ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РОТОРНЫЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04C2/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к винтовым насосам и может быть использовано в вертикальных насосных установках, в которых приводной вал двигателя соединен с ротором насоса при помощи муфты или фланца.

Известен вертикальный масляный винтовой насос типа МВН-25-В (Жмудь А. Е. Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением, Машгиз, 1963, с. 23, фиг. 8), в котором протечки масла через уплотнение вращающегося приводного вала насоса скапливаются на торце перегородки корпуса. Насос типа МВН-25-В содержит корпус, через перегородку корпуса наружу выходит приводной винт, на конце винта установлена муфта. В перегородке корпуса выполнена дренажная камера, сообщенная радиальным отверстием с маслобаком. В выступе перегородки корпуса со стороны муфты установлено сальниковое уплотнение винта. В стенке корпуса, напротив муфты, имеются окна.

Недостатком известного насоса является то, что в его конструкции не предусмотрена система эвакуации указанных протечек с торца корпуса, в результате чего при работе насоса масло с торца корпуса захватывается вращающимся воздушным потоком, создаваемым соединительной муфтой, и разбрызгивается наружу через окна в стенке корпуса.

Таким образом протечки масла через уплотнение вала являются невозвратными, так как они не возвращаются в маслобак.

Кроме того, разбрызгивание масла наружу приводит к загрязнению окружающих предметов и места эксплуатации насосной установки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранный в качестве прототипа вертикальный насос известной конструкции, в стенке патрубка которого предусмотрено дренажное отверстие для слива протечек масла с верхнего торца корпуса насоса. Насос содержит патрубок, корпус, ведущий (приводной) винт, на конце которого установлена муфта. В стенке патрубка, напротив муфты, имеются окна.

В выступе торца корпуса, со стороны муфты, имеется дренажная камера, сообщенная отводом (отводящей трубой) с маслобаком. Отвод установлен с зазором относительно верхнего торца корпуса и периметра дренажного отверстия в стенке патрубка.

В выступе торца корпуса, со стороны муфты, установлено уплотнение - кольцо.

При работе насоса через уплотнение происходит истечение масла на верхний торец корпуса.

Воздушным вихрем от вращающейся муфты масло перемещается на периферию к стенке патрубка и начинает вращаться вслед за муфтой. При этом незначительная часть масла сливается через дренажное отверстие наружу, а большая часть масла разбрызгивается наружу через окна в стенке патрубка.

Недостатком прототипа является следующее. Во-первых, наличие дренажного отверстия позволяет только частично сливаться маслу с торца корпуса наружу, причем это масло не может возвратиться в маслобак, так как в конструкции не предусматривается его сбор и транспортировка в маслобак.

Во-вторых, также имеет место недостаток, присущий аналогу, а именно, разбрызгивание масла с торца корпуса через окна в стенках патрубка при работе насоса.

Таким образом, как в аналоге, так и в прототипе, внешняя утечка масла через уплотнение приводного вала насоса является невозвратной. Требуются дополнительные затраты на периодическое восполнение объема утраченного масла в маслобаке, а также на уборку сливаемого через дренажное отверстие и разбрызгиваемого через окна патрубка масла.

Цель изобретения - повышение эффективности масляной системы с роторным насосом и сокращение эксплуатационных затрат на обслуживание этой системы за счет обеспечения полной утилизации внешней утечки масла из насоса и возврат ее в масляную систему последнего.

Для достижения цели изобретения вертикальный роторный насос, содержащий приводной вал с муфтой на конце со стороны двигателя, корпус с выступом со стороны указанного конца приводного вала, дренажную камеру в выступе корпуса, патрубок с дренажным отверстием для слива масла с верхнего торца корпуса, отводящую трубу, установленную с зазором относительно верхнего торца корпуса и сообщенную одним концом с дренажной камерой, а другим - с маслобаком, имеет между внутренней стенкой патрубка и боковой стенкой выступа корпуса отражатель в виде скругленного при вершине угольника, охватывающего отводящую трубу и дренажное отверстие, и размещенный на наружной стороне патрубка и скрепленный с ним маслосборник, у которого входное отверстие сообщено с дренажным отверстием патрубка, а сливное отверстие - с маслобаком, при этом сливное отверстие выполнено в нижней стенке маслосборника, а входное отверстие расположено над нижней стенкой маслосборника с образованием выступа над ней, основание угольника размещено под трубкой, сопряжено с поверхностями корпуса и патрубка с образованием вдоль основания непрерывной линии контакта, скреплено с верхним торцом корпуса, один боковой торец угольника примыкает к внутренней поверхности патрубка, другой боковой торец - к боковой стенке выступа корпуса, боковая стенка угольника размещена за отводящей трубой по направлению вращения насоса, наклонена навстречу указанному направлению вращения, угольник совмещен по радиусу при его вершине с окружностью входного сечения дренажного отверстия.

Предложенная конструкция насоса отличается от прототипа тем, что она снабжена отражателем, установленным указанным выше образом относительно патрубка и корпуса насоса, а также маслосборником, размещенным на наружной стороне патрубка, у которого входное и сливное отверстия выполнены указанным выше образом и сообщены соответственно с дренажным отверстием патрубка и с маслобаком. Таким образом, предложенный насос соответствует критерию "новизна".

Все отличия в совокупности с известными признаками, согласно предложенной конструкции, обеспечивают полную утилизацию внешней протечки масла из насоса и возврат ее в масляную систему последнего, тем самым повышение эффективности указанной системы и снижение эксплуатационных затрат на обслуживание масляной системы с роторным насосом. Сравнение предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, отличающие предложенное решение от прототипа. Таким образом предложенное решение соответствует критерию "существенность отличия".

На фиг. 1 показан насос в разрезе с отводом масла из дренажной камеры, выполненным над торцом корпуса насоса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант насоса в разрезе с отводом масла из дренажной камеры, выполненным в корпусе насоса; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Насос состоит из патрубка 1, корпуса 2 с верхним торцом 3, выступом 4 и дренажной камерой 5, приводного вала (винта) 6 с муфтой 7, уплотнения 8, отводящей трубы 9, установленной с зазором 10 относительно торца 3 корпуса 2. В стенке 11 патрубка 1 выполнены окна 12 и дренажное отверстие 13. Между стенкой 11 и выступом 4 установлен отражатель в виде угольника 14 с боковой стенкой 15 и основанием 16. Отражатель своим основанием 16 установлен в зазоре 10 под трубкой 9, охватывает последнюю и скреплен с торцом 3 болтами. Между основанием 16 и сопряженными с ним поверхностями 3, 17 корпуса 2 и 18 патрубка 1 проложено уплотнение 19 с образованием вдоль основания непрерывной линии контакта. Боковая стенка 15 угольника 14 размещена за трубкой 9 по направлению вращения насоса и наклонена навстречу указанному вращению. Радиус R при вершине угольника равен радиусу (D/2) входного сечения дренажного отверстия 13. Угольник примыкает к стенке 11 и совмещен со входным сечением дренажного отверстия 13, при этом верхний торец 20 боковой стенки 15 размещен от осивходного сечения отверстия 13 на высоте Н, равной или большей радиусу (D/2) отверстия 13. На стенке 11 с наружной стороны патрубка 1 установлен маслосборник 21 и скреплен с нею. Маслосборник 21 имеет входное отверстие 22, сообщенное с дренажным отверстием 13, и сливное отверстие 23, выполненное в нижней стенке маслосборника 21 и сообщенное с маслобаком (не показан), расположенным ниже входного отверстия 22. Входное отверстие 22 выполнено над нижней стенкой с образованием выступа 24 над ней.

Трубка 9 через дренажное отверстие 13 входит внутрь маслосборника 21 и ее торец 25 размещен за выступом 24 в направлении от оси насоса, например, в плоскости оси сливного отверстия 23.

Между трубкой 9 и отверстиями 13, 22 имеется зазор.

Дренажное отверстие 13 со стороны прилегания угольника 14 выполнено в виде конфузора, плавно сопряженного с внутренней поверхностью патрубка 1.

Отвод масла из дренажной камеры 5 может быть выполнен в корпусе 2 в виде радиального сверления 26, сообщенного с камерой 5 и с маслосборником 21 через полость угольника 14 (см. фиг. 3).

При работе насоса через уплотнение 8 происходит истечение масла на торец 3.

Воздушным вихрем от вращающейся муфты 7 масло перемещается на периферию к стенке 11, скапливается перед угольником 14 и направляется через дренажное отверстие 13 и входное отверстие 22 внутрь маслосборника 21.

Внутрь маслосборника 21 также поступает дренаж масла из камеры 5. Оба потока масла объединяются в маслосборнике 21 и отводятся через отверстие 23 в маслобак.

Так как расход масла из дренажной камеры 5 через отводящую трубку 9 превышает величину расхода протечек, поступающих через уплотнение 8 на торец 3 и далее через отверстия 13 и 22 в маслосборник 21, то предусмотренный в маслосборнике выступ 24 препятствует вытеканию дренажного масла, поступающего по трубке 9, через отверстия 22 и 13 внутрь патрубка 1 и, как следствие, торможению встречного потока протечек масла с торца 3 в маслосборник 21.

Указанное торможение приведет к накоплению в процессе эксплуатации протечек масла на торце 3, перетеканию их через верхний торец 20, к возникновению циркуляции протечек по торцу и разбрызгиванию масла через окна 12. Наклоненная навстречу вращения насоса боковая стенка 15 угольника 14 тормозит воздушный поток и обеспечивает поворот к основанию 16 угольника, при этом частицы захваченного воздухом масла выделяются из воздуха, оседают на стенке 15 угольника 14, стекают по наклону стенки к основанию 16 и перемещаются к периферии в дренажное отверстие 13. В результате - разбрызгивание масла с торца 3 через окна 12 в стенке 11 не происходит.

При этом размещение торца 20 стенки 15 угольника на высоте Н, большей или равной радиусу отверстия 13, обеспечивает отсекание вращающегося воздушного слоя с частицами масла при любом размещении дренажной трубки 10 относительно оси дренажного отверстия 13.

Наличие уплотнения 19 под основанием угольника по всей линии контакта угольника 14 с торцом 3 и с поверхностями 17, 18 и плотное прилегание торца угольника 14 к стенке 11 препятствуют проникновению масла за отражатель 14, тем самым его циркуляции по торцу 3 и разбрызгиванию через окна 12 в стенке 11. А равенство радиуса R при вершине угольника радиусу (D/2) входного сечения дренажного отверстия 13 обеспечивает минимальную величину сопротивления на входе протечек масла с торца 3 во внутрь маслосборника 21. В результате обеспечивается минимальная толщина масляного слоя на торце 3 в процессе работы насоса, соответственно исключается переброс масла через угольник 14. Гидравлическое сопротивление на входе в дренажное отверстие 13 уменьшается также за счет выполнения отверстия 13 в виде конфузора и скругления входной кромки отверстия 13.

Таким образом, предложенная система эвакуации протечек масла полностью выполняет поставленную задачу утилизации всех протечек масла и отвод их в маслобак, при этом исключается разбрызгивание масла наружу. (56) КД на насос 3В16/63ГТ-В, СКБ ЛМЗ "Гидротурбомаш", 1987.

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: профилированный отражатель размещен между внутренней стенкой патрубка и боковой стенкой выступа корпуса. Отражатель выполнен в виде скругленного при вершине угольника, охватывающего отводящую трубу и дренажное отверстие. На наружной стороне патрубка расположен и скреплен с ним маслосборник, входное отвестие которого сообщено с дренажным отверстием, сливное - с маслобаком. Сливное отверстие выполнено в нижней стенке маслосборника, входное расположено над нижней стенкой маслосборника с образованием выступа. Основание угольника размещено под трубкой, сопряжено с поверхностями корпуса и патрубка с образованием вдоль основания непрерывной линии контакта и скреплено с верхним торцем корпуса. Один боковой торец угольника примыкает к внутренней поверхности патрубка, другой - к боковой стенке выступа. Боковая стенка угольника размещена за отводящей трубкой по направлению вращения насоса и наклонена навстречу направлению вращения. Угольник совмещен по радиусу при его вершине с окружностью входного сечения дренажного отверстия. 4 ил.

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РОТОРНЫЙ НАСОС, содержащий приводной вал с муфтой, закрепленной на его конце со стороны двигателя, корпус с выступом, расположенным со стороны указанного конца приводного вала, дренажную камеру, размещенную в выступе корпуса, патрубок с окнами и дренажным отверстием для слива масла с верхнего торца корпуса, отводящую трубу, установленную с зазором относительно верхнего торца корпуса и сообщенную соответственно с дренажной камерой и маслобаком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности масляной системы с роторным насосом и сокращения эксплуатационных затрат на обслуживание этой системы путем обеспечения полной утилизации внешней утечки масла из насоса и возврата ее в масляную систему последнего, он снабжен профилированным отражателем, размещенным между внутренней стенкой патрубка и боковой стенкой выступа корпуса и выполненным в виде скругленного при вершине угольника, охватывающего отводящую трубку и дренажное отверстие, а также расположенным на наружной стороне патрубка и скрепленным с ним маслосборником, входное отверстие которого сообщено с дренажным отверстием патрубка, а сливное - с маслобаком, при этом сливное отверстие выполнено в нижней стенке маслосборника, а входное отверстие расположено над нижней стенкой маслосборника с образованием выступа, основание угольника размещено под отводящей трубкой, сопряжено с поверхностями корпуса и патрубка с образованием вдоль основания непрерывной линии контакта и скреплено с верхним торцом корпуса, при этом один боковой торец угольника примыкает к внутренней поверхности патрубка, другой - к боковой стенке выступа корпуса, боковая стенка угольника размещена за отводящей трубкой по направлению вращения насоса и наклонена навстречу указанному направлению вращения, а угольник совмещен по радиусу при его вершине с окружностью входного сечения дренажного отверстия.