ЩЕЛЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА НАСОСА

Полезная модель относится к общему машиностроению, и может быть использована в конструкциях уплотнительных узлов насосов, компрессоров и других машин.
Известно щелевое уплотнение рабочего колеса насоса по патенту на изобретение RU 2656098 С1, МПК F16D 29/16, публикация 01.06.2018 г.
Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса, содержащее щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса, образующие двойное щелевое уплотнение Сообразной формы по наружному и внутреннему диаметрам уплотнительного пояска. Щелевое кольцо выполнено съемным С-образной формы, а уплотнительный поясок колеса установлен в кольце с образованием разгрузочной камеры между уплотнениями по наружному и внутреннему диаметрам пояска.
Известное уплотнение имеет следующие недостатки:
- уплотнительный поясок рабочего колеса насоса наиболее подвержен эрозийному износу в процессе перекачивания агрессивных жидкостей, например, нефтехимических жидкостей, что снижает надежность работы насоса.
- при эрозийном износе пояска рабочего колеса насоса возникает утечка перекачиваемой жидкости в большом объеме, тем самым, снижается объемный КПД насоса, и увеличивается потеря энергии на различных режимах работы насоса.
Задачей заявляемой полезной модели является увеличение срока эксплуатации рабочего колеса, улучшение его ремонтопригодности и повышение величины объемного КПД насоса, за счет уменьшения утечки перекачиваемой жидкости.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что съемное щелевое кольцо имеет на большем внутреннем диаметре цилиндрические проточки, а уплотнительный поясок рабочего колеса насоса выполнен в виде съемного уплотнительного кольца, установленного, по посадке с натягом, в кольцевой проточке наружного диаметра горловины рабочего колеса насоса, образуя разгрузочную камеру, которая позволяет гасить скоростной напор перекачиваемой жидкости, увеличивая сопротивление перетечкам.
Технический результат от использования изобретения решается за счет того, что щелевое уплотнение рабочего колеса насоса, содержит съемное щелевое кольцо, установленное в корпусе насоса, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному диаметру уплотнительного пояска рабочего колеса насоса. При этом съемное щелевое кольцо закреплено винтами потайными к корпусу насоса и имеет, на большем внутреннем диаметре, цилиндрические проточки, с шагом 6 мм и глубиной 2-4 мм. А уплотнительный поясок рабочего колеса насоса выполнен в виде съемного уплотнительного кольца, установленного, по посадке с натягом, в кольцевой проточке наружного диаметра горловины рабочего колеса насоса, при этом уплотнительное кольцо закреплено к горловине рабочего колеса насоса винтом потайным. Таким образом, между съемным щелевым кольцом и уплотнительным кольцом образована разгрузочная камера, которая гасит скоростной напор перекачиваемой жидкости, увеличивая сопротивление перетечкам. Съемное щелевое кольцо может быть выполнено с цилиндрическими проточками прямоугольного, трапецеидального, треугольного сечения или сечения, первая сторона которого имеет прямой угол, а вторая сторона имеет наклон, равный 60°.
На фиг. 1 представлено щелевое уплотнение рабочего колеса насоса.
Щелевое уплотнение рабочего колеса насоса 1 (фиг. 1), содержит съемное щелевое кольцо 2, установленное в корпусе насоса 3, и уплотнительный поясок рабочего колеса насоса 1, образующие двойное щелевое уплотнение С-образной формы по наружному диаметру уплотнительного пояска рабочего колеса насоса 1. При этом съемное щелевое кольцо 2 закреплено винтами потайными 4 к корпусу насоса 3 и имеет, на большем внутреннем диаметре, цилиндрические проточки 5, с шагом 6 мм и глубиной 2-4 мм. А уплотнительный поясок рабочего колеса насоса 1 выполнен в виде съемного уплотнительного кольца 6, установленного, по посадке с натягом, в кольцевой проточке наружного диаметра горловины рабочего колеса насоса 1, при этом уплотнительное кольцо 6 закреплено к горловине рабочего колеса насоса 1 винтом потайным 7. Таким образом, между съемным щелевым кольцом 2 и уплотнительным кольцом 6 образована разгрузочная камера 8, которая гасит скоростной напор перекачиваемой жидкости, увеличивая сопротивление перетечкам. Съемное щелевое кольцо 2 может быть выполнено с цилиндрическими проточками 5 прямоугольного (а) фиг. 2), трапецеидального (б) фиг. 2), треугольного сечения (в) фиг. 2) или сечения, первая сторона которого имеет прямой угол, а вторая сторона имеет наклон, равный 60° (г) фиг. 2).
Щелевое уплотнение работает следующим образом (фиг. 1).
Поток перекачиваемой жидкости под действием центробежной силы, создаваемой лопатками рабочего колеса насоса 1, устремляется в выходной канал корпуса насоса 3, а часть потока устремляется через зазор в щелевом уплотнении, таким образом, возникает утечка за счет давления созданного рабочим колесом насоса 1.
Данное щелевое уплотнение С-образной формы с цилиндрическими канавками на съемном щелевом кольце 2 установленном в корпусе насоса 3 увеличивает сопротивление перетоку перекачиваемой жидкости через зазор между съемным щелевым кольцом 2 и уплотнительным кольцом 6 за счет образования дополнительных вихревых потоков перекачиваемой жидкости в каждой цилиндрической проточке 5, противодействующих скоростному напору. Разгрузочная камера 8 дополнительно гасит скоростной напор за счет уменьшения скорости потока при изменении его направления, чем значительно уменьшает утечку перекачиваемой жидкости через зазор, что ведет к уменьшению объемных потерь и, соответственно, к увеличению объемного КПД.
При испытании насоса на ОАО «Волгограднефтемаш» величина объемного КПД насоса с цилиндрической проточкой с сечением а), г) (фиг. 2) является более эффективной по отношению к объемному КПД насоса при цилиндрических проточках сечением б), в) (фиг. 2).
Таким образом, предлагаемая конструкция щелевого уплотнения рабочего колеса насоса увеличивает срок эксплуатации рабочего колеса, улучшает его ремонтопригодность, и повышает величину объемного КПД насоса, за счет уменьшения утечек перекачиваемой жидкости.