Лабиринтный импеллер Советский патент 1987 года по МПК F16J15/447 

веденная с избыточным давлением по каналу-9 в кольцевую полость 8 и преодолевающая сопротивление участка 6 дополнительного импеллера и щелево го уплотнения 12. Смесь затворной и уплотняемой сред отводится по каналу 10. Другая часть затворной жидкости, преодолевая сопротивление участка 7

1

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, в частности к уплотнениям лабиринтно-винтового типа, предназначенным для герметизации вра- щ ющихся валов.

Целью изобретения является расширение диапазона применения и повышение герметичности и надежности лабиринтного импеллера за счет одновременного исключения протечек рабочей среды наружу и подсоса наружного воздуха в уплотняемую полость.

На фиг . 1 изображен один из вариантов исполнения предлагаемого лабиринтного импеллера; на фиг.2 - вариант исполнения со щелевыми уплотнениями, размещенными в кольцевой полости отвода утечек.

Лабиринтный импеллер (фиг.1) состоит из основного импеллера 1, отделенного буртиком 2 на валу 3 и кольцевой канавкой 4 в корпусе (или гильзе) 5 от дополнительного отбойника, состоящего из двух участков 6 и 7, имеющих встречное направление резьбовых нарезок в их винтах и гильзах. Участки 6 и 7 разделены кольцевой полостью 8, в которую по каналу 9 подводится затворная среда. Из полости канавки 4 по каналу 10 осуществляется в случае необходимости отвод утечек уплотняемой и затворной сред. Основной импеллер 1 и каждый из участков 6 и 7 дополнительного отбойника в своих концевых по ходу среды частях снабжены щелевыми уплотнениями 11-13 соответственно,-каждое из которых состоит из пары колец 14 и 15, 16-и 17, 18 и 19. Кроме того, в конструкции предусмотрено наличие кольцевой полости 20 для отвода утечки

335767

дополнительного импеллера и щелевого уплотнения 13, отводится из кольце- вой камеры 20 по каналу 21. Благодаря заданному соотношению сопротивлений щелевых уплотнений такое течение в уплотняемой и затворной средах обеспечивается во всем диапазоне вращений вала. 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

затворной жидкости по каналу 21 и концевого уплотнения 22.

В другом варианте исполнения (фиг.2) щелевые уплотнения основного импеллера и ближнего к нему участка дополнительного отбойника образованы обращенными друг к другу участками поверхностей буртика 2 .и канала 10

отвода утечек. Для этого щелевые уплотнения 11 (основного импеллера 1) и 12 (участка 6) размещены в кольцевой канавке 4 отвода утечек, а их связанные с валом 3 кольца 15 и 17

совмещены с буртиком-2.

Лабиринтный импеллер работает сле- дующим образом.

Уплотняемая среда из уплотняемой полости под давлением Р попадает в

рабочий зазор основного импеллера 1 и, проходя через щелевое уплотнение 11, частично проникает в кольцевую канавку 4, откуда через канал 10 отвода утечек уходит в дренаж. В зту

же канавку 4 попадает частично затворная среда, подаваемая в кольцевую полость 8 по каналу 9 подвода затворной среды, проходящая через рабочий зазор участка 6 отбойника и отводимая затем из канавки 4 через канал 10 в дренаж. Остальная часть затворной среды, проникая через рабочий зазор участка 7 отбойника в кольцевую полость 20, закрытую с другой

стороны концевым уплотнением 22, отводится оттуда по каналу 21 также в дренаж (или обратно в систему питания затворной среды).

Для того, чтобы обеспечить одно- временно исключение протечек рабочей среды из уплотняемой полости наружу и подсоса наружного воздуха в уплотняемую полость, предусмотрено соблюдение следующей системы неравенств:

т 4 4 ПОА 5 т

.

-7 Ос К Т ОТ

где

е. гидравлическое сопротивление щелевого уплотнения первого дополнительного отбойника;

бом случае предотвращается выход уплотняемой среды наружу и подсос в уплотняемую полость наружного воздуха .

Во втором варианте (фиг.2) увеличен щелевой эффект уплотнений 11 и 12 (благодаря торцевым зазорам между буртиком 2 и боковыми поверхностями

гидравлическое сопротивле-ю канаЕ ки 4), повьшзается надежность ние канала подвода затвор- предотвращения прямого вылета частиц ной среды;при повьшенной вибрации вала, упро 2 - гидравлическое сопротивле- щается конструкция и в связи с этим ние щелевого уплотнения снижается стоимость изготовления второго дополнительного 15 узла.

отбойника;Предлагаемое техническое решение

позволяет расширить область применения лабиринтного импеллера на агре)ПОД

) оси

о.гидравлическое сопротивление щелевого уплотнения основного импеллера;

гаты, перекачивающие агрессивные и

гидравлическое сопротивле-20 высокотемпературные среды,.а также ние канала отвода утечек. работающие в широком диапазоне изменения скоростей вращения вала.

Формула изобретения

1. Лабиринтный импеллер, состоящий из связанного с валом винта и неподвижной гильзы с нерезкой на внутренней поверхности, образующих

При невращающемся вале 3 в связи с указанным соотношением гидравлических сопротивлений каналов 9 и 10 и щелевых уплотнений 11-13 основное 25 количество утекающей затворной среды проходит через канавку 4 и канал 10, предотвращая тем самым утечку уплотняемой среды дальше канавки 4 и попадание ее в кольцевую полость 8. С зо основной импеллер, и дополнительного другой стороны, благодаря некоторой отбойника, состоящего из взаимодейст- протечке затворной среды через рабо- вующих дополнительных участков винта чий зазор участка 7 отбойника и попа- « гильзы с противоположными нарезка- данию ее в кольцевую полость 20 ис- отделенных от основного импелле- ключается попадание наружного возду- р буртиком на винте и кольцевой ка- ха через участок 7 отбойника в канав- „авкой в гильзе, сообщенной с канаку 4 и далее в уплотняемую полость. ом для отвода утечек, отличаю- Наличие дренажного канала 21 и конце- щ и и с я тем, что, с целью расшире- вого уплотнения 22 полностью предот- диапазона применения и повышения вращает выход уплотняемой среды нару- 40 герметичности и надежности за счет жу (даже разбавленной).одновременного исключения протечек

При вращении вала 3 включаются в рабочей среды наружу и подсоса наруж- . работу основной импеллер и оба участ- ного воздуха в уплотняемую полость, ка дополнительного отбойника, в ре- между буртиком и дополнитель45 ным отбойником установлен второй дополнительный отбойник обратного первому направления, между дополнительультате чего повьш1ается сопротивление их рабочих зазоров протеканию через них уплотняемой и затворной

сред. При этом щелевые уплотнения 11- 13 ограничивают подсос наружного и растворенного в средах воздуха по винтовым канавкам импеллера и отбойников , чем предотвращается попадание воздуха в уплотняемую полость. В результате в расчетном режиме утечка рабочей и затворной сред сводится к минимуму, необходимому для нормального теплоотвода и предотвращения вскипания жидкости в рабочем зазоре лабиринтного импеллера, при этом в люными отбойниками выполнены кольцевая полость и входящий в нее канал подво50 да затворной среды, при этом основной импеллер и оба дополнительных отбойника снабжены щелевыми уплотнениями, гидравлические сопротивления которых и сопротивления каналов под55 вода затворной среды и отвода утечек удовлетворяют следующей системе неравенств:,

под

;,.

гаты, перекачивающие агрессивные и

Формула изобретения

1. Лабиринтный импеллер, состоящий из связанного с валом винта и неподвижной гильзы с нерезкой на внутренней поверхности, образующих

основной импеллер, и дополнительного отбойника, состоящего из взаимодейст- вующих дополнительных участков винта « гильзы с противоположными нарезка- отделенных от основного импелле- р буртиком на винте и кольцевой ка- „авкой в гильзе, сообщенной с кана ом для отвода утечек, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расшире- диапазона применения и повышения герметичности и надежности за счет одновременного исключения протечек

ными отбойниками выполнены кольцевая полость и входящий в нее канал подво50 да затворной среды, при этом основной импеллер и оба дополнительных отбойника снабжены щелевыми уплотнениями, гидравлические сопротивления которых и сопротивления каналов под55 вода затворной среды и отвода утечек удовлетворяют следующей системе неравенств:,

под

;,.

1335767

где , - гидравлическое сопротивление щелевого уплотнения первого дополнительного отбойника;

6

осм гидравлическое сопротивление щелевого уплотнения основного импеллера; от гидравлическое сопротивление канала отвода утечек. 2. Импеллер по п.1, отличающийся тем, что щелевые уплотнения основного импеллера и ближнего к

hi гидравлическое сопротивле- Q нему дополнительного отбойника обра- ние щелевого уплотнения зованы обращенными друг к другу второго дополнительного участками поверхностей буртика и ка- отбойника;нала отвода утечек.

тпод гидравлическое сопротивление канала подвода затворной среды;

6

Изобретение относится : области утшотнительной техники и позволяет создать надежное уплотнение вала в механизмах, работающих на химически активной высокотемпературной среде. Дополнительный отбойник выполнен из двух участков 6 и 7, имеющих встречное направление нарезок на винтах и гильзах этих участков и разделенных кольцевой полостью 8, в которую подводят затворнзто жидкость по каналу 9. Основной импеллер 1 и каждый из участков дополнительного отбойника снабжены щелевыми уплотнениями 11, 12, 13. Гидравлические сопротивления щелевых уплотнений связаны между собой и каналами подвода 9 затворной жидкости и каналами 10 смеси затворной и .активной уплотняемой сред системой неравенств ; , от Щелевые уплотнения основного импеллера и ближнего к -нему участка дополнительного отбойника могут быть размещены в кольцевой канавке 4, соединенной с каналом 10, и их роторные части совмещены с буртиком 2. Уплотняемая рабочая среда под из - быточным давлением, преодолевая сопротивление основного лабиринтного импеллера 1 и щелевого уплотнения 11, попадает в кольцевую канавку 4. Сюда же попадает .затворная жидкость, под(Л ff 11 12 17 /5 f8 20 гг 00 со ел о: 2t 19

У i г fji //

f/

// V Фиг. 2

12

Редактор О.Юрковецкая

Составитель Г,Щуренке Техред Л.Олийнык

Заказ 4035/32Тираж 811 Подписное

. ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов