Торцовое уплотнение гидродинамическое

Торсион 33, 147, 269, 281 Торцовое уплотнение гидродинамическое 79, 80, 84, 87 [c.316]

В качестве подходящего, т. е. отвечающего требованиям эксплуатации на АЭС и наиболее перспективного типа уплотнения вращающегося вала в ГЦН для АЭС, может рассматриваться только торцовое уплотнение. Принципиальное его отличие от уплотнения с радиальным зазором заключается в том, что торцовая уплотняющая щель является плоской, тогда как радиальная имеет цилиндрическую форму. Предпочтение плоской (торцовой) щели по сравнению с цилиндрической (радиальной) отдано потому, что технологически очень трудно обработать цилиндрические круговые поверхности с отклонением в несколько микрон, и с увеличением диаметра эти трудности возрастают. Плоские поверхности с необходимой точностью могут быть сравнительно легко получены притиркой, а их неплоскостность может быть доведена до долей микрона даже при больших диаметрах уплотнений. Поэтому при высоком давлении и прочих равных условиях торцовая щель в подвижном контакте всегда будет герметичнее радиальной щели. Кроме того, величину торцовой щели относительно просто регулировать с помощью гидростатических и гидродинамических элементов конструкции, так как при осевых перемещениях ее поверхности смещаются в основном параллельно, не изменяя существенно формы зазора, в то время как в радиальной щели форма зазора при смещении цилиндрических поверхностей меняется. [c.76]

По величине рабочего зазора, а также по принципу его поддержания торцовые уплотнения делят на гидростатические и гидродинамические. [c.77]

Торцовые уплотнения благодаря существенно меньшим протечкам запирающей воды имеют и соответственно менее громоздкие системы. Особенно это проявляется у торцовых гидродинамических уплотнений, которые в состоянии сохранять работоспособность даже при полном отказе системы подачи запирающей воды, переходя в режим работы на воде первого контура. В этом случае уплотнение должно быть защищено от перегрева мощным внутренним холодильником. Однако в литературе отсутствуют данные [c.108]

Системы, обслуживающие гидростатические торцовые уплотнения, представляют собой нечто среднее между системами, питающими уплотнения с плавающими кольцами и гидродинамические торцовые уплотнения. Это обусловлено тем, что протечки через гидростатические уплотнения (0,5—1,5 хотя и малы по [c.111]

Наибольшее усилие трения Р/шах при ро = О, которое должна преодолевать нажимная пружина, бывает при монтаже уплотнения в агрегат. Это усилие рассчитывается по методам 41 для начала движения эластичного уплотнения. В процессе обкатки торцового уплотнения в агрегате плавающий и опорный диски устанавливаются в определенное положение, относительно которого происходят лишь колебания с угловой амплитудой у. При этом трение эластичного уплотнения по плавающему диску часто не возникает, но появляется реакция упругой микродеформации вспомогательного уплотнения в осевом направлении. Ее можно считать деформацией сдвига кольца, сопровождающейся воздействием силы Р/, пропорциональной произведению у на модуль G. Важно, что усилие пружины и создаваемое ею минимальное контактное давление рпт а являются стабильными величинами, не зависящими от случайных причин, в отличие, например, от величины гидродинамического давления. Главными членами уравнения равновесия являются [c.164]

Классическая гидромеханика, на основе которой получены уравнения гл. V, не может объяснить наблюдаемое в торцовых уплотнениях возникновение несущей способности и существование стабильной жидкостной пленки между гладкими параллельными поверхностями. Это противоречие становится объяснимым при рассмотрении совокупности гидродинамических эффектов, создаваемых множеством поверхностных микронеровностей, перекосом и волнистостью торцов. Рассмотрим последовательно действие этих факторов и их влияние на распределение гидродинамического давления рг, возникновение несущей способности (силы Р, ) и зазора б, на радиальную скорость и напряжение сдвига т. Зная эти параметры, можно определить утечку Q и момент трения М[. [c.169]

Исходные поверхности при работе уплотнения быстро меняют форму вследствие приработки, силовых деформаций, нагрева и изнашивания, поэтому по приведенной форме можно определить лишь порядок зазора ha. Существует несколько теорий, объясняющих возникновение гидродинамических несущих сил на тщательно обработанной плоской опоре торцового уплотнения. Все они исходят из рассмотрения совокупности гидродинамических эффектов на микроклиньях с учетом влияния волнистости [c.41]

В зазорах таких пар трения действуют сравнительно большие гидродинамические силы, увеличивается,толщина слоя жидкости и ее утечки. Для обыкновенных торцовых уплотнений это, как правило, нежелательно. Однако при достаточно высоких параметрах работы уплотнения волнистость может быть использована для снижения интенсивности изнашивания, трения и выделения теплоты. С увеличением волнистости пусковой момент трения также снижается. Некоторые исследователи предлагают создавать искусственную волнистость трущихся поверхностей уплотнений. [c.260]

Эффективным средством создания жидкостного слоя является использование в парах трения поверхностей, сходных по формам с несущими поверхностями гидродинамических упорных подшипников. Такие пары трения применяют в торцовых уплотнениях валов крупных турбогенераторов с водородным охлаждением, в роторах газовых турбин, в циркуляционных насосах атомных электростанций. [c.303]

Рис. 9.14. Конструкции колец пар трения гидродинамических торцовых уплотнений с эллиптическим (а) и эксцентричным (5) поясками трения

Область применения гидростатических уплотнений приблизительно совпадает с областью применения гидродинамических торцовых уплотнений, однако является более узкой. Это в основном уплотнения циркуляционных и питательных насосов атомных и тепловых электростанций, а также уплотнения валов крупных турбокомпрессоров. [c.303]

Помимо боковых полостей между дисками рабочего колеса и корпусом, в лопастных машинах обычно имеются также примыкаю-щие к валу кольцевые полости в корпусе. Эти полости расположены около разгрузочных дисков и поршней, торцовых и гидродинамических уплотнений, подшипников и т. п. Для них характерно большое отношение ширины к наружному радиусу. Ввиду этого на течение в полости значительно влияет трение на цилиндрических поверхностях и в меньшей степени протечка, и поэтому в большинстве случаев целесообразно использовать для расчета характеристик таких потоков зависимости из п. 5, не учитывающие радиальную протечку. Реальная полость приближенно заменяется коль-цевой полостью прямоугольного сечения и затем в зависимости от граничных условий на периферии из уравнения (65) п. 5 или графиков на рис. 11 — 13 определяется отношение Затем по известному I по формулам (67) или (68) можно рассчитать перепад давления. [c.50]

Основные трудности при создании торцового гидродинамического уплотнения — сохранение плоскопараллельной формы уплотнительной щели при рабочих условиях, поддержание контактного давления на рабочей поверхности, которое устраняло бы утечку, но не приводило бы к полному выдавливанию жидкости из зазора и износу, а также сведение к минимуму количества тепла,. выделяющегося при трении. Малая величина зазора и, следовательно, малая [c.79]

Эксперименты подтвердили возможность создания торцового гидродинамического уплотнения, длительно работающего при перепаде давления до 10 МПа с протечками 1—10 л/ч. Износ( при этом не превышает 3—4 мкм за несколько тысяч часов работы. [c.81]

При неподвижных кольцах уплотнения толщина жидкостной пленки бо минимальна, а в отдельных точках пленка нарушается и имеется контакт торцовых поверхностей. При вращении одного из дисков появляется несущая способность за счет гидродинамических эффектов, и толщина пленки увеличивается до 1—3 мкм. [c.162]

Механические уплотнения [35, 36, 67, 96—105] имеют кольцевой уплотнитель в виде детали или пары трения из металла, углеграфита, керамики, пластмассы и других твердых тел. Контактные поверхности пары должны иметь ничтожное отклонение от заданной формы, чтобы при соприкосновении поверхностей зазор был очень мал. Наиболее точно могут быть обработаны плоские или цилиндрические поверхности, что определяет деление этих уплотнений на две группы радиальные и торцовые УВ. Название механические уплотнения связано с характером производства этих уплотнений на механических заводах. Радиальные уплотнения для УПС называют поршневыми кольцами, так как большинство их применяют в качестве УПС поршней двигателей и компрессоров. Торцовые УПС применяют чаще всего в гидростатических и гидродинамических опорах поршней насосов и гидромашин (их называют также башмаками). Механические уплотнения могут одновременно выполнять функции опор и уплотнений. Например, радиальные (цапфенные) и торцовые распределители гидромашин. Эксплуатационные характеристики торцовых УВ (см. рис. 1.4, 1.6, г) отличаются большим диапазоном допускаемых давлений, скоростей и температур (кривые 7 на рис. 1.4) при удовлетворительной герметичности [Q а 10 ... 1 мм Дм - с)] и большой [c.17]

Существуют конструкции насосов, в которых гидродинамические импеллерные уплотнения применяют для разгрузки от давления обычных торцовых или сальниковых уплотнений (рис. 12.1). Некоторые гидрозатворы используют без стояночных уплотнений. Иногда стояночные уплотнения устанавливают в качестве аварийных или вспомогательных уплотнений. [c.405]

Следует заметить, что при наличии границы раздела фаз гидродинамическое радиальное уплотнение может быть не полностью герметичным. Так, при отсутствии бандажа на торцовых лопатках при радиусах границы раздела, больше 0,6 наружного наблюдался барботаж газовой фазы по радиальным осям вихрей, образующихся при обтекании концов торцовых лопаток. Для торцовых лопаток с бандажом, перекрывающим осевой зазор, барботаж наблюдался лишь при радиусах поверхности раздела фаз, превышающих 0,9 наружного радиуса лопаток. [c.50]

Осевые гидродинамические силы являются результирующими сил давления жидкости, действующих на торцовые поверхности, ограничивающие проточную часть и элементы вспомогательных трактов, а также сил, возникающих вследствие изменения количества движения жидкости через элемент ротора. Основными элементами, на которые действуют осевые силы, являются 1) рабочие колеса лопастных машин 2) вращающиеся поверхности уплотнений [c.61]

Мощность, потребляемая гидродинамическим уплотнением или дисками с торцовыми лопатками, может достигать значительной величины. [c.80]

Во всех насосах со свободным уровнем металла уплотняется инертный газ с помощью торцового уплотнения гидродинамического типа. Простейшая конструкция двойного торцового уплотнения вала по газу (УВГ) с невращающимися аксиально-подвиж-ными узлами показана на рис. 3.39. На валу 5 установлен неподвижно опорный диск 6 (жесткий элемент), с которым соприкасаются уплотнительные кольца 8. Каждое кольцо поджимается несколькими цилиндрическими пружинами 4. Изменение нагрузки на парах трения осуществляется изменением силы сжатия пружин. Уплотнительные кольца крепятся в металлической обойме 3 и за счет резиновых диафрагм 2 образуют подвижную в осевом [c.87]

ГЦН фирмы Alstrem (см. рис. 3.33) в качестве замыкающей концевой ступени используется гидродинамическое торцовое уплотнение. Эта ступень, работающая при перепаде давления 0,5—1 МПа, может воспринимать и полное давление запирающей воды кратковременно при работе ГЦН, и длительно при стоянке насоса (например, при гидроиспытаниях насоса и его систем). Неподвижное кольцо 8 уплотнения изготовлено из нержавеющей стали с напылением окиси хрома. На его поверхности имеется двенадцать серповидных канавок шириной 2,5 и глубиной 2 мм. Подвижное графитовое кольцо 7 плотно посажено в аксиально-подвижную обойму 6. которая прижимается к неподвижному кольцу десятью пружинами 5 диаметром 7 мм и длиной 55 мм. Уплотнение обоймы 6 по внутреннему диаметру осуществляется резиновыми кольцами 9 диаметром 5 мм. Показательна в данном случае и конструкция уплотнения ГЦН, спроектированного во ВНИИАЭН (рис. 3.36). В нем вместе с основным двухступенчатым гидростатическим уплотнением и концевой гидродинамической ступенью 5 встроена контурная ступень 9 с плавающими кольцами [34]. [c.84]

Фирма KSB в циркуляционном насосе RSR применила перевернутую схему охлаждения гидродинамического подшипника (рис. 4.16). Запирающая вода сначала подается в гидродинамический подшипник, затем под гидростатическое торцовое уплотнение 5 и в виде организованных протечек возвращается в систему запирающей воды. В этом случае должен быть достаточно эффективен термобарьер 1. Иначе возможно захолаживание первого контура протечками по зазору между валом 4 и термобарьером 1. [c.118]

Отработка торцовых уплотнений для ГЦН с контролируемыми протечками. Методика отработки гидростатических и гидродинамических торцовых уплотнений достаточно полно изложена в [38, 42, гл. 3]. Здесь остановимся лищь на некоторых особенностях отработки гидродинамического торцового уплотнения с малыми протечками (не более 0,05 м ч). Главной проблемой при конструировании такого уплотнения, как уже упоминалось ранее, является обеспечение во всех режимах работы стабильной жидкостной смазывающей пленки в уплотняющем подвижном контакте, что гарантирует безызносный режим трения. Это оказалось непосредственно связано со стабильностью макрогеометрии уплотняющих поверхностей, независимо от применяемых материалов [9, 10]. Задача стабилизации макрогеометрии оказалась чрезвычайно трудной потому, что основу работоспособности торцовых уплотнений составляет контактирование оптически плоских поверхностей. При этом значение рабочего зазора лежит в пределах от долей микрона до нескольких микрон, и нарушение макрогеометрии даже на несколько микрон приводит к существенному изменению характеристики уплотнения. При достижении некоторого предела это нарущение вызывает выход уплотнения из строя. Между тем термические и силовые деформации деталей, образующие контактирующие поверхности, и деталей, соприкасающихся с ними, в условиях высоких давлений и переменных температур, а также больщих диаметров, характерных для уплотнения ГЦН АЭС, составляют сотни микрон, т. е. превышает рабочий зазор в сотни и даже в тысячи раз. Таким образом, конструкция уплотнений должна быть такой, чтобы эти гигантские по сравнению с рабочим зазором перемещения деталей не приводили к искажению рабочих поверхностей даже на несколько микрон. Выяснение указанных обстоятельств предопределило принципиальный подход к методике отработки уплотнения вала (см. рис. 3.34) для модернизированного насоса реактора РБМК. При выборе материала для рабочих колец, образующих уплотняющие поверхности, было учтено, что лучшие результаты при испытаниях и эксплуатации показывали силицированные графиты, несколько модификаций которых прошли испытания на первом этапе на спе- [c.238]

Обычно утечки через торцовые уплотнения, приведенные к Ар = I МПа, находятся в пределах 0,25.... ..10,0 мм7(м с) для обычных уплотнений 0,25... 1,0 для гидродинамических торцовых 1,0...5,0 для уплотнений в особотяжелых условиях 5,0...10,0. [c.43]

Зазоры в работающих торцовых уплотнениях различны (для обыкновенных пар трения 0,5-2 мкм для гидродинамических - более 2 мкм для гидростатических — более 5 мкм), поэтому механизмы герметизащ1И этих пар трения также различны. В зазорах обыкновенных пар трения происходит контакт микронеровностей трущихся поверхностей и, как следствие этого, их изнашивание. В гидродинамических парах трения трущиеся поверхности разделены слоем жидкости, контакты микронеровностей сравнительно малочисленны и носят случайный характер. В гидростатических парах трения контакты микронеровностей отсутствуют и наблюдается чисто гидродинамический режим смазки. [c.248]

Модель гидродинамического микро-подшипника в применении к паре трения углеграфит — металл [38]. Теория разработана на основе микрографического исследования рабочей поверхности углеграфитовых колец, работающих в паре с металлическими кольцами на морской воде в крупных торцовых уплотнениях дейдвудных валов диаметром около 400 мм. На поверхности углеграфитовых колец, пропитанных полимеризирующейся смолой, после работы обнаружены неровности с плоскими вершинами высотой в несколько микрометров и линейными размерами от 0,01 до 0,07 мм. Они образуют агломераты с линейными размерами до 0,5 мм, занимающие 30— 40% номинальной площади кон- [c.253]

Гидродинамические и гидростатические торцовые уплотнения работают в режиме жидкостной (газовой) смазки, поэтому их называют бесконтактными. Эти уплотнения применяют при высоких перепадах давлений и скоростях скольжения, а также при герметизации сред с плохими смазывающими свойствами газы, кипящие и криогенные жидкости). Гидродинамические и гидростатические уплотнения успешно эксплуатируют при перепаде давлений до 28 МПа, скорости скольжения до 185 м/с на валах диаметром до 1500 мм. Бесконтактные торцовые уплотнения используют в турбонасосах высокого давления ЖРД, компрессорах авиационных двигателей, циркуляционных насосах АЭС, питательных насосах энергетических систем, турбинах гидроэлектроустановок и других машинах. [c.265]

На рис. 75 изображена onopai высокоскоростного генератора, состоящая из шарикоподшипника 4, корпуса 5, вала 1, втулки 22 и уплотнительных устройств. Генератор охлаждаетсй маслом, которое подается под давлением р — 17,5 кгс/см температура масла /= J25° . Частота вращения ротора п = 11 500 об/мин. Параметр ро = 525 кгс-м/(см2-с). Для изоляции подшипниковой полости от масла установлено разгруженное торцовое уплотнение с гидродинамической парой трения. Гидродинамический эф кт, т. е. образование устойчивой масляной пленки на поверхности контакта, о(5еспечиваегся вследствие утечки уплотняемого масла, которая стабилизируется с помощью кольцевой проточки, выпол- [c.106]

Мы видели (стр. 76), что необходимым условием возбуждения гидродинамического эффекта должно быть наличие сужающегося зазора ( масляного клина ) между трущимися поверхностями. Практика, однако, показывает, что в ряде случаев жидкостная смазка в результате гидродинамического эффекта может возникать также и между эквидистантными поверхностями — плоскопараллельными или криволинейными. В качестве примера можно назвать плоскопараллельные упорные поверхности в аксиальнопоршневых гидронасосах, рабочие поверхности торцовых уплотнений или эквидистантные криволинейные поверхности трения на шариках четырехшариковой машины трения. [c.101]

Торцовое гидродинамическое уплотнение обладает рядом неоспоримых преимуществ, которые и определяют перспективу его использования в ГЦН [43, 44], и прежде всего —весьма малые протечки, отвечающие жестким требованиям к допустимой негер-метичности и недостижимой в других конструкциях уплотнений [c.80]

В качестве иллюстрации рассмотрим систему подачи запирающей воды в торцовое гидродинамическое уплотнение вала модернизированного ГЦН реактора РБМК (рис. 4.7). Подача запираю-ш,ей воды в номинальном режиме осуществляется от насосов 14, предназначенных для подпитки основного контура установки [45, гл. 3]. [c.108]

При определении осевой силы исключаются силы, действующие на втулки рабочих колес и части рабочего колеса, входящие в состав других элементов ротора (например, разгрузочных устройств, гидродинамических радиальных уплотнений с торцовыми лопатками). Кроме того, не рассматриваются пренебрежимо малые для большинства агрегатов подъемные архимедовы силы, а также гидродинамические силы, возникающие вследствие вибрации ротора. [c.62]

Гидродинамические радиальные уплотнения. Осевое усилие, дей- ствующее на поверхность диска с торцовыми лoпatкaми, определя-ч тся также интегрированием распределения давления [c.70]

Потери на трение гладкой стороны диска гидродинамического уплотнения также можно рассчитать по формуле (92). Однако ввиду увеличения скорости поюка в полости между диском и корпусом вихрями, переносимыми потоком в эту полость из зазора между торцовыми лопатками и корпусом, коэффициент следует брать равным 1,3—1,5 для открытых торцовых лопаток и 2,1—1,8 для торцовых лопаток с бандажом на периферии. Потери на трение в динамических уплотнениях других типов можно найти в работе [11]. [c.81]

На рис. 37 показана торцовая поверхность уплотнения, на которой выполнены спиральные канавки, ограниченные кольцевым пояском. Канавки обеспечивают получение подьемной силы в начале вращения и гене-piqpoBaHHe собственного герметизщ>ующего гидродинамического давления и радиального насооюго эффекта. [c.55]

В опытном конструкторском бюро машиностроения разработаны торцовые гидродинамические уплотнение вала для оборудования нефтеперерабатывающей, медицинской, химической отрас- [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...