НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F04C18/00 F04C18/356 F04C29/04 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в качестве вакуум-насосов и компрессоров в медицинской и бытовой технике и для холодильных установок.

Известна компрессорная установка, содержащая кожух с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками, размещенные в кожухе электродвигатель с приводным валом, установленным в подшипниковых опорах скольжения, качающий узел, включающий корпус с торцевыми крышками и ротор, закрепленный на валу, каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в крышках.

Недостатками известной компрессорной установки являются значительный перегрев электродвигателя при его работе и необходимость смазки подшипников скольжения, что не обеспечивается в установке.

Консольное расположение якоря электродвигателя, закрепленного на приводном валу, относительно подшипниковых опор создает большие динамические нагрузки от вращающегося приводного вала на подшипниковую опору между электродвигателем и ротором, что приводит к быстрому износу подшипниковой опоры.

Кроме того, вследствие взаимных перекосов и несоосностей осей подшипниковых опор скольжения возникает при вращении вала быстрый износ вала и подшипниковых опор.

Известна компрессорная установка, содержащая кожух с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками емкостью для смазывающей жидкости, размещенные в кожухе электродвигатель с приводным валом, установленным в подшипниковых опорах скольжения, и качающий узел, включающий корпус с торцевыми крышками и ротор, закрепленный на валу, при этом каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в крышках - (прототип).

Недостатками известной компрессорной установки являются значительный перегрев электродвигателя при его работе из-за отсутствия эффективной системы охлаждения, а также необходимость смазки подшипников скольжения, что не обеспечивается в установке.

Консольное расположение якоря электродвигателя, закрепленного на приводном валу, относительно подшипниковых опор создает большие динамические нагрузки от вращающегося приводного вала на подшипниковую опору между электродвигателем и ротором, что приводит к быстрому износу подшипниковой опоры.

Кроме того, вследствие взаимных перекосов и несоосностей осей подшипниковых опор скольжения возникает при вращении вала быстрый износ вала и подшипниковых опор.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Указанная цель достигается за счет того, что насосная установка, содержащая кожух с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками и емкостью для смазывающей жидкости, размещенные в кожухе электродвигатель с приводным валом, установленным в подшипниковых опорах скольжения, и качающий узел, включающий корпус с торцевыми крышками и ротор, закрепленный на валу, при этом каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в крышках, согласно изобретению снабжена муфтой, соединяющей вал ротора с приводным валом электродвигателя, а также разделительной перегородкой, размещенной между качающим узлом и электродвигателем, разделительная перегородка и торцевая стенка, расположенная со стороны электродвигателя, установлены с образованием вокруг приводного вала кольцевых полостей, обращенных навстречу друг к другу, в которых размещены подшипниковые опоры, торцевая крышка качающего узла закреплена на разделительной перегородке с образованием замкнутой полости, сообщенной с каналом отвода, в приводном валу выполнен сквозной осевой канал и сквозные радиальные отверстия, выходящие в подшипниковые опоры, при этом вал ротора соединен с приводным валом электродвигателя посредством муфты с образованием зазоров для прохода рабочей среды из замкнутой полости, образованной торцевой крышкой и перегородкой, в осевой канал приводного вала, а в разделительной перегородке и в торцевой стенке, расположенной со стороны электродвигателя, выполнены перепускные отверстия для прохода рабочей среды с возможностью сообщения с выпускным патрубком; в торцевой крышке выполнен радиальный канал, сообщающий емкость для смазывающей жидкости с каналом отвода.

Снабжение установки муфтой, соединяющей вал ротора с приводным валом электродвигателя позволяет выполнить приводной вал и вал ротора более короткими, что снижает нагрузки на опоры валов и повышает надежность их работы.

Снабжение установки разделительной перегородкой, размещенной между качающим узлом и электродвигателем, и установка разделительной перегородки и торцевой стенки, расположенной со стороны электродвигателя, с образованием вокруг приводного вала кольцевых полостей, обращенных навстречу друг другу, позволяет расположить подшипниковые опоры приводного вала по обеим сторонам электродвигателя максимально приближенно к электродвигателю, что снижает длину приводного вала и уменьшает нагрузку на опоры.

Закрепление торцевой крышки качающего узла на разделительной перегородке с образованием замкнутой полости, сообщенной с каналом отвода, выполнение в приводном валу сквозного осевого канала и сквозных радиальных отверстий, выходящих в подшипниковые опоры скольжения, соединение вала ротора с приводным валом электродвигателя посредством муфты с образованием зазоров для прохода рабочей среды из замкнутой полости, образованной торцевой крышкой и перегородкой, в осевой канал приводного вала, выполнение в разделительной перегородке и в торцевой стенке, расположенной со стороны электродвигателя, перепускных отверстий для прохода рабочей среды с возможностью сообщения с выпускным патрубком, позволяет, в сравнительно простой конструкции, рабочей среде, проходящей через качающий узел, уносить с его внутренних поверхностей смазывающую жидкость и смешиваться с ней, и при попадании из замкнутой полости, образованной торцевой крышкой, закрепленной на разделительной перегородке, по зазорам в муфте в сквозной осевой канал приводного вала охлаждать последний и электродвигатель. При обратном прохождении рабочей среды через перепускные отверстия в торцевой стенке и разделительной перегородке и зазоры между ротором и статором электродвигателя к выпускному патрубку также охлаждается электродвигатель.

Одновременно, смазывающая жидкость под действием центробежных сил выделяется из рабочей среды, проходящей по сквозному осевому каналу вращающегося приводного вала, и поступает через сквозные радиальные отверстия в подшипниковые опоры скольжения, обеспечивая их смазку и охлаждение путем передачи тепла теплопроводностью от подшипниковых опор через смазывающую жидкость к рабочей среде, проходящей по сквозному осевому каналу.

Выполнение в торцевой крышке радиального канала, сообщающего емкость для смазывающей жидкости с каналом отвода, позволяет смазывающей жидкости под действием сил эжекции поступать по радиальному каналу в торцевой крышке в канал отвода, смешиваться там с рабочей средой, что увеличивает количество смазывающей жидкости в рабочей среде и увеличивает эффект охлаждения приводного вала и электродвигателя.

На фиг. 1 изображена насосная установка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - качающий узел с радиальным каналом в торцевой крышке.

Насосная установка содержит кожух 1 с торцевыми стенками 2 и 3, впускным и выпускным патрубками 4 и 5 и емкостью 6 для смазывающей жидкости, размещенные в кожухе 1 электродвигатель 7 с приводным валом 8, установленным в подшипниковых опорах скольжения 9 и 10, качающий узел, включающий корпус 11 с торцевыми крышками 12 и 13, ротор 14, закрепленный на валу 15, соединенном с приводным валом 8 посредством муфты 16. Качающий узел может быть выполнен как с катящимся ротором 14 (представлен на чертежах), так и ротационно-пластинчатым с ротором 14, расположенным как концентрично корпусу 11 так и с эксцентриситетом.

В торцевых крышках 12 и 13 выполнены каналы 17 и 18 подвода и отвода рабочей среды. Разделительная перегородка 19 размещена между качающим узлом и электродвигателем 7 и при этом разделительная перегородка 19 и торцевая стенка 3, расположенная со стороны электродвигателя 7, установлены с образованием вокруг приводного вала 8 кольцевых полостей 20 и 21, обращенных навстречу друг другу.

Подшипниковые опоры скольжения 9 и 10 размещены соответственно в кольцевых полостях 20 и 21.

Торцевая крышка 13 качающего узла закреплена на разделительной перегородке 19 с образованием замкнутой полости 22, сообщенной с каналом 18 отвода. В приводном валу 8 выполнен сквозной осевой канал 23 и сквозные радиальные отверстия 24, выходящие в подшипниковые опоры 9 и 10, при этом вал 15 ротора 14 соединен с приводным валом 8 электродвигателя 7 посредством муфты 16 с образованием зазоров 25 для прохода рабочей среды из замкнутой полости 22 в осевой канал 23 приводного вала 8. В разделительной перегородке 19 и в торцевой стенке 3, расположенной со стороны электродвигателя 7, выполнены перепускные отверстия 26 и 27 для прохода рабочей среды с возможностью сообщения с выпускным патрубком 5.

В торцевой крышке 13 может быть выполнен радиальный канал 28, сообщающий емкость 6 для смазывающей жидкости с каналом 18 отвода.

Установка в режиме компрессора работает следующим образом.

При вращении электродвигателя 7 движение передается по приводному валу 8 через муфту 16 на ротор 14 и рабочая среда поступает от впускного патрубка 4 по каналу 17 подвода, нагнетается качающим узлом и по каналу 18 отвода поступает в замкнутую полость 22. Рабочая среда, проходя по внутренним полостям качающего узла, уносит смазывающую жидкость, используемую для смазки качающего узла, и из замкнутой полости 22 по зазорам 25 поступает в сквозной осевой канал 23 приводного вала 8.

Рабочая среда, проходя по сквозному осевому каналу 23, поступает в зону кольцевой полости 21 и далее по перепускным отверстиям 27 в полость кожуха 1 и по зазорам между ротором и статором электродвигателя 7 и по перепускным отверстиям 26 в выпускной патрубок 5 к потребителю.

Смесь рабочей среды и смазывающей жидкости, проходя по сквозному осевому каналу 23, обеспечивает охлаждение приводного вала 8, и, следовательно, электродвигателя 7. Добавка смазывающей жидкости в указанной смеси усиливает эффект охлаждения.

Одновременно, смазывающая жидкость по действием центробежных сил, возникающих при вращении приводного вала 8, выделяется из рабочей среды, проходящей по сквозному осевому каналу 23 приводного вала 8, и поступает через сквозные радиальные отверстия 24 в подшипниковые опоры скольжения 9 и 10, обеспечивая их смазку и охлаждение путем передачи тепла теплопроводностью от подшипниковых опор через смазывающую жидкость к рабочей среде, проходящей по сквозному осевому каналу 23. При обратном прохождении рабочей среды через перепускные отверстия 27 и 26 и зазоры между ротором и статором электродвигателя 7 к выпускному патрубку 5 охлаждается электродвигатель 7.

В случае выполнения радиального канала 28 в торцевой крышке 13 смазывающая жидкость из емкости 6 для смазывающей жидкости перемещается в канал 18 отвода под действием сил эжекции, создаваемых потоком струи рабочей среды в канале 18 отвода, увеличивая количество смазывающей жидкости в рабочей среде и увеличивая эффект охлаждения приводного вала 8 и электродвигателя 7. Образовавшаяся смесь рабочей среды и смазывающей жидкости поступает через сквозной осевой канал 23 в полость кожуха 1 и через выпускной патрубок 5 к потребителю. (56) Патент США N 4592705, кл. F 04 C 18/00, 1986.

Использование: в качестве вакуум-насосов и компрессоров. Сущность изобретения: муфта соединяет вал ротора с приводным валом электродвигателя /ЭД/. Разделительная перегородка /РП/ размещена между качающим узлом и ЭД и торцевая стенка, расположенная со стороны ЭД, установлены с образованием вокруг приводного вала кольцевых полостей, обращенных навстречу друг к другу, в которых размещены подшипниковые опоры. Торцевая крышка качающего узла закреплена на РП с образованием замкнутой полости, сообщенной с каналом отвода. В приводном валу выполнен сквозной осевой канал и сквозные радиальные отверстия, выходящие в подшипниковые опоры. Вал ротора соединен с приводным валом муфтой с образованием зазоров для прохода рабочей среды из замкнутой полости, образованной торцевой крышкой и РП, в осевой канал приводного вала. В РП и торцевой стенке, расположенной со стороны ЭД, выполнены перепускные отверстия для прохода рабочей среды с возможностью сообщения с выпускным патрубком. В торцевой крышке выполнен радиальный канал, сообщающий емкость для смазывающей жидкости с каналом отвода. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая кожух с торцевыми стенками, впускным и выпускным патрубками и емкостью для смазывающей жидкости, размещенные в кожухе электродвигатель с приводным валом, установленным в подшипниковых опорах скольжения, и качающий узел, включающий корпус с торцевыми крышками и ротор, закрепленный на валу, при этом каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в крышках, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, установка снабжена муфтой, соединяющей вал ротора с приводным валом электродвигателя, а также разделительной перегородкой, размещенной между качающим узлом и электродвигателем, разделительная перегородка и торцевая стенка, расположенная со стороны электродвигателя, установлены с образованием вокруг приводного вала кольцевых полостей, обращенных навстречу одна к другой, в которых размещены подшипниковые опоры, торцевая крышка качающего узла закреплена на разделительной перегородке с образованием замкнутой полости, сообщенной с каналом отвода, в приводном валу выполнен сквозной осевой канал и сквозные радиальные отверстия, выходящие в подшипниковые опоры, при этом вал ротора соединен с приводным валом электродвигателя посредством муфты с образованием зазоров для прохода рабочей среды из замкнутой полости, образованной торцевой крышкой и перегородкой, в осевой канал приводного вала, а в разделительной перегородке и в торцевой стенке, расположенной со стороны электродвигателя, выполнены перепускные отверстия для прохода рабочей среды с возможностью сообщения с выпускным патрубком. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в торцевой крышке выполнен радиальный канал, сообщающий емкость для смазывающей жидкости с каналом отвода.