Гидродинамическое уплотнение вертикального вала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 976175 6 ) Дополнительное к авт. свил-ву У 9036 Ь 2 22) Зая влено 25. 0180 (21) 287728/25-08 И)М. Кл,Р 16 .1 15 й с присоединением зая Гасударственный комитет В) Приорнте СССР о делам изобретений и отнрытнХ(5 Й) ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВАЛАи отделяес токсичнды 11. ния вго, где уплотне ят от то ижном дис ла, соеди ость с поа а Р торог больш 1Изобретение относится к уплотнительной технике.По основному авт. св. ь 9036 М 2 известно гидродинамическое уплотнение вертикального вала, используемое, преимущественно, для герметизации быстроходных вращающихся валов, например, в химической промышленности, выполненное в виде соединенной с валом кольцевой обоймы со сливной кромкой и расположенным внутри обоймы неподвижным диском, образующими уплотнительную полость и имеющее циркуляционную систему. Диск снабжен соединенной с циркуляционной системой охлаждающей камерой, а уплотни" тельная полость соединена с подпитывающим б ком, выходное отверстие коо р эмещено в диске на радиусе, ем адиуса сливной кромки обойИзвестное устройство применяетс герметизации вращающихся валов акционную зону аппарат газами от внешней среОднако возможност большой степени зави размещается на непод ходное отверстие кан го уплотнительную по тывающим баком. Если выходное отверстие канала выполняется в диске на радиусе, близкомк радиусу сливной кромки обоймы, тоуплотнитель заполняет всю уплотни-тельную полость и может удержать мак"симально возможное давление в реакционяой зоне, возникающее при аварий"ной ситуации. В этом случае уплотнитель, раскрученный обоймой, соприка Осается с наибольшей поверхностью неподвижного диска и для обеспечениягидрозатвора затрачивается максималь"ная энергия. Однако, как показалиопытно-промышленные испытания, аварийные ситуации возникают крайне редко и нет необходимости все время герметизировать вал на максимальное давление, т,е. можно уменьшить энергетические затраты на создание гидрозатвора в нормальных условиях (в реакционной зоне нет давления).Если выходное отверстие канала выполнить на наибольшем радиусе непод О вижного диска, то количество уплотнителя в уплотнительной полости значительно меньше, чем в рассмотренном случае, поверхность трения вращающегося уплотнителя о неподвижный 15 диск также уменьшается, уменьшается и потребляемая электрическая энергияОднако в этом случае при возникновении аварийной ситуации происходит разгерметизация гидродинамического 20 уплотнения. Токсичные газы, находящиеся в реакционной зоне, прорывают гидрозатвор, передавливая уплотнитель со стороны реакционной зоны в подпитывающий бак, и попадают во внешнюю среду.Целью изобретения является уменьшение энергетических затрат при со" хранении надежности работы уплотнения30 Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамическом уплотнении вертикального вала уплотнительная полость дополнительно сообщена с верх 35 ней частью подпитывающего бака.Такое конструктивное решение позволяет резко сократить потребляемую на создание уплотнения мощность при работе в нормальных условиях, и обеспечить уплотнение при аварийных ситуациях.На чертеже изображено описываемое гидродинамическое уплотнение.Устройство содержит кольцевую обой 45 му 1, закрепленную на валу 2 и размещенную в корпусе 3 с расположенным внутри нее неподвииным диском 4, образующим с кольцевой обоймой 1 уплотнительную полость 5. Неподвижный диск 4 охлаждается с помощью циркуляционной системы б. Уплотнительная полость 5 соединена каналом 7 через запорное устройство 8 с подпитывающим баком 9, а также дополнительно соединена через трубу 10 с верхней частью подпитывающего бака 9. Для предотвращения попадания токсичных газов в подпитываюций бак 9 на трубе 10 может быть установлена камера 11 с размещенной в ней эластичной диафрагмой 12,Уплотнитель, например водопроводнаявода, делит уплотнительную полость 5на две зоны: верхнюю (поз. 5 слева отоси симметрии устройства), сообщающуюся с реакционной зоной (не показана) расположенной ниже корпуса 3,и нижнюю - (поз. 5 справа от осисимметрии устройства), сообщающуюсяс внешней средой выше корпусаСправа от оси показано положениеуплотнителя при нормальных условиях,слева - при аварийной ситуации. Знаком Ф Р показано давление в реакционной зоне при аварийной ситуации.Уплотнение работает следующим образом.С началом вращения вала 2 открывается запорное устройство 8, и уплотнитель из подпитывающего бака 9поступает по каналу 7 в уплотнительную полость 5, где и раскручиваетсякольцевой обоймой 1,Уплотнитель поступает в уплотнительную полость 5 до тех пор, покане наступит равновесие: давлениестолба уплотнителя Н равно давлению,создаваемому вращающимся уплотнителем.В этом случае затрачиваемая насоздание уплотнения мощность незначительна иэ-за небольшой поверхноститрения вращающегося уплотнителя онеподвижный диск 4.При аварийной ситуации (на чертеже слева от оси), т.е. появление вреакционной зоне повышенного давления Р, давление газов воздействуетна уплотнитель в верхней зоне уплотнительнбй полости 5, а также через эластичную диафрагму 12, которая растягивается, сверху на уплотнитель в подпитывающем баке 9, Уплотнитель иэподпитывающего бака 9 поступает толь,ко в нижнюю зону уплотнительной полости 5 до тех пор, пока вращающийсяуплотнитель в нижней зоне уплотни,тельной полости 5 не уравновесит давление верхней зоны уплотнительнойполости 5 и иэ подпитывающего бака 9.С уменьшением давления в реакционной зоне до нормального диафрагма 12 занимает исходное положение, давление Р над уплотнением в подпитывающем баке 9 и в верхней зоне уплотнительной полости 5 исчезает, и уплот5 97 Формула изобретения нитель иэ нижней зоны уплотнительной полости 5 передавливается в подпитывающий бак 9 до исходного положения (на чертеже справа от оси).Мощность, потребляемая на создание гидрозатвора, при этом резко уменьшается.Таким образом, в известном устройстве в уплотнительной полости постоянно находится уплотнитель, соприкасающийся с наибольшей поверхностью неподвижного диска независимо от ситуации в реакционной зоне, т.е. все время потребляется максимальная мощность на создание уплотнвния, рассчитанного на обеспечение гидрозатвора при аварийной .ситуации в реакционной зоне.Предлагаемое устройство позволяет уменьшить количество уплотнителя в уплотнительной полости до минимально" го при нормальной ситуации в реакционной зоне и обеспечивает гидро- затвор (увеличивается. количество уплотнителя) при аварийных ситуациях,6175 4что позволяет уменьшить энергетические затраты на создание уплотнения,так как аварийные ситуации возникаютредко. При этом достигается дополнительный положительный эффект - притех же геометрических размерах уплотнение может создавать гидрозатвор,удерживающий большее давление, появляющееся в реакционной зоне при ава- О рийной ситуации. 15 Гидродинамическое уплотнение вертикального вала по авт. св. Ю 9036 ч 2,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью уменьшения энергетических эа"трат, уплотнительная полость доползф нительно сообщена с верхней частьюподпитывающего бака.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское сидетельство СССРИ Ю 903612, кл. Г 15 4 15/"Ое 1969,9 У 6 75 еееа ВВаа Юе Тираж 990 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5