Центробежное жидкостное уплотнение вращающегося вала для газа

: Опубликовано .15.10.81. Гесударствеимй кемитет СССР по делам кзебретений н еткрмтий(54) ЦЕНТРОБЕЖНОЕ ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮШЕГОСЯ ВАЛА ДЛЯ ГАЗАИзобретение относится,к уплотнительной технике, в частности для герметичного бесконтактного уплотнения места прохода, высокооборотного вала сквозь стенку емкости, заполненной газом под да 1 влением.Известны центробежные жидкостные уплотнения (гидрозатворы), предназначенные для бесконтактного уплотнения высокооборотных валов в месте прохода их сквозь стенку емкости, заполненной газом поддавлением. Эти уплотнения содержат установленный на валу корпус с лопатками наего внутренних торцовых поверхностях, охватывающий гладкий разделительный диск, неподвижно закрепленный на стенке емкости 11,Однако при работе их в расчетном режиме, под действием уплотняемого давления, радиус свободной поверхности уплотняющей жидкости, на которую действует это давление, по мере повышения давления увеличивается, в связи с чем растет скорость слоя жидкости у ее свободной поверхности относительно стенки неподвижного разделительного диска. С этого момента начинается перенос газа через наружную кромку разделительного диска в окружающую среду, т. е.снижается герметичность работы уплотнения.Цель изобретения - повышение точности уплотнения на расчетном режимеработы и увеличение уплотняемого им перепада давления газовой среды.Для достижения этой цели в известномцентробежном уплотнении со стороны уплотняемого давления выполнена компенсационная камера, а на прилегающей к ней торцовой поверхности разделительного дискатВ установлены лопатки,Кроме того, в компенсационной камеремогут быть установлены дополнительныеимпеллерные лопатки.На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - то же,1 с расположением уплотняющей жидкостипри отсутствии давления +Р (см. левуючасть фиг. 2) и при наличии максимальногодавления +Рас (см, правую частьфиг, 2).Уплотнение содержит закрепленную наЗт уплотняемом валу 1 винтом 2 ступицу 3 суплотнением 4, В ступице выполнена компенсационная полость 5, в которой могутбыть расположены импеллерные лопатки 6. При помощи винтов 7, на ступице 3 закреплена крышка 8 с импеллерными лопатками 9 на ее внутренней торцовой поверхности и манжетным стояночным уплотнением 10, Разделительный диск 11 с тормозящими лопатками 12 закреплен при помощи разрезного кольца 13, накидного фланца 14 и болтов 15 в корпусе емкости 16, сквозь стенку 17 которой проходит уплотняемый вал 1. Перед вводом в эксплуатацию, уплотнение частично заполняется уплотняющей жидкостью Ж.Уплотнение работает следующим образом.При отсутствии вращения вала 1, уплотняющая жидкость заполняет нижнюю часть внутренней полости уплотнения, в том числе и компенсационную камеру 5.При вращении вала 1 и отсутствии избыточного давления ( +Р = О) жидкость, заполняющая компенсационную камеру 5 приобретает угловую скорость и под действием развитого в ней гидростатического напора нагнетается по междулопаточным каналам неподвижного лопастного венца с лопатками 12 в междулопаточное пространство лопастного импеллерного венца с лопатками 9, где вновь приобретает угловую скорость вала и образует жидкостное кольцо, радиус К свободной поверхности которого уменьшается до тех пор,. пока гидростатическое давление в нем на радиусе Кд разделительного диска не уравновешивает гидростатическое давление, развитое в жидкости вращающейся в компенсационной камере 5, При этом, в компенсационной камере свободная поверхность уплотняющей жидкости устанавливается на радиусе го .Для снижения влияния на формирование свободной поверхности в камере 5 торможения жидкости неподвижной стенкой разделительного диска 11 в камере 5 могут быть установлены импеллерные лопатки 6, что повышает угловую скорость жидкости в этой камере до угловой скорости вала, а тем самым, и развитый в ней гидростати ческий напор. Это обеспечивает увеличение радиальной толщины жидкостного кольца (уменьшается величина К ) в камере лопаток 9, т.е, уменьшается вероятность попадания внешней газовой среды в уплотняемую полость 16.При вращении вала 1 и наличии избыточного давления уплотняемой газовой среды (+Р )О), давление+Р суммируется с давлением, развитым вращением жидкости в камере 5 и вытесняет уплотняемую жидкость в междулопаточное пространство лопастного венца с лопатками 9, уменьшая тем самым радиус свободной поверхности Ко до Ког При этом в связи с большой емкостью камеры 5, радиус свободной поверхности гизменяется незначительно, до величины г. Этот режим работы уплотнения, при максимальном значении уплотняемого давления ( +Р, ) соответствует расчетному.1 ОБольшая радиальная толщина Ьй (фиг 2)жидкостного кольца объясняется тем, чтов междулопаточном пространстве лопаток12 угловая скорость жидкости равна нулю,а напор, развитый в компенсационной камере 5, даже при наличии в ней лопаток 6,15 мал в связи с малыми значениями величины гз. При этом, в связи с малым значением го, скорость жидкости относительноразделительного диска на этом радиусе мала, что исключает причину ее перемешивания с уплотняемой газовой средой. Таким0 образом, зона насьцценная уплотняющейжидкости уплотняемым газом значительноудалена от наружной кромки разделительного диска, скорость свободной поверхности уплотняющей жидкости мала относительно торцовой поверхности его, т. е. обеспечены условия повышения герметичности всоответствии с целью по заявке,Экономическая эффективность изобретения состоит в повышении герметичности30уплотнения.Формула изобретения1. Центробежное жидкостное уплотнеЗ 5 ние вращающегося вала для газа, содержащее закрепленную на валу ступицу с прикрепленной к ней крышкой, образующимиполость, внутри которой расположен разделительный диск, закрепленный на стенке емкости, отличающееся тем, что, с целью по 40 вышения герметичности уплотнения и увеличения уплотняемого им перепада давления, в ступице выполнена расположенная вее центральной части компенсационная полость, а на торцовой поверхности раздели 45 тельного диска со стороны компенсационной полости установлены тормозные лопатки,2. Уплотнение по п. 1, отличающеесятем, что в компенсационной полости установлены импеллерные лопатки.50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США3765688,кл. 277 - 14, опублик. 193.. Демчик Составитель Г. Б едактор М. Хома Техред А. Бойкас аказ 8992/57 Тираж 1009 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж - 35, Раушска Филиал ППП Патент, г. Ужгород, томаКорректоПодписнотета СССРкрытийнаб д. 4/5л. Проектная,