Конструкции ТНА (Раздаточные материалы), страница 6

На рис. 26 показан БНА содержащий шнек с конической втулкой и многоступенчатую осев5 ю пшравлическую турбину. Шнек выполнен Рнс. 26 Ьустерный насосный агрегат с приводом от гидравлической турбины: 1- корпус насоса; 2- рабочее колесо насоса; 3 - подшипники: 4- сопловые лопатки первой ступени т3рбины: 5- рабочис лопатки первой сзбпени турбины; 6 — спрямляющий аппарат насоса; 7 — подводящий ресивер гидротурбины: 8— каналы подвода 'кил осги к турбины; 9 — спиральный сборник насоса 40 переменного шага с уменьшающейся высотой лопатки к выходу с переходом на больший диаметр. Закрутка потока больше, чем в шнеке, встроенном в колесо.

Такой насос больше диагональный, чем осевой и для повышения статического напора на выходе устанавливают диффузорный спрямляющий аппарат и спиральный коллектор сбора жидкости для подачи в трубопровод. Такой шнек создает напор также н за счет перемещения жидкости на больший радиус, заменяя центробежное колесо. Угловая скорость гидравлической турбины ограничена антикавитационными свойствами бустерного насоса и поэтому невелика.

Перепад давления на турбине велик, поэтому ц/с~ мало, если с~ - скорость, подсчитанная по перепаду на всей турбине. Для повышения КПД, турбину выполняют многоступенчатой со ступенями давления. При малом расходе рабочего тела Н0% от расхода основного насоса) турбина может получится с малой высотой лопаток. Для увеличения высоты лопаток, рабочие органы располагают на меньшем диаметре, увеличивая число ступеней, Если гидравлическая турбина парциальная, то КПД не превышает 0,2+0,4. 7. Конструкции уплотнений ТНА Уплотнения годвижных соединений ТНЛ разделяют на контактные. бесконтактные гидродинамические и комбинированные.

В структурной схеме контактного уплотнения выделяют неподвижную часть, закрепленную в корпусе; скользящую часть, находящуюся в контакте с подвижной поверхностью; эластичный уплотняюший элемент и упр>тий элемент, создающий необхолимое давление на контактир>юших поверхностях Уплотнения контактного типа в виде манжетных уплотнений показаны на рис. 27. Корпус манжеты армирован металлических~ кольцом ", г>бка 4 охвачена по периферии прижимной пружиной 5.

Для резиновых манжет окружная скорость в зоне контакта, где выделяется тепло зрения, допускается 15м/с при температуре не оолее 200'С при контактном давлении 1О г/мм вдоль Рис. 27. Элементы манжетного уплотнения: а — манжета армированная; б — манжета армированная с опорной шайбой; 1— корпус; 2 — кольцо арматуры; 3 — мог'ик; 4 — губка; 5 — пружина; 6 — опорная шайба Смачивание места контакта осуществляется утечками при последователь- ной установке двух и более манжет после износа первой под нагрузку становится вторая манжета. цэгоропласты допускают скорость ло 25м/с. с >меныпениеч диаметра вата >худшается теплоотвод и при биении вала ло 0,08мм скорость не превьш|ает 5м/с. шероховатость вала 0.3-0.6 мкм.

На рпс 28 преэсэавлены узлы уплотнений с охлаждением зоны трепля жидкостью. '1'орцевые уплотнения 1рис. 29) работоспособны при перепадах давлений до 40 МПа, скорость скольжения до 60м.'с в диапазоне температур 200-800К. Они обеспечивают надежную герметичность в момент зап>ска и как стояночные уплотнения. Ширина контактного пояска З...бмм, подвижный контакт с корпусом осуществляется мембраной или сильфоном. Биение контактно~о кольца при ы > 1000 рад/с не должно превышать 3.. 8 мкм. линии и при перепаде давления до 1МПа.

! / 2 у в путем ее ппркуляшш за счет пиноллера илп обратных токов 2 5 б г г у е х 4-4 2 3 о Рнс. 28. Узлы уплотнения с маижетамн при охлаждении зоны трения циркуляцией компонента: а — по канавкам на валу: б — в тупиковой зоне; 1 — подшипник; 2 — ступица; 3 импеллер; 4 — втулка; 5 — ват; б — манжета Рнс. 29. Торцевые уплоз пения: а — с мембраной; б — с сильфоном; 1 — пружина'. ' — мембрана; 3 — втулка; 4-- контактное кольпо; 5 - опорное кольцо: б — сильфон В качестве материала применяюг применяют графиты, метатлокерамику, фторопласты, опорную деталь ТНА термообработкой доводят до 50...60 НКС. Для разделения полостей газом от агрессивной жидкости при перепадах давления до 5Мпа и при окружных скоростях в кисте контакта до 80 и!с применяются уплотнения с упругими кольцами (рнс. 30).

Кольца прижаты к корпусу силами упругости, а к боковой поверхности канавки втулки ротора силами давления жидкости. Для уменьшения износа в кольца ь )ах делах)т ряд отверстий для смазки поверхности трения. Кольца изготавливаю~ нз пружинной стази. чугуна и высокооловяцистой бронзы БР010Ф1.

Боковая поверхность канавки имеет твердость более 50 НКС, Рис 30 Уплотнения с упругнмн кольцами а — упругое кольцо, б — установка упругого кольца в паз; в — упругое кольцо разгрузочным отверстием; 1 — опорная втулка; 2 — упругие кольца; 3 — втулка Рис 31 Уп ютнеиия с кольцевыми сегментамн 1— — опорное кольцо: — ораслетная пружина; 3 — сегменты кольцевые: 4 штифт Для герметизации полости газовой турбины с высокой температурой, или насоса на криогенной жидкости применяют уплотнения с разрезными на три сегмента кольцами, с зазором между сегментами по торцу 0,5 мм (рис.

31). Сегменты прижимаются к поверхности вала браслетной пружиной, от проворачивания удерживаются штифтами. К боковым поверхностям пазов корпуса кольца прижимаются давлением жидкости во время работы. Изготавливаются кольца из графитнзированного чугуна с притиркой к рабочей поверхности. Бесконтактные статические и гидродинамические уплотнения имеют зазор со статором, который после запуска ТНА заполняется жидкостью. В статических уплотнениях поверхности трения разделены слоем жидкостной смазки и утечки в них зависят от зазора. В гндродинамических бесконтактных уплотнениях затратами мощности создается сопротивление и противодавление течению уплотняемой среды, что сопровождается выделением тепла.

На рис. 32 показаны схемы статических лабнринтных уплотнений. За счет попеременного ускорения и торможения потока создается сопротивление течению, и коэффициент расхода через зазор падает. Рис. 32. Схемы статических лабнрпнтных уплотнений: а — ступенчатое; б — ступенчатое со встречным барьером, в — акснально- ступенчатое; г — радиально-ступенчатое На рнс.

33 показаны шелевые уплотнения, установленные на буртах крыльчатки и определяющие объемный КГ!Д насоса. Коэффициент расхода ц 2ь можно определить по формуле р ='- — -- - ! ', где - - сумма местных сопротивлений „'-, = -' - - 1 '..'. 2 . 0.003...004. Величина ц, как правило 0 25...0,35, но введение винтовых канавок и лабиринтов позволяет снизить ц до О,!5. Рис. ЗЗ.

Схемы бесконтактных уплотнений колеса центробежного насоса в виде: а — гладкой щели; б — многоярусной ступенчатой щели Уменьшить радиальный зазор б можно введением плавающего кольца (рис. 34). В период запуска осевое перемещение плавающего кольца ограничено гайкой с уступом. При работе кольцо торцем прижимается 1 давлением жидкости к опорной поверхности опорного кольца. Утечки 1 ,кндлостн при раслрттье ротора проходя~ через торцевои и ралнальныи ыюр Прн наличии эксцентриснтета кольца относительно бурта крыльчаткн, ьолыю центрнруегся протоком жидкости. Биение вала прн прохождении резонансной частоты заставляет кольцо перемешаться в радиальном направлении елозь торцевой поверхности опорного кольца.

При врапеннп между буртом н кольцом ооразуегся ~нлродинамнческнй подшипник скольжения, в котором вращающийся гндротннамнческнй клин создает давление, отделяющее кольцо от механического контакта с буртом крыльчаткн. Радиальный зазор между буртом и кольцом меньше величины биения ротора н расход утечек оудет значительно меньше, чем в сл)чае шетевшо уплотнения Кольце относительно крыльчатки может проворачиваться в зависимости от соотноп<ения прижимной осевой силы и гидравлического трения в радиальном зазоре. Рнс. 34.