Разработка конструкции торцовых уплотнений обратного нагнетания уплотнения узла вала ротора насоса ЦНС 90-1100»-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Разработка конструкции торцовых уплотнений обратного нагнетания уплотнения узла вала ротора насоса ЦНС 90-1100»-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
3 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ОНТУ

Имеющие ряд преимуществ ОНТУ могут применяться в различных вращающихся гидромашинах для перекачки легкокипящих, легковоспломиняющихся сред, или сред, содержащие твердые примеси, под высоким давлением или при высокой скорости вращения, при которых трудно функционировать традиционным контактным торцовым уплотнениям. Четыре конструкции ОНТУ показаны на рисунке 3.1.
При остановке турбомашины конструкции ОНТУ на рисунке 3.1 а и b имеют большие утечки уплотняемой жидкости; а конструкция ОНТУ на рисунке 3.1 в имеет ограниченную герметичность. С точки зрения эффективности течения и стабильности уплотнения конструкция ОНТУ со спиральными канавками является оптимальной. Поэтому в настоящее время распространено применение конструкции ОНТУ со спиральными канавками (рисунок 3.1 г).
На рисунке 3.2 приведены конструкции ОНТУ с однорядными спиральными гидродинамическими канавками, расположенными на внутреннем диаметре уплотнительного кольца (рисунок 3.2 а). Конструкция ОНТУ с гидродинамическими канавками, расположенными на внешнем диаметре уплотнительного кольца (рисунок 3.2 б), по принципу работы похожа на конструкцию на рисунок 3.2 а, только нагнетание жидкости производится с внешнего диаметра к внутреннему, а стабильность уплотнения лучше, чем в конструкции на рисунке 3.2 в.
Конструкция ОНТУ с гидродинамическими канавками, расположенными по середине кольца, является новым типом с двумя уплотнительными перегородками (рисунок 3.2 в), которая имеет наилучшую стабильность и прекрасную способность к защите поверхностей от твердых включений [172].
На рисунке 3.2 приведены конструкции ОНТУ с двухрядными спиральными канавками. Конструкция ОНТУ «Типа шеврона» (рисунок3.2 а) имеет два ряда канавок, которые разделяются уплотнительной перегородкой, находящейся по середине кольца. Направление нагнетания жидкости для внутреннего ряда канавок с внутреннего диаметра до внешнего диаметра уплотнительного кольца, а направление нагнетания жидкости для внешнего ряда канавок с внешнего диаметра до внутреннего диаметра кольца. Эффект нагнетания двух рядов канавок с внутреннего диаметра до внешнего диаметра кольца реализуется благодаря тому, что радиальная высота внутреннего ряда канавок больше внешнего ряда канавок.



в г

Рисунок 3.1- Освоенные конструкции
а- конструкция с круглыми ступенчатыми канавкам
б- конструкция с ступенчатыми линейными канавками
в- конструкция с наклонными ступенчатыми канавк
г- конструкция со спиральными канавками




а б

в
Рисунок 3.2- Конструкция ОНТУ с однорядными спиральными канавками
 а- канавки с внутреннего диаметра кольца
 б- канавки с внешнего диаметра кольца
в- канавки по середине кольца




направление обратного нагнетания


а б в г
 Рисунок 3.3- Конструкция ОНТУ с двухрядными спиральными
 канавками
  а- тип шеврона; б- тип V; в- тип Y; г- тип отрезка

 Конструкция ОНТУ типом V (рисунок 3.3 б) похожа на «тип шеврона», но два ряда канавок пересекаются на середине кольца. Эта конструкция имеет две уплотнительные перегородки, одна из которых близка к внутреннему диаметру, а другая к внешнему.
Для конструкции ОНТУ типа Y (рисунок 3.3 в) внутренний ряд канавок продолжается после пересечения двух рядов канавок и герметичность её лучше конструкции ОНТУ типа V. Конструкция ОНТУ типа отрезка (рисунок 3.3 г) тоже имеет два ряда канавок с одинаковым направлением наклона канавок и направлением нагнетания.
В общем, благодаря более высокой жёсткости гидродинамической плёнки в зазоре конструкция ОНТУ с двухрядными спиральными канавками лучше конструкции ОНТУ с однорядными спиральными канавками в стабильности работы уплотнения



3.1 Оптимизация ОНТУ

Сначала рассмотрена закономерность влияний рабочих параметров и конструктивных параметров на характеристики ОНТУ, с помощью которой выбраны наиболее значимые конструктивные параметры как оптимизационные переменные. Оптимизация выбранных параметров проведена с использова-ниием многомерного многопараметрического метода. В результате подучат оптимизированные зависимости для выбранных параметров при различных условиях работы. Влияния различных параметров на характеристики ОНТУ.
При конкретном промышленном использовании рабочие параметры уплотнения установлены и постоянны, поэтому ОНТУ для конкретного рабочего условия может проектироваться путём регулирования конструк-тивных параметров. По сравнению с ГБКТУ при проектировании ОНТУ влияние рабочих параметров более существенно.

ТЕМА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
23.02.03.00 «Разработка конструкции торцовых уплотнений обратного нагнетания уплотнения узла вала ротора насоса ЦНС 90-1100»
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ НАДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПАТЕНТНАЯ ОБРАБОТКА
1.1 Литературный обзор
1.2 Патентная проработка
1.2.1 Одинарные контактные торцовые уплотнения
1.2.2 Двойные контактные торцовые уплотнения
1.2.3 Недостатки контактных торцовых уплотнений
1.2.4Термогидродинамические уплотнения
1.2.5Гидростатические уплотнения
1.2.6 Гидродинамические уплотнения Гидродинамическое бесконтактное торцовое уплотнение (ГБКТУ)
1.2.8 Разработка ГБКТУ
1.2.9 Торцовые уплотнения с обратным нагнетанием (ОНТУ)
1.2.10 Технические преимущества ОНТУ

2 НАЗНАЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСА ЦНС 90- 1100
2.1 Назначение ЦНС 90-1100
2.2 Технические характеристики
2.3 Устройство и принцип действия наоса насоса ЦНС 90-1100
2.4 Привод
2.5 Маслосистема
2.6 Система автоматики и КИП

3 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ОНТУ
3.1 Оптимизация ОНТУ
3.1.1 Влияния конструктивных параметров на характеристики ОНТУ
3.2 Влияние рабочих параметров на характеристики ОНТУ
3.3 Оптимизация конструктивных параметров ОНТУ

4 ПРОЧНОСТНОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСОВЕРШЕННСТВОВАННОГО УПЛОТНЕНИЯ

5 ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ НАСОСНОГО АГРЕГАТА
5.1 Диагностирование насосного агрегата
5.2 Повышение надежности насосного агрегата
5.2.1 Повышение сопротивляемости насосных агрегатов внешним воздействиям
5.2.2 Изоляции машин от вредных воздействий
5.2.3 Создание оптимальной конструкции машины

6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6.1 Методика определения экономической эффективности от внедрения мероприятия по новой технике
6.2 База сравнения и метод расчёта эффективности
6.3 Расчёт затрат на ремонт центробежных насосов
6.4 Расчёт экономической эффективности

7 ТЕХНИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 
7.1 Характеристика производственной среды
7.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов
7.3 Мероприятия по технике безопасности
7.4 Специальные требования мер безопасности
7.5 Мероприятия по промышленной санитарии
7.6 Мероприятия по пожарной безопасности
7.7 Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях
7.8 Экологичность проекта

8 ЛИТЕРАТУРА

ЧЕРТЕЖИ:
1-2 Насос ЦНС 90-1100. Сборочный чертёж(2 х А1 = А0).
3 Насос ЦНС 90-1100. Общий вид(А1)
4 Уплотнение торцовое обратного нагнетания. Сборчный чертеж(А1)
5 Подшипник стороны всасывания(А1)
6 Фильтр(А1)
7 Вал(А1)
8 Аппарат направляющий(А1)
9 Колесо рабочее ступени(А1)
10.1 Правая часть корпуса(А3)
10.2 Левая часть корпуса(А3)
10.3 Крышка(А4)
10.4 Кольцо уплотнительное(А4)
10.5 Кольцо уплотнительное(А4)
10.6 Втулка(А3)