RU2176036C1

RU2176036C1 - Self-adjusting sealing of rotating parts of volute centrifugal pump

Info

Publication number: RU2176036C1
Application number: RU2000113919/06A
Authority: RU
Inventors: А.А. Двинин; А.Ю. Красовских
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: self-adjusting sealing of rotating parts of volute centrifugal pump contains chamber of high pressure, housing provided with fixed bushing mounted with space to rotating wheel which is provided with annular groove. The annular groove receives ring made from antifriction material. The ring is cut into two parts interconnected through pin-groove connection. The pins parts are kept from spinning over the annular groove via the projection which is received in the hollow of the neck of the working wheel. EFFECT: enhanced reliability of the sealing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях центробежных насосов и других роторных машин. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of centrifugal pumps and other rotary machines.

Известны щелевые уплотнения [1, 2] рабочего колеса лопастной машины, например центробежного насоса, в которых содержатся камеры высокого и низкого давления, разделяемые между собой зазорами между вращающимися и неподвижными деталями. Недостатками уплотнений является недостаточно надежное перекрытие перетока жидкости из области высокого в область низкого давления. Known gap seals [1, 2] of the impeller of a vane machine, for example a centrifugal pump, which contain high and low pressure chambers, separated by gaps between rotating and stationary parts. The disadvantages of the seals is not sufficiently reliable shutoff of the fluid flow from the high to low pressure.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является саморегулируемое уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, содержащее камеру высокого давления, корпус с неподвижной втулкой, установленной с радиальным зазором относительно вращающегося колеса, на котором выполнена кольцевая проточка, эластичную обечайку с отверстием, перекрывающую кольцевую проточку, при этом полость ее сообщена посредством отверстия с камерой высокого давления [3]. The closest technical solution to the invention is a self-regulating seal of the rotating parts of a centrifugal pump, containing a high pressure chamber, a housing with a fixed sleeve mounted with a radial clearance relative to the rotating wheel, on which an annular groove is made, an elastic shell with a hole overlapping the annular groove, its cavity is communicated through an opening with a high-pressure chamber [3].

Недостатком известного саморегулируемого уплотнения является то, что эластичная вращающаяся обечайка, поджимаемая к неподвижной втулке силами гидростатического давления жидкости и действующей на нее центробежной силы, не может обеспечить надежность перекрытия радиального зазора. Она сможет снизить утечки рабочей жидкости, но не перерыть их полностью. Кроме того, при вращении эластичной обечайки место наибольших концентраций напряжений находится в контакте с кромкой неподвижной втулки, что приводит к быстрому разрушению обечайки, т.е. снижает ее надежность работы. A disadvantage of the known self-adjusting seal is that the elastic rotating shell, pressed against the stationary sleeve by the hydrostatic pressure of the fluid and the centrifugal force acting on it, cannot ensure the reliability of the overlap of the radial clearance. It will be able to reduce the leakage of the working fluid, but not to break them completely. In addition, during the rotation of the elastic shell, the place of the highest stress concentration is in contact with the edge of the stationary sleeve, which leads to rapid destruction of the shell, i.e. reduces its reliability.

Задачами изобретения являлся повышение надежности уплотнения щели между вращающимся рабочим колесом центробежного насоса и его неподвижным корпусом, а также повышение надежности работы уплотнения. The objectives of the invention was to increase the reliability of sealing the gap between the rotating impeller of a centrifugal pump and its stationary body, as well as improving the reliability of the seal.

Поставленные задачи решаются следующим образом. The tasks are solved as follows.

В известном саморегулируемом уплотнении вращающихся частей центробежного насоса, содержащем камеру высокого давления, корпус с неподвижной втулкой, установленной с радиальным зазором относительно вращающегося колеса с кольцевой проточкой, особенностью является то, что в кольцевую канавку установлено кольцо из антифрикционного материала, разрезанное на две части, стыкуемые соединением шип-паз, удерживаемые от проскальзывания в кольцевой проточке выступом, входящим во впадину горловины рабочего колеса. In the known self-regulating seal of the rotating parts of a centrifugal pump containing a high-pressure chamber, a housing with a fixed sleeve mounted with a radial clearance relative to a rotating wheel with an annular groove, a feature is that a ring of antifriction material is installed in the annular groove, cut into two parts, joined the thorn-groove connection, held from slipping in the annular groove by the protrusion entering the cavity of the impeller neck.

На фиг. 1 изображено саморегулируемое уплотнение вращающихся частей центробежного насоса, продольный разрез; на фиг. 2 - кольцо из антифрикционного материала. In FIG. 1 shows a self-regulating seal of the rotating parts of a centrifugal pump, a longitudinal section; in FIG. 2 - a ring of anti-friction material.

Уплотнение, представленное на чертеже, содержит камеру 1 высокого давления, корпус 2 с неподвижной втулкой 3, установленной с радиальным зазором 4 относительно вращающегося рабочего колеса, на горловине которого выполнена кольцевая проточка 6, в которую устанавливается разрезанное на две равные по шасси части кольцо 7, обе половины которого стыкуются между собой соединением шип 8 - паз 9. Выступы 10 каждой половины разрезанного кольца 7 входят во впадины 11 горловины рабочего колеса 5. The seal shown in the drawing contains a high-pressure chamber 1, a housing 2 with a fixed sleeve 3 mounted with a radial clearance 4 relative to a rotating impeller, on the neck of which an annular groove 6 is made, into which a ring 7 is cut, cut into two parts equal to the chassis, both halves of which are joined together by a spike 8 — groove 9 connection. The protrusions 10 of each half of the cut ring 7 enter the cavities 11 of the mouth of the impeller 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении рабочего колеса 5 центробежного насоса на половины разрезанного кольца действуют центробежные силы, половины кольца расходятся и внешними своими поверхностями поджимаются к внутренним поверхностям неподвижной втулки 3, тем самым перекрывая перетек жидкости из камеры 1 высокого давления. Соединение шип 8 - паз 9 перекрывает переток жидкости из камеры 11 высокого давления в местах стыка. Выступы 10 во впадинах 11 предотвращают проскальзывание кольца в проточке 6. По мере износа кольца 7 его половины расходятся, сохраняя надежность уплотнения. Для уменьшения сил трения кольцо может быть выполнено из антифрикционного материала. When the impeller 5 of the centrifugal pump rotates, centrifugal forces act on the halves of the cut ring, the halves of the ring diverge and, with their outer surfaces, are pressed against the inner surfaces of the stationary sleeve 3, thereby blocking the fluid flow from the high-pressure chamber 1. The connection stud 8 - groove 9 blocks the flow of fluid from the high-pressure chamber 11 at the joints. The protrusions 10 in the depressions 11 prevent slipping of the ring in the groove 6. As the ring 7 is worn, its halves diverge, while maintaining the reliability of the seal. To reduce friction, the ring can be made of antifriction material.

Использование предлагаемого уплотнения позволит уменьшить утечки рабочей жидкости практически до нуля, тем самым увеличит объемный КПД насоса, повысит надежность уплотнения. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет увеличить зазоры между корпусом и вращающимся рабочим колесом, чем предотвращается вероятность расширении, или при проседании ротора в процессе эксплуатации. Using the proposed seal will reduce the leakage of the working fluid to almost zero, thereby increasing the volumetric efficiency of the pump and increasing the reliability of the seal. In addition, the proposed design allows to increase the gaps between the housing and the rotating impeller, which prevents the likelihood of expansion, or when the rotor sags during operation.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 418635, опубл. 1974
2. Авторское свидетельство СССР N 1103018, опубл. 1984
3. Авторское свидетельство СССР N 1168747, опубл. 1985 (прототип).Sources of information
1. USSR author's certificate N 418635, publ. 1974
2. Copyright certificate of the USSR N 1103018, publ. 1984
3. Copyright certificate of the USSR N 1168747, publ. 1985 (prototype).

Claims

A self-regulating seal of the rotating parts of a centrifugal pump, comprising a high-pressure chamber, a housing with a fixed sleeve mounted with a radial clearance relative to a rotating wheel with an annular groove, characterized in that an annulus of antifriction material is installed in the annular groove, cut into two parts, joined by a thorn connection a groove held from slipping in the annular groove by a protrusion entering the cavity of the impeller neck.