PL177202B1 - Zespół uszczelniający pompy wirowej - Google Patents

Abstract

1. Zespól uszczelniajacy pompy wirowej do uszczelnienia szyi wirnika, z mocowanym rozlacznie korpusem krócca ssawnego, wyposazony w pierscien slizgowy, zlozony z warstwy elastycznej i warstwy trwalej, osadzony w gniezdzie pomiedzy wybraniem w szyi wirnika a korpusem pompy, znamienny tym, ze pierscien slizgowy (4) osadzony jest powierzchniami bocznymi warstwy elastycznej pomiedzy pierscieniem oporowym (5), stanowiacym element korpusu pompy ( 1 ), umieszczonym bezstykowo w wybraniu w szyi wirnika (3), a pierscieniem dociskowym ( 6) z kolnie- rzem oporowym ustalajacym szerokosc gniazda, przy czym kolnierz oporowy pierscienia dociskowego ( 6 ) umieszczony jest pomiedzy czolowymi powierzch- niami korpusu pompy ( 1 ) i korpusu krócca ssawnego ( 2), zas warstwa trwala pierscienia slizgowego (4), wykona- na z tworzywa o wiekszej sztywnosci i przylegajaca z luzem promieniowym do wybrania w szyi wirnika (3), ma szerokosc mniejsza od szerokosci gniazda. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół uszczelniający pompy wirowej do uszczelnienia szyi wirnika.

W konstrukcji pomp występuje wiele uszczelnień wewnętrznych, których zadaniem jest ograniczenie do minimum przecieku między elementami wirującymi, takimi jak wirniki, tuleje międzystopniowe, bębny odciążające, a odpowiednimi elementami nieruchomymi, takimi jak pierścienie uszczelniające wirników, układy kierownic, elementy kadłuba tłocznego. Tradycyjne uszczelnienia to bezkontaktowe uszczelnienia szczelinowe bądź szczelinowo-labiryntowe. Ich głównymi elementami są pierścieniowe szczeliny wzdłużne, gładkie lub z naciętymi współśrodkowymi rowkami, najczęściej prostokątnymi lub prostokątnymi bądź trójkątnymi z rowkami śrubowymi. Przykładem tego typu rozwiązań jest uszczelnienie wirnika pompy według polskiego opisu patentowego nr 25199, w którym pierścień ślizgowy, osadzony w gnieździe pomiędzy wybraniem w szyi wirnika a wybraniem w osłonie od strony ssawnej pompy, złożony jest z warstwy sztywnej i warstwy elastycznej, przylegającej promieniowo do uszczelnianej powierzchni.

Podstawową wadą tych uszczelnień są dość znaczne przecieki, wynoszące 3 - 6% wydajności pompy (w przypadku bębnów odciążających powyżej 6%), co wpływa na zmniejszenie całkowitej sprawności pompy. Inną wadą jest zużywanie się powierzchni uszczelnień i powiększenie szerokości szczelin podczas eksploatacji pompy i towarzyszący temu spadek sprawności pompy z równoczesnym wzrostem wartości hydraulicznych sił wzdłużnych (naporów osiowych), silnie zależnych od przecieków wewnętrznych.

Innego rodzaju uszczelnienia, takie jak pierścienie pływające i Simmeringi, stosowane są sporadycznie, z podobnymi rezultatami jak uszczelnienia tradycyjne.

Znane są także uszczelnienia elastyczne bezkontaktowe, na przykład uszczelnienia Rotalion firmy James Walker, do różnego rodzaju uszczelnień wałów. Uszczelnienia te zawierają pierścień ślizgowy, złożony z warstwy elastycznej i warstwy trwałej z tworzywa o większej sztywności, odpornej na ścieranie. Pierścień ślizgowy osadzany jest warstwą trwałą na uszczelnianym wale z minimalnym luzem promieniowym, a następnie unieruchamiany w gnieździe z odpowiednim zaciskiem osiowym, wywieranym na wypukłe w pobliżu średnicy zewnętrznej

177 202 powierzchnie boczne warstwy elastycznej. Po unieruchomieniu pierścienia ślizgowego szerokość warstwy trwałej pozostaje mniejsza od szerokości gniazda. Uszczelnienie takie zapewnia podczas pracy wału pomijalnie mały przeciek szczeliną między warstwą trwałą a uszczelnianą powierzchnią.

Jak dotychczas, uszczelnienia te są stosowane w pompach wyłącznie do uszczelniania wałów w kadłubach pomp, zamiast tradycyjnych dławnic, lub do uszczelniania wałów w korpusach łożyskowych.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie przecieków pomiędzy wirnikiem a korpasem pomp, zwłaszcza wirowych, a tym samym podniesienie sprawności pomp, poprzez opracowanie konstrukcji uszczelnienia, umożliwiającego wykorzystanie pierścienia ślizgowego typu Rotalion.

Zespół uszczelniający, według wynalazku, wyposażony w pierścień ślizgowy, złożony z warstwy elastycznej i warstwy trwałej, osadzony w gnieździe pomiędzy wybraniem w szyi wirnika a wybraniem w korpusie pompy z zamocowanym rozłącznie korpusem króćca ssawnego, wyróżnia się tym, że pierścień ślizgowy osadzony jest powierzchniami bocznymi warstwy elastycznej pomiędzy pierścieniem oporowym, stanowiącym element korpusu pompy, umieszczonym bezstykowo w wybraniu w szyi wirnika, a pierścieniem dociskowym z kołnierzem oporowym, ustalającym szerokość gniazda. Kołnierz oporowy pierścienia dociskowego umieszczony jest pomiędzy czołowymi powierzchniami korpusu pompy i korpusu króćca ssawnego, zaś warstwa trwała pierścienia ślizgowego, wykonana z tworzywa o większej sztywności i przylegająca z luzem promieniowym do wybrania w szyi wirnika, ma szerokość mniejszą od szerokości gniazda. Pierścień oporowy może być przymocowany rozłącznie do korpusu pompy. Ponadto przylegające do bocznych ścianek gniazda powierzchnie elastyczne mają profil wypukły w pobliżu zewnętrznego obwodu pierścienia ślizgowego.

Konstrukcja zespołu uszczelniającego według wynalazku umożliwia łatwy montaż i demontaż pierścienia ślizgowego i jego unieruchomienie osiowe i promieniowo z odpowiednim zaciskiem osiowym. Rozwiązanie to zapewnia prawie całkowitą szczelność pomiędzy wirnikiem a korpusem. Dzięki temu uzyskano znaczne podwyższenie sprawności pompy z równoczesnym wydatnym, 3-4 krotnym, zmniejszeniem wartości naporów osiowych.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym zespół uszczelniający w przekroju poprzecznym.

Jak przedstawiono na rysunku, pompa na wlocie ma mocowany rozłącznie króciec ssawny 2 przykręcony od strony wirnika 3 do korpusu pompy 1 i uszczelniony uszczelką 7. W gnieździe, pomiędzy wybraniem w szyi wirnika 3 a wybraniem w korpusie pompy 1, znajduje się pierścień ślizgowy 4, złożony z warstwy elastycznej i warstwy trwałej z tworzywa o większej sztywności od strony powierzchni uszczelnianej. Pierścień ślizgowy 4 osadzony jest pomiędzy pierścieniem oporowym 4 przykręconym do korpusu pompy 1 śrubami 8 i umieszczonym bezstykowo w wybraniu w szyi wirnika 3, a pierścieniem' dociskowym 6 z kołnierzem oporowym ustalającym szerokość gniazda, przy czym kołnierz oporowy pierścienia dociskowego 6 umieszczony jest pomiędzy czołowymi powierzchniami korpusu pompy 1 i korpusu króćca ssawnego 2. Przylegające do bocznych ścianek gniazda powierzchnie elastyczne mają profil wypukły w pobliżu zewnętrznego obwodu pierścienia ślizgowego 4, zaś warstwa trwała pierścienia ślizgowego 4, przylegająca do wybrania w szyi wirnika 3, ma szerokość mniejszą od szerokości gniazda. Podczas montażu zespołu uszczelniającego, pierścień ślizgowy 4 wsuwa się lekko na szyjkę wirnika 3, aż do oparcia o ściankę pierścienia oporowego 5.

Następnie wsuwa się pierścień dociskowy 6, który wraz z pierścieniem oporowym 5 i korpusem pompy 1 tworzy gniazdo o wymiarach odpowiednich do wymiarów pierścienia ślizgowego 4. Po przykręceniu śrubami korpusu króćca ssawnego 2 do korpusu pompy 1 uzyskuje się unieruchomienie osiowe i promieniowe pierścienia ślizgowego 4 z odpowiednim zaciskiem osiowym.

Pierścień ślizgowy 4 zapewnia istnienie przecieku AQ, pomijalnie małego w stosunku do wydajności Q pompy. Wskutek tego sprawność objętościowa pompy

177 202 * Q + AQ przyjmuje wartość praktycznie równą jedności. Całkowita sprawność pompy z takim uszczelnieniem jest o 1,5 - 4,5 punktu procentowego wyższa od sprawności pompy z typowym uszczelnieniem szczelinowym. Uszczelnienie według wynalazku może być stosowane w przypadku cieczy czystych, o wymiarach zanieczyszczeń nie przekraczających 40 μm. Dla cieczy nie spełniających tego warunku należy zamontować dwa uszczelnienia z doprowadzeniem czystej filtrowanej cieczy spłukującej, o ciśnieniu przewyższającym ciśnienie cieczy roboczej.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół uszczelniający pompy wirowej do uszczelnienia szyi wirnika, z mocowanym rozłącznie korpusem króćca ssawnego, wyposażony w pierścień ślizgowy, złożony z warstwy elastycznej i warstwy trwałej, osadzony w gnieździe pomiędzy wybraniem w szyi wirnika a korpusem pompy, znamienny tym, że pierścień ślizgowy (4) osadzony jest powierzchniami bocznymi warstwy elastycznej pomiędzy pierścieniem oporowym (5), stanowiącym element korpusu pompy (1), umieszczonym bezstykowo w wybraniu w szyi wirnika (3), a pierścieniem dociskowym (6) z kołnierzem oporowym ustalającym szerokość gniazda, przy czym kołnierz oporowy pierścienia dociskowego (6) umieszczony jest pomiędzy czołowymi powierzchniami korpusu pompy (1) i korpusu króćca ssawnego (2), zaś warstwa trwała pierścienia ślizgowego (4), wykonana z tworzywa o większej sztywności i przylegająca z luzem promieniowym do wybrania w szyi wirnika (3), ma szerokość mniejszą od szerokości gniazda.

2. Zespół uszczelniający według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień oporowy (5) przymocowany jest rozłącznie do korpusu pompy (1).

3. Zespół uszczelniający według zastrz. 1, znamienny tym, że przylegające do bocznych ścianek gniazda powierzchnie elastyczne mają profil wypukły w pobliżu zewnętrznego obwodu pierścienia ślizgowego (4).