружины кручения, на фиг. 2 - то же, с .ме- ханизмо.м перемещения, нынолненным в виде радиально подвижных 1рузов; на фиг. 3 - то же, с механизмо.м перемещения, выполненным в виде упорной пружины и каналов, сообпхенных с полостью низкого давления.

Импеллер содержит корпус 1, установленный в нем на валу 2 диск 3 с радиа;1ь- ными ,топатками или пазами 4 на торцовой поверхности, обрапхенной к об.1асти низкого давления, и кольцевой выступ 5, выполненный по наружному диаметру диска 3 и перекрываюпщй 1)сеЕ)ой зазор 6 .между лопаточной стороной диска 3 и корпусом 1. Кольцевой выступ 5 вьпю.апеи в виде подвижной втулки, импеллер ошбжен механизмо.м ocerioro пере.мещепия, а в диске 3 выполнена к(..чьцевая проточка 7, причем механизм осевого перемещения и подвижная втулка ус1ап(Л1леиы и Ko. ibaeEioi i проточке 7.

Механизм осевого перемепим ия можеч быть выполнен и иидс пружины 8 кручения (фиг. 1 ). вькчуп Г) и прогочка 7 соединены пос|Н Д(.твом речьГкип) о соедииепия 9, а на торцовой ;||)ве|)хпис ги вту:1ки вьпюлпепы радиа;1ьцые iianiji 10. .е.чанизм осевого пере- меп;ения может бь1гь нып(г 1неп в виде la- диальпо ;1одвпжных гру SOB I 1 ((1иг. 2) и упорной пружины 12, виут|)е11пи11 rojten выступа о имеет коппческук) поверхность 13, причем вту.1ка при.жа1а к ,ам II своей конической поверхностью 13 посредством пружины 12. Механизм oceiuxo перемещения может быть выполнен в упорной пружины 14 (фиг. 3) и капялов 15, сообщающих полость проточки 7 с областью )1изкого давлепия импеллера.

Импеллер (ки отасг )щим образ1)м.

При вращепи. нала 2 лопатки 4 со:1да- ют пе 1епад давлеппя, :1е(.)бходимый для па- дежно1 0 уп, 101пения, а величина перекрытия осевого зазора ( выступом 5 устанавливается в завпсимое I и от режима работы из условия минималыкзй величины засасывапия (барботажа) га.за импе.тлером н гидравлический тракт и максимального КПД уплотнения. Величина перекрытия должна учитывать расположение ротора в корпусе 1. При изменении режима работы роторной мац1ины (насоса, турбины и т.д.) должно производиться регулирование ве,пичины перекрытия выступом 5 осевого зазора 6 между лопаточной стороной диска 3 и корпусом 1 путем осевого перемещения выступа 5.

5

0

5

5

0

5

0

5

Регулирование импеллера (фиг. 1) осуществляется автоматически при изменении угловой скорости вращения вала. При по- угловой скорости вращения импеллера увеличивается засасывание (барботаж) газа в гидравлический тракт, для уменьшения которого длина выступа 5 должна быть увеличена. Радиальные пазы 10 на торцовой поверхности выступа 5 работают как центробежный микронасос. Крутящий мо- .мент от действия пазов 10 передается на выступ 5 и пропорционален квадрату уг ловой скорости вращения вала 2. Крутящий момент от действия пазов 10 уравнове- пJИвaeтcя пружиной 8 кручения. Поэтому при увеличении угловой скорости вращения вала 2 крутяп1ий момент от действия пазов 10 увеличивается, и происходит поворот вы- стула 5 по винтовой передаче, осуществляется выдвижение выступа 5 и увеличивается nejH KpbiTne осевого зазора 6. При умепыиении угловой скорости вращения ва- . la 2 крутящий момент на выступе 5 умень- П1ается, (гг пружины 8 выступ поворачива- егся, и величина перекрытия осевого зазо- )а 6 выступом 5 у.меньшается.

Регули(к)вание импеллера (фиг. 2) осу- п1ествляется при изменении угловой скорости вращения вала. При повышении угловой скорости вращения вала 2 центробежная сила, действуюн1ая на грузы 11, увеличивается, они перемещаются в радиальном направлении к периферии, преодолевают усилие от действия пружины 12 и благодаря конической торцовой поверхности 13 переме- П1ают в осевом направлении выступ 5, увеличивая величину перекрытия осевого зазора 6. При yMenbHjeHHH угловой скорости вращения вала 2 центробежная сила на грузы 11 умепьп1ается, под действием пружины 12 грузы перемещаются в направлении к валу 2, выступ 5 под действием пружины 12 перемещается, уменьшая величину перекрытия осевого зазора 6.

Регулирование импеллера (фиг. 3) осуществляется при изменении режима работы, вы: ывающег о изменение перепада давлений на импеллере. Так, при увеличении перепада давления на имнеллере граница раздела фаз перемеп1ается к валу 2, и засасывание (барботаж) газа уменьшается, )гому величина перекрытия осевого зазора Г) до. 1жна уменьшаться. При уменьщении пер1М1ада давления на имнеллере граница раздела фаз перемещается к периферии диска 3, и засасывание газа (барботаж) увеличивается, поэтому величина перекрытия осе- Boi o зазора 6 должна увеличиваться.

Выступ 5 в данной конструкции выполняет роль кольцевого поршня, на который действует перепад давлений на импеллере, поэтому выступ 5 выполняет необходимые перемещения при изменении перепада давления па импеллере.

Так, при повышении перепада давления на импеллере выступ 5 сжимает пружину 14 и перемещается, уменьшая величину перекрытия осевого зазора 6 выступом 5, а при уменьшении перепада давления выступ 5 под действием пружины 14 уменьшает величину

перекрытия осевого зазора 6 выступом 5 Указанные перемеш,ения выступа 5 обеспс чиваются тем, что давление в камере проточки 7 поддерживается постоянным, в данном случае равным давлению в газовой полости уплотнения.

фиг г

75

Составитель Ю. Ннкитченко

Редактор Л. ПовханТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 4389/28Тираж 586Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г Ужгород, ул. Проектная, 4