Способ регулирования характеристик гидродинамического импеллерного уплотнения вала насоса

(19) (1 04; Р 04 Р 29/О Р 04 1 оло САНИЕ И ЕТ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2998183/25-06, кл. Р 04 Э 29/08, 1980.2. Краев М.В. Проектирование и расчет уплотнений высокооборотных валов КГУ. Красноярск, КПИ, 1978, с. 85.(54)(57) 1. СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОДИНАИИЧЕСКОГО ИИПЕЛЛЕРНОГО УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА НАСОСА путем подачи дополнительного рабочего тела и изменения физических свойств перекачиваемой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона регулирования, в качестве рабочего тела используют жидкость с плотностью, отличающейся от плотности перекачиваемой среды, и регулируют ее подачу в зависимости от работы насоса.2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что для увеличения перепада давления и осевой силы, создаваемой импеллером, подают жидкость с плотностью больше, а для уменьшения - меньше плотности перекачиваемой среды.1 109 б 40Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к способам регулирования гидродинамических уплотнений импеллерного типа, и может быть использовано в центробежных насосах при уравновешивании осевых сил, действующих на вращающийся ротор.Основными характеристиками гидродинамических уплотнений являются 10 создаваемый ими перепад давлений, а также, в тех случаях, когда радиальное уплотнение используется как разгрузочное устройство, добавляется такая важная характеристика, как 15 осевая сила, действующая на диск импеллера, Эти характеристики существенно зависят от плотности перекачиваемой среды, находящейся в гидрав. лическом тракте уплотнения. 20Известен способ регулирования характеристик гидродинамического импеллерного уплотнения путем изменения частоты вращения его диска13Недостатком данного способа яв ляется низкая надежность при регулировании характеристик гидродинамического уплотнения в широком диапазоне.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования характеристик гидродинамического импеллерного уплотнения вала насоса путем подачи дополнительного рабочего тела и изменения физических свойств перекачива 35емой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения 1 23.Недостатками известного способаявляются:40.узкий диапазон регулирования характеристик.уплотнения, так как величина наддува газовой полости ограничена утечками воздуха или газа через концевые уплотнения, прочностью кор 45 пуса в этой части насоса, а также смещением границы раздела фаз в уплотнении к наружному диаметру диска импеллера;сложность регулирования характеристик уплотнения, объясняющаяся трудностью изменения и поддержания давления в газовой полости при наличии постоянных утечек через концевые уплотнениянизкая надежность регулирования характеристик уплотнения из-за необходимости для осуществления способаиметь дополнительный источник давле 0 2ния воздуха в виде компрессора, неуступающего по сложности центробежному насосу, а также иметь системурегулирования давления.Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона регулирования,Указанная цель достигается тем,что согласно способу регулированияхарактеристик гидродинамического импеллерного уплотнения вала насосапутем подачи дополнительного рабочего тела и изменения физическихсвойств перекачиваемой среды, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, в качестве рабочего телаиспользуют жидкость с плотностью,отличающейся от плотности перекачиваемой среды, и регулируют ееподачу в зависимости от режима работы насоса.При этом для увеличения перепададавления и осевой силы, создаваемойимпеллером, подают жидкость с плотностью больше, а для уменьшения -меньше плотности перекачиваемойсреды.На чертеже изображено гидродинамическое радиальное уплотнение.Гидродинамическое радиальное уплотнение содержит корпус 1 и расположенный в нем на валу 2 импеллерв виде диска 3 с радиальными лопатками или пазами 4. С гладкой стороныдиска 3 находится перекачиваемаясреда, а в гидравлический тракт вмежлопаточные каналы, образованныелопатками или пазами 4, через каналы 5 в корпус 1 подают жидкость сплотностью отличающейся от плотности перекачиваемой среды, а черезканалы 6 ее отбирают. Регулированиеопроизводят с помощью вентилей 7.Емкость 8 с жидкостью с плотностьюбольше, а емкость 9 с плотностьюменьше плотности перекачиваемой среды. Емкость 10 служит для отбора жидкости иэ уплотнения,При работе на расчетном режимехарактеристики уплотнения обеспечиваются заданными значениями геометрических и режимных параметров импеллераПри изменении режима работы насоса или рода перекачиваемой среды может возникнуть режим работы уплотнения, когда создаваемый импеллеромперепад давлений или осевая силабудут недостаточными или эначительСоставитель С, МаксимовРедактор П. Макаревич Техред Л,Коцюбняк Корректор О. Билак х Заказ 3768/24 Тираж 624 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1 но превышать необходимые значения. Так например, для повышения перепада давления и осевой силы через каналы 5 из емкости 8 подают жидкость, с плотностью больше плотности перекачиваемой среды и смешивают ее с последней. Жидкость черезканалы 5 может подаваться как самотеком, так и подсасываться самим импеллером в связи с тем, что в области у вала 2 со стороны лопаток или пазов 4 создается разрежение.Так как гидродинамические радиальные уплотнения с лопаточной стороны диска 3 являются беэрасходными устройствами, то количество подаваемой в уплотнение жидкости незначительно и не превышает объема полостей между корпусом 1 и импеллером.При повторном изменении режима работы насоса количество жидкости с повышенной плотностью, находящейся в гидравлическом тракте уплотнения, может быть увеличено ее подачей через каналы 5 или уменьшено путем ее отбора в емкость 10 через каналы 6, расположенные на периферии диска 3 в корпусе 1 импеллера, где повышенное давлениеТаким же образом производится регулирование уплотнения при подаче в гидравлический тракт жидкости с плотностью меньше плотности перекачиваемой среды.В связи с тем, что в уплотнение может быть подана иэ емкости 8 жид" кость с плотностью больше, а из ем,кости 9 - с плотностью меньше плот 096400 4ности перекачиваемой среды, регулирование характеристик, а именно соз.даваемого перепада давления и осевой силы, осуществляется в широкихпределах.Аналогичным образом может бытьпроизведена регулировка герметичности гидродинамического уплотнения безизменения его конструкции при посто О янных значениях геометрических параметров.Возможны также конструкции с ав"томатическим регулированием характеристик гидродинамического уплотне Б нияпо предлагаемому способу. Дляэтого оно должно быть снабжено датчиком давления или осевой силы и ис.полнительным механизмом, изменяющимплощадь проходных сечений каналов 5 рО и 6. Площадь каналов 5 и 6 можно регулировать также при перемещении вала 2 с импеллером в корпусе 1 поддействием неуравновешенной осевойсилы.2 Предлагаемый способ может быть ре"алиэован не только в радиальных импеллерах, а также в других гидродинамических уплотнениях, например, восевых импеллерах.Использование предлагаемого способа регулирования позволит расширитьдиапазон создаваемых перепадов давлений и уравновешивающих осевых силбеэ конструктивных изменений уплотнений а также дает возможность упФростить и повысить надежность регулирования характеристик без остановки насосов,