Лабиринтный импеллер

(56) Авторское свидетелУ. 173553, кл. Р 16 3 1 сковск ство С 447, 1 тся . области позволяет е вала на химически урной среде.выполнен из еющих встречна винтах и разделенныхкоторую подь по каналу 4, Сюдать, под" Фиг,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ЛАБИРИНТНЫЙ ИМПЕЛЛЕ (57) Изобретение относ уплотнительной техники создать надежное уплот механизмах, работающих активной высокотемпера Дополнительный отбойни двух участков 6 и 7, им ное направление нарезок гильзах этих участков и кольцевой полостью 8, в водят затворную жидкос 9. Основной импеллер 1 и каждый иэучастков дополнительного отбойникаснабжены щелевыми уплотнениями 11,12, 13. Гидравлические сопротивлениящелевых уплотнений связаны между собой и каналами подвода 9 затворнойжидкости и каналами 1 О смеси затворной и активной уплотняемой сред системой неравенств ,; ,,, . Щелевые уплотнения основного импеллера и ближнего к немуучастка дополнительного отбойника могут быть размещены в кольцевой канавке 4, соединенной с каналом 10, и ихроторные части совмещены с буртиком2. Уплотняемая рабочая среда под избыточным давлением, преодолевая сопротивление основного лабиринтногоимпеллера 1 и щелевого уплотнения 11,попадает в кольцевую канавкуже попадает затворная жидкос1335767веденная с избыточным давлением по дополнительного импеллера и щелевого каналу 9 в кольцевую полость 8 и уплотнения 13, отводится иэ кольце- преодолевающая сопротивление участка вой камеры 20 по каналу 21, Благода дополнительного импеллера и щелево- ря заданному соотношению сопротивлего уплотнения 12Смесь затворной и ний щелевых уплотнений такое течение уплотняемой сред отводится по каналу в уплотняемой и затворной средах 10. Другая часть затворной жидкости, обеспечивается во всем диапазоне врапреодолевая сопротивление участка 7 щений вала 3. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям лабиринтно-винтового типа, предназначенным для герметизации вра 5 щающихся валов.Целью изобретения является расширение диапазона применения и повышение герметичности и надежности лабиринтного импеллера эа счет одновре О менного исключения протечек рабочей среды наружу и подсоса наружного воздуха в уплотняемую полость.На фиг. изображен один иэ вариантов исполнения предлагаемого лабиринт-б ного импеллера; на фиг2 - вариант исполнения со щелевыми уплотнениями, размещенными в кольцевой полости отвода утечек.Лабиринтный импеллер (фиг,1) сос- . 20 тоит 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 ЗО 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 ЗБ в своих концевых по ходу среды частях снабжены щелевыми уплотнениями 11-13 соответственно, каждое иэ которых состоит из пары колец 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19. Кроме того, в кон струкции предусмотрено наличие кольцевой полости 20 для отвода утечки затворной жидкости по каналу 21 иконцевого уплотнения 22,В другом варианте исполнения(фиг.2) щелевые уплотнения основногоимпеллера и ближнего к нему участкадополнительного отбойника образованыобращенными друг к другу участкамиповерхностей буртика 2 .и канала 1 Оотвода утечек. Для этого щелевые уплотнения 11 (основного импеллера 1)и 12 (участка 6) размещены в кольцевой канавке 4 отвода утечек, а ихсвязанные с валом 3 кольца 15 и 17совмещены с буртиком 2.Лабиринтный импеллер работает следующим образом,Уплотняемая среда иэ уплотняемойполости под давлением Р попадает врабочий зазор основного импеллераи, проходя через щелевое уплотнение11, частично проникает в кольцевуюканавку 4, откуда через канал 10отвода утечек уходит в дренаж. В этуже канавку 4 попадает частично затворная среда, подаваемая в кольцевуюполость 8 по каналу 9 подвода затворной среды, проходящая через рабочийзазор участка 6 отбойника и отводи 1мая затем из канавки 4 через канал10 в дренаж. Остальная часть затворной среды, проникая через рабочийзазор участка 7 отбойника в кольце"вую полость 20, закрытую с другойстороны концевым уплотнением 22, отводится оттуда по каналу 21 также вдренаж (или обратно в систему питания затворной среды).1Для того, чтобы обеспечить одновременно исключение протечек рабочейсреды из уплотняемой полости наружуи подсоса наружного воздуха в уплот 133561няемую полость, предусмотрено соблюдение следующей системы неравенств:1 1;1, Г, Г 1 где , - гидравлическое сопротивление щелевого уплотненияпервого дополнительногоотбойника;- гидравлическое сопротивление канала подвода затворной среды;- гидравлическое сопротивление щелевого уплотнениявторого дополнительногоотбойника;гидравлическое сопротивление щелевого уплотненияосновного импеллера;- гидравлическое сопротивление канала отвода утечек.При невращающемся вале 3 в связи с укаэанным соотношением гидравлических сопротивлений каналов 9 и 10 и щелевых уплотнений 11-13 основное 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 другой стороны, благодаря некоторой протечке затворной среды через рабочий зазор участка 7 отбойника и попаданию ее в кольцевую полость 20 исключается попадание наружного воздуха через участок 7 отбойника в канавку 4 и далее в уплотняемую полость. Наличие дренажного канала 21 и концевого уплотнения 22 полностью предотвращает выход уплотняемой среды наружу (даже разбавленной).При вращении вала 3 включаются в работу основной импеллер и оба участка дополнительного отбойника, в реультате чего повышается 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 отбой- ников, чем предотвращается попадание воздуха в уплотняемую полость. В ре зультате 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 лю 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 канайки 4), повышается надежность предотвращения прямого вылета частиц при повышенной вибрации вала, упрощается конструкция и в связи с этим снижается стоимость изготовления 510 15 20 узла.Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область примене" ния лабиринтного импеллера на агрегаты, перекачивающие агрессивные и высокотемпературные среды, а также работающие в широком диапазоне изменения скоростей вращения вала. Формула изобретения 25 1. Лабиринтный импеллер, состоящий из связанного с валом винта и 30 ра буртиком на винте и кольцевой канавкой в гильзе, сообщенной с каналом для отвода утечек, о т л и ч а ю 35 щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона применения и повышения 40 герметичности и надежности за счетодновременного исключения протечекрабочей среды наружу и подсоса наружного воздуха в уплотняемую полость, в нем между буртиком и дополнительным отбойником установлен второй до 45 полнительный отбойник обратного первому направления, между дополнительными отбойниками выполнены кольцевая полость и входящий в нее канал подвода затворной среды, при этом основ" 50 ной импеллер и оба дополнительныхотбойника снабжены щелевыми уплотнениями гидравлические сопротивлениякоторых и сопротивления каналов подвода затворной среды и отвода утечекудовлетворяют следующей системе неравенств: 55 неподвижной гильзы с нереэкой навнутренней поверхности, образующихосновной импеллер, и дополнительногоотбойника, состоящего из взаимодействующих дополнительных участков винтаи гильзы с противоположными нарезками, отделенных от основного импелле;1335767- гидравлическое сопротивление щелевого уплотненияпервого дополнительногоотбойника;5 1 поА - гидравлическое сопротивление канала подвода затворной среды; где г.Г Составитель Г.ЩуренкоТехред Л.Олийнык орректор А,Зимоко едактор О.Юрковец аказ 4035/3 Подписно Тираж 81НИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти13035, Москва, Ж, Раушская н де ктная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, - гидравлическое сопротивление щелевого уплотнениявторого дополнительногоотбойника;,- гидравлическое сопротивление щелевого уплотнения основного импеллера;- гидравлическое сопротивление канала отвода утечек.2. Импеллер по п.1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что щелевые уплотнения основного импеллера и ближнего к нему дополнительного отбойника образованы обращенными друг к другу участками поверхностей буртика и канала отвода утечек.