Узел уплотнения

 

Изобретение позволяет повысить герметичность уплотнения вала насоса. Импеллер 2 с тыльной и рабочей поверхностями 3 и 4 размещен в корпусе 1. Поверхность 4 образует с корпусом 1 уплотнякяций зазор 5. Напротив поверхности 4 в корпусе 1 установлено пьезокерамическое кольцо 6 с элект родами 7 и 8 для подсоединения к источнику энергии. Вследствие обтекания потоком жидкости поверхности 4 возникают отрьшные течения, характеризующиеся появлением обратных потоков и вихрей, что способствует возникновению газового вихря. Высокочастотные колебания кольца 6 уменьшают утечки через имйеллер 2 за счет разрушения пристеночной пленки жидкости и дробления капель жидкости в двухфазном пограничном подслое. Разрушенный слой жидкости в виде мелких капель захватывается газовьм вихрем и вьшосится к двухфазному слою. 1 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю 4 Р 04 D 29 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Гкнт СССР 2 1) 4233425/25-29 (22) 24.04.87 (46) 23.12.88. Бюл. М- 47 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.Н.Иванов и А,Н.Лайков (53) 62 1.67 1 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 972171, кл. Г 16 Т 15/34, 1982.

Краев N.Â., Овсянников Б.В., Шапиро А.С. Гидродинамические радиальные уплотнения высокооборотных валов. H. Машиностроение, 1976, с. 92, рис. 6.12. (54) УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить герметичность уплотнения вала насоса.

Импеллер 2 с тыльной и рабочей поверхностями 3 и 4 размещен в корпу„„SU„„3 446354 А 1 се 1. Поверхность 4 образует с корпусом i уплотняющий зазор 5. Напротив поверхности 4 в корпусе 1 установлено пьезокерамическое кольцо 6 с электродами 7 и 8 для подсоединения к источнику энергии. Вследствие обтекания потоком жидкости поверхности 4 возникают отрывные течения, характеризующиеся появлением обратных потоков и вихрей, что способствует возникновению газового вихря. Высокочастотные колебания кольца 6 уменьшают утечки через импеллер 2 за счет разрушения пристеночной пленки жидкости и дробления капель жидкости в двухфазном пограничном подслое. Разрушенный слой жидкости в виде мелких капель захватывается газовым вихрем и выносится к двухфазному слою. 1 ил.

1446354

ВНИИПИ Заказ 6731/40 Тираж 574 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Произв.-полигр. пр»тие, г.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к конструкции импеллерных уплотнений валов насосов.

Цель изобретения — повышение герметичности путем разрушения пристеночной пленки жидкости.в уплотняющем зазоре.

На чертеже представлен узел, продольный разрез.

Узел уплотнения содержит корпус 1 и размещенный в нем импеллер 2 с тыльной 3 и рабочей 4 поверхностями, последняя из которых образует с корпусом 1 уплотняющий зазор S.В корпусе

1 напротив рабочей поверхности 4 импеллера установлено пьезокерамическое кольцо 6 с электродами 7 и 8 для подсоединения к источнику электричес.кой энергии (не показан). На рабочей поверхности 4 могут быть выполнены радиальные каналы 9.

Узел работает следующим образом.

При вращении импеллера 2 жидкость, находящаяся в радиальных каналах 9, также в зазоре 5 вовлекается во вращательное движение, давление жидкости в радиальном направлении возрастает, что препятствует перетеканию жидкости.

Вс.ледствие обтекания потоком жидкости рабочей поверхности 4 возникают отрывные течелия, характеризующиеся появлением возвратных потоков и вихрей. Взаимодействуя с движущейся жидкостью в зазоре, эти потоки приводят к созданию циркуляционного течения в рабочем зазоре 5. Вихревые движения жидкости, в свою очередь, способствуют возникновению газового вихря.

Б области раздела между жидкостью и газом образуется зона двухфазного подслоя, в который попадают капли жидкости, вылетевшие из каналов 9 в результате отрыва от поверхности.

5 дальнейшем эти капли жидкости могут быть увлечены либо газовым потоком к центру, либо по инерции в окружном направлении обратно к поверхности жидкости. Некоторые капли достигают поверхности пьезокерамического кольца 6, в результате соударения с.которым одна часть капель,дробясь, отражается от его поверхности, а другая часть капель прилипает к

35 торцовой поверхности кольца 6, что вызывает появление пленки жидкости, текущей по стенке под действием радиального газового вихря. от границы раздела фаз к центру вращения. Траектория полета части капель может пересечься с поверхностью жидкости на границе раздела фаз и капли либо сольются с ней, либо отразятся вместе с каплями, потерявшими окружную скорость, за счет торможения попадут в зону увлечения газовым вихрем в зазор 5 или на стенку.

При этом утечки через импеллер слагаются как из пристеночной пленки жидкости, так из капель, обладающих достаточной энергией, чтобы вырваться из газового вихря. Одновременно с началом вращения импеллера 2 от источника электрической энергии подается напряжение на электроды 7 и 8 пьезокерамического кольца

6, которое под действием обратного пьезоэффекта начинает совершать механические колебания высркой частоты как в радиальном, так и в осевом направления .

Совершая высокочастотные колебания, пьезокерамическое кольцо 6 уменьшает утечки через импеллер 2 за счет разрушения пристеночной пленки жидкости и дробления капель жидкости в двухфазном пограничном подслое. Разрушенный слой жидкости s виде мелких капель захватывается газовым вихрем и выносится к двухфазному пограничному слою.

Формула. изобретения

Узел уплотнения, содержащий корпус и размещенный в нем импеллер с тыльной и рабочей поверхностями, последняя из которых образует с корпусом уплотняющий зазор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения герметичностй путем разрушения пристеночной пленки жидкости в уплотняющем зазоре, в корпусе напротив рабочей поверхности импеллера установлено пьеэокерамическое кольцо с электродами для подсоединения к источнику электрической энергии.