RU53396U1 - Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса - Google Patents
Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU53396U1 RU53396U1 RU2005116546/22U RU2005116546U RU53396U1 RU 53396 U1 RU53396 U1 RU 53396U1 RU 2005116546/22 U RU2005116546/22 U RU 2005116546/22U RU 2005116546 U RU2005116546 U RU 2005116546U RU 53396 U1 RU53396 U1 RU 53396U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- thread
- seal
- labyrinth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к насосостроению и к уплотнительной технике, а именно к бесконтактным уплотнениям валов лабиринтно-винтового типа. Может быть использована в центробежных гидромашинах для герметизации подшипниковых узлов. Для увеличении срока службы гидромашины используют лабиринтно-винтовое уплотнение, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности ротора и статора, на поверхности которых выполнена резьба противоположного направления, причем число зубьев резьбы на роторе не превышает 175, на статоре - 163, угол нарезки резьбы α не превышает 76°, высота h зубьев резьбы не превышает 1 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на роторе, так и на статоре одинаковы и не превышают 0,7 мм, ширина β верхней площадки зуба не превышает 0,15 мм, при этом радиальный зазор δ между ротором и статором составляет не более 0,15 мм. Для повышения герметичности предлагаемой конструкции, лабиринтно-винтовое уплотнение выполнено многоступенчатым, на выходе из каждой ступени выполнена щель с гладкими стенками - кольцевая проточка прямоугольной формы - с зазором, не менее радиального зазора уплотнения.
Description
Полезная модель относится к насосостроению и к уплотнительной технике, а именно к бесконтактным уплотнениям валов лабиринтно-винтового типа. Может быть использована в центробежных гидромашинах для герметизации подшипниковых узлов.
Известны лабиринтные винтовые уплотнения для узлов с вращающимися валами, содержащие винтовые канавки в виде резьбы либо на роторе, либо на статоре, либо на роторе и статоре одновременно (Васильцев Э.А. Бесконтактные уплотнения. Л.: Машиностроение, 1974 г.).
Эти уплотнения эффективны лишь в узком расчетном диапазоне частоты вращения вала и ненадежны при переменных режимах работы агрегата, когда частота вращения вала изменяется в широких пределах.
Известно лабиринтное винтовое уплотнение, содержащее гладкий цилиндрический ротор и охватывающий его статор с винтовыми пазами на внутренней поверхности, в которых установлена герметизирующая вставка в виде упругой ленты (авторское свидетельство СССР №400759, 1973 г.).
Однако и это «сдвоенное» уплотнение непригодно для обеспечения необходимой герметичности узла при изменении режимов работы агрегата, характеризующихся широким диапазоном частот вращения вала.
Наиболее близким аналогом выбрано аэродинамическое лабиринтно-винтовое уплотнение, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности статора и ротора, по меньшей мере на поверхности последнего из которых выполнена многозаходная резьба, а в случае выполнения резьбы как на роторе, так и на статоре, резьба на них выполнена противоположного направления (Патент РФ №2193698, 2000 г.).
Однако данное изобретение по патенту рассчитано для работы со сжимаемой средой, которая требует для работы подбора своих геометрических параметров резьбы.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание такой конструкции лабиринтно-винтового уплотнения, которая исключает попадание перекачиваемой жидкости в подшипниковый узел.
Технический результат заключается в увеличении срока службы гидромашины.
Для достижения указанного технического результата используют лабиринтно-винтовое уплотнение, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности ротора и статора, на поверхности которых выполнена резьба противоположного направления, причем число зубьев резьбы на роторе - 175, на статоре - 163, угол нарезки резьбы α-76°, высота h зубьев резьбы - 1 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на роторе, так и на статоре одинаковы и составляют 0,7 мм, ширина β верхней площадки зуба - 0,15 мм, при этом радиальный зазор δ между ротором и статором составляет 0,15 мм. Для повышения герметичности предлагаемой конструкции, лабиринтно-винтовое уплотнение выполнено многоступенчатым, на выходе из каждой ступени выполнена щель с гладкими стенками - кольцевая проточка прямоугольной формы - с зазором, равным радиальному зазору уплотнения.
Отличительными признаками данной полезной модели от прототипа будет являться выполнение лабиринтно-винтового уплотнения многоступенчатым, причем на выходе из каждой ступени имеется щель с гладкими стенками -кольцевая проточка прямоугольной формы - с зазором, равным радиальному зазору уплотнения, число зубьев резьбы на роторе - 175, на статоре - 163, угол нарезки резьбы α-76°, высота h зубьев резьбы - 1 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на роторе, так и на статоре одинаковы и составляют 0,7 мм, ширина β верхней площадки зуба составляет 0,15 мм, при этом радиальный зазор δ между ротором и статором составляет 0,15 мм.
На фиг.1 изображено многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение, установленное на валу в корпусе центробежного насоса; на фиг.2 - изображен элемент резьбы ступеней уплотнения; на фиг.3 - ротор многоступенчатого лабиринтно-винтовом уплотнения (резьбы показаны пунктиром); на фиг.4 - статор многоступенчатого лабиринтно-винтовом уплотнения (резьбы показаны
пунктиром); на фиг.5 - расходная характеристика лабиринтно-винтового уплотнения вала центробежного насоса.
Для предотвращения перетечек и попадания перекачиваемой жидкости внутрь защищаемого уплотнением подшипникового узла подбираются геометрические параметры многозаходной резьбы на роторе и статоре уплотнения.
Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение, как показано на фиг.1 установлено на валу 1 центробежного насоса со стороны рабочего колеса. Уплотнение содержит (см. фиг.1) установленные с радиальным зазором 5 поверхности ротора 2 и статора 3. На поверхностях ротора и статора выполнена многозаходная резьба. При выполнении резьбы как на роторе 2, так и на статоре 3, резьба на них выполнена противоположного направления. Число зубьев резьбы на роторе 2-175, а на статоре 3-163. Угол нарезки резьбы α (см. фиг.2) - 76°. Высота h зубьев (см. фиг.2) резьбы - 1 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на роторе, так и на статоре составляют 0,7 мм. Ширина β верхней площадки зуба составляет 0,15 мм. Радиальный зазор δ (см. фиг.1)между ротором 2 и статором 3 составляет 0,15 мм. Разница между диаметрами вершин зубьев резьбы 'DB1, 'DB2, "DB1, "DB2, '''DB1, '''DB2 ротора и статора и диаметрами 'DO1, 'DO2, "DO1, "DO2, '''DO1, '''DO2 оснований их зубьев (см. фиг.3, 4) определяется в зависимости от диаметров ступеней ротора и условия обеспечения необходимых размеров многозаходных резьб ротора 2 и статора 3 уплотнения. Для повышения герметичности предлагаемой конструкции многоступенчатого лабиринтно-винтового уплотнения на выходе из каждой ступени выполнена кольцевая проточка прямоугольной формы 1 (см. фиг.3) с зазором, равным радиальному зазору уплотнения.
При истечении через каждую щель, которая является кольцевым не профилированным отверстием, реализуется неравномерное распределение скоростей; в зависимости от схемы лабиринта и его геометрических параметров при обтекании высокоскоростной струей гладкой или ступенчатой стенки возникают отрывы потока и вихреобразования. Интенсивность вихревого движения в отрывных зонах и в промежуточных камерах определяет степень диссипации кинетической энергии и в конечном итоге расходные характеристики лабиринтного
уплотнения. Существенную роль в этом процессе играет вязкость жидкости. Чем выше вязкость перекачиваемой жидкости, тем ниже будут расходные характеристики лабиринтного уплотнения. Так как уплотнение устанавливается на вращающихся валах, то вращение внутренней поверхности лабиринта оказывает заметное влияние на структуру потока и расход жидкости за счет образования противотоков. Площадь сечения всех щелей и промежуточных камер одинакова, а расход жидкости через каждую последующую щель будет уменьшаться, так как часть жидкости, прошедшей через щель уплотнения, будет образовывать отрывную зону в промежуточной камере. Кроме того, в лабиринтном уплотнении по его длине будет наблюдаться понижение давления в силу того, что часть кинетической энергии жидкости частично будет преобразовываться в теплоту, а еще часть затрачивается на образование отрывной зоны в промежуточной камере и поддержание возвратно-циркуляционного (вихревого) движения в ней.
Предлагаемое лабиринтно-винтовое уплотнение допускает работу на загрязненных жидкостях с 5 процентным включением абразивных частиц. Для исключения изнашивания выступов зубьев резьбы ротора и статора уплотнения среднеарифметический размер песчинок 0,5 мм не должен превышать половины величины радиального зазора уплотнения (Васильцев Э.А. Бесконтактные уплотнения. Л.: Машиностроение, 1974 г.).
Ограничение уменьшения ширины β верхней площадки зуба определяется только технологическими соображениями или износом при перекачке сред с абразивными частицами (Васильцев Э.А. Бесконтактные уплотнения. Л.: Машиностроение, 1974 г.).
Для турбулентного режима движения жидкости оптимальное значение относительного радиального зазора составляет 0,15. При этом значении наступает автомодельный режим течения жидкости (Васильцев Э.А. Бесконтактные уплотнения. Л.: Машиностроение, 1974 г.).
Шаг резьбы на фиксированной длине определяет число зубьев резьбы на роторе и статоре. Увеличение числа зубьев на роторе до 185, на статоре до 173 приводит к уменьшению шага резьбы и составляет 0,66 мм. Угол нарезки резьбы
α увеличится до 78°, при этом увеличится расходная характеристика предлагаемого лабиринтно-винтового уплотнения вала центробежного насоса. Под расходной характеристикой уплотнения понимается зависимость величины утечек жидкости Q через лабиринтно-винтовое уплотнение от величины радиального зазора и удерживаемого им давления (напора). Известно, что величина давления, удерживаемого уплотнением, обратно пропорциональна величине радиального зазора, т.е. ΔР~1/δ. Следовательно, чем больше величина радиального зазора, тем меньше величина удерживаемого давления и тем больше величина утечек жидкости Q через уплотнение.
При фиксированном давлении жидкости перед уплотнением (в нашем случае 1 МПа) увеличение радиального зазора увеличит величину утечек через уплотнение (см. фиг.5). Жидкость достигнет подшипникового узла и смазка будет вымываться из него. Последнее приведет к снижению срока службы гидромашины.
Уменьшение числа зубьев на роторе до 165, на статоре до 153 приводит к увеличению шага резьбы до 0,74 мм. Угол нарезки резьбы α уменьшается до 73°, что, как известно, увеличит потребляемую уплотнением мощность. Увеличение потребляемой мощности приведет к дополнительному нагреву жидкости. Нагрев жидкости приведет к снижению ее вязкости и нагреву уплотнительного узла в целом. Процессы теплопередачи обусловят разогрев смазки подшипникового узла и уменьшение вязкости смазки приведут к ее вытеканию. Что опять приведет к снижению срока службы гидромашины
В силу выше сказанного технический результат - увеличение срока службы гидромашины - не будет достигнут.
Как показали экспериментальные исследования при соблюдении в конструкции многоступенчатого лабиринтно-винтового уплотнения размеров, характеризующих многозаходную резьбу и радиальный зазор между ротором 2 и статором 3, в ступенях уплотнения обеспечивается создание необходимого давления в нашем случае 1,168 МПа, которое исключает попадание перекачиваемой жидкости в подшипниковый узел.
Установка уплотнений, имеющих конструкцию в соответствии с данным устройством, в центробежных насосах исключит попадание перекачиваемой жидкости в подшипниковый узел и одновременно увеличивает срок службы гидромашины.
Claims (1)
- Лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности ротора и статора, на поверхности которых выполнена многозаходная резьба противоположного направления, отличающееся тем, что число зубьев резьбы на роторе составляет 175, на статоре - 163, угол нарезки резьбы α - 76°, высота зубьев резьбы h 1 мм, шаги S1 и S2 резьбы на роторе и статоре одинаковы и составляют 0,7 мм, радиальный зазор δ между ротором и статором составляет не более 0,15 мм, уплотнение выполнено многоступенчатым, в конце каждой ступени выполнена кольцевая проточка прямоугольной формы с зазором, равным радиальному зазору уплотнения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116546/22U RU53396U1 (ru) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116546/22U RU53396U1 (ru) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU53396U1 true RU53396U1 (ru) | 2006-05-10 |
Family
ID=36657686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005116546/22U RU53396U1 (ru) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU53396U1 (ru) |
-
2005
- 2005-05-30 RU RU2005116546/22U patent/RU53396U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103267132B (zh) | 自泵送流体动压型机械密封 | |
EP2940307B1 (en) | An impeller for a centrifugal pump, a centrifugal pump and a use thereof | |
US9068571B2 (en) | Seal for oil-free rotary displacement compressor | |
US8177236B2 (en) | Seal assembly | |
CN203335870U (zh) | 自泵送流体动压型机械密封 | |
KR20060039894A (ko) | 축방향 마찰 베어링 | |
US20170175736A1 (en) | Gear pump with end plates or bearings having spiral grooves | |
US20070063450A1 (en) | Seal assembly for a rotary member | |
CN102927287A (zh) | 具有组合流体型槽结构的机械端面密封 | |
CN111043317A (zh) | 一种新型动压阻尼密封结构 | |
CN112963543B (zh) | 一种扩压式自泵送流体动静压型机械密封 | |
US3292847A (en) | Lubricant sealing means for rotary positive displacement pump | |
RU53396U1 (ru) | Многоступенчатое лабиринтно-винтовое уплотнение вала центробежного насоса | |
CN109237031A (zh) | 一种轴表面具有织构的唇形密封结构 | |
CN115325034B (zh) | 一种具有流体自泵送效应的高速滚动轴承密封结构 | |
CN203051777U (zh) | 具有组合流体型槽结构的机械端面密封 | |
CN108869384B (zh) | 一种具有圆柱型导流叶片的离心泵径向密封环 | |
CN214578856U (zh) | 一种机械密封结构 | |
CN205618672U (zh) | 双向旋转自泵送流体动压型机械密封 | |
CN110410504B (zh) | 一种变深度螺旋t形槽的机械密封端面结构 | |
CN104179718A (zh) | 一种结构改进的密封环 | |
RU2196254C2 (ru) | Центробежный насос | |
CN207583672U (zh) | 高效节流平衡鼓和套 | |
CA3125001A1 (en) | A pump with a bearing lubrication system | |
CN210068544U (zh) | 一种离心鼓风机的轴端气封组件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100531 |