Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях центробежных насосов и других роторных машин. Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса содержит корпус, в котором выполнены каналы, сообщенные с областью высокого давления. В корпусе установлена втулка, имеющая кольцевую расточку и сквозные радиальные отверстия, сообщенные с каналами. Уплотнение содержит кольцо, выполненное из двух полуколец с цилиндрическими выступами. Кольцо расположено в кольцевой проточке втулки, при этом выступы полуколец размещены в радиальных отверстиях втулки, а стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором между ними. Изобретение направлено на уменьшение утечки рабочей жидкости, увеличение объемного кпд насоса и повышение надежности уплотнения. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет увеличить зазоры между корпусом и вращающимся рабочим колесом, чем предотвращается вероятность механического трения горловины рабочего колеса при его температурном расширении или при проседании ротора в процессе эксплуатации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях центробежных насосов и других роторных машин.

Известны уплотнения рабочего колеса [1, 2] лопастной машины, например центробежного насоса, в которых содержатся камеры высокого и низкого давления, разделенные между собой зазорами между вращающимися и неподвижными деталями.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, относится ненадежное перекрытие перетока жидкости из области высокого в область низкого давлений.

Наиболее близким по техническому решению к заявленному является уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, которое принято за прототип [3] . Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса содержит корпус с посадочной площадкой и контактирующее с последней самоустанавливающееся кольцо с опорным буртиком, причем кольцо выполнено из упругого материала и с противоположной стороны снабжено дополнительным буртиком, имеющим диаметр, превышающий диаметр посадочной площадки корпуса и меньший диаметра опорного буртика.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, относится то, что самоустанавливающееся кольцо всплывает над вращающимися частями центробежного насоса за счет эффекта "гидравлического клина" и через образовавшийся зазор между вращающейся частью центробежного насоса и кольцом возможен переток жидкости из области высокого давления в область низкого давления.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение объемного кпд насоса.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в уменьшении утечек жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном уплотнении вращающихся частей центробежного насоса, содержащем корпус и кольцо, особенностью является то, что в корпусе выполнены каналы, сообщенные с областью высокого давления, и установлена втулка, имеющая кольцевую расточку и сквозные радиальные отверстия, сообщенные с каналами, кольцо выполнено из двух полуколец с цилиндрическими выступами и расположено в кольцевой проточке втулки, при этом выступы полуколец размещены в радиальных отверстиях втулки, а стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором между ними. Кроме того, кольцо выполнено из антифрикционного материала.

Силы гидростатического давления жидкости, действующие на торцевую поверхность цилиндрических выступов полуколец через каналы в корпусе и сквозь радиальные отверстия во втулке, поджимают полукольца к вращающейся части центробежного насоса, перекрывая переток жидкости из области высокого в область низкого давления. Стыкуемые поверхности полуколец, имеющие форму шипа и паза, предотвращают перетечки жидкости между полукольцами, а также препятствуют осевым смещениям полуколец относительно друг друга, а имеющийся зазор между ними обеспечивает сближение полуколец в результате износа уплотняемых поверхностей.

На фиг.1 показано уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, на фиг.2 показан общий вид кольца.

Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса содержит корпус 1, в котором выполнены каналы 2, сообщающиеся с областью высокого давления, втулка 3, выполненная с кольцевой проточкой 4 и сквозными радиальными отверстиями 5, в которой расположено кольцо 6, выполненное из двух полуколец 7, 8 (фиг. 2) с цилиндрическими выступами 9, входящими в соответствующие сквозные радиальные отверстия 5 втулки 3, причем стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором между ними.

Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса работает следующим образом.

При работе насоса давление в полости А через каналы 2 в корпусе 1 и сквозные радиальные отверстия 5 втулки 3 воздействуют на торцевую поверхность цилиндрических выступов 9, удерживающих кольцо 6 от проскальзывания, прижимая полукольца 7, 8, установленные в кольцевой проточке 4 втулки 3, к поверхности вращающейся части насоса.

Использование предлагаемого уплотнения позволяет уменьшить утечки рабочей жидкости практически до нуля, тем самым увеличивая объемный кпд насоса, повышает надежность уплотнения. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет увеличить зазоры между корпусом и вращающимся рабочим колесом, чем предотвращается вероятность механического трения горловины рабочего колеса при его температурном расширении или при проседании ротора в процессе эксплуатации.

Источники информации 1. А.c. 1273648, MKИ F 04 D 29/16, опубл. 1986.

2. А.с. 1714208, МКИ F 04 D 29/16, опубл. 1992.

3. А.с. 1103018, МКИ F 04 D 29/12, опубл. 1984 (прототип).

Формула изобретения

1. Уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, содержащее корпус и кольцо, отличающееся тем, что в корпусе выполнены каналы, сообщенные с областью высокого давления, и установлена втулка, имеющая кольцевую расточку и сквозные радиальные отверстия, сообщенные с каналами, кольцо выполнено из двух полуколец с цилиндрическими выступами и расположено в кольцевой проточке втулки, при этом выступы полуколец размещены в радиальных отверстиях втулки, а стыкуемые поверхности полуколец имеют форму шипа и паза с зазором между ними.

2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что кольцо выполнено из антифрикционного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2