ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04D29/16 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к конструкциям насосов, перекачивающих биологически активные и пищевые продукты.

Насосы, предназначенные для перекачки указанных продуктов, имеют периодический цикл работы, включающий в себя цикл технологической отмывки контура от перекачиваемого продукта с целью обеспечения асептической чистоты (асептики).

Наличие в конструкции насоса застойных зон, малых труднопромываемых зазоров, где могут скапливаться и оставаться неподвижными частицы перекачиваемого продукта, может привести к развитию болезнетворных микроорганизмов, попадание которых в продукт недопустимо. Вопрос асептики оборудования, применяемого для переработки биологически активных и пищевых продуктов в промышленности, имеет важное значение.

Известен центробежный насос, предназначенный для перекачки жидких пищевых продуктов с уплотнительным узлом торцового типа.

Недостатком данной конструкции является наличие двух труднопромываемых радиальных зазоров. Один радиальный зазор образован наружной поверхностью кольца уплотнения и кольцевой расточкой в диске колеса, куда оно установлено неподвижно. Другой радиальный зазор образован наружной поверхностью подпружиненного кольца уплотнения и кольцевой сопряженной с нею расточкой в корпусе насоса. Оба радиальных зазора перекрыты с одной стороны кольцевыми уплотнительными элементами, а с другой открыты на перекачиваемый продукт, образуя застойную зону труднопромываемую в процессе эксплуатации. Такая конструкция насоса гарантирует высокие асептические свойства лишь при периодической полной разборке, что также является ее недостатком.

Известен центробежный насос, предназначенный для перекачки вязких продуктов. Одной из основных целей конструкции является создание торцового уплотнения, обеспечивающего применение насоса в качестве асептического.

Недостатком данной конструкции является наличие двух труднопромываемых радиальных зазоров. Один радиальный зазор образован наружной поверхностью ступицы колеса и кольцевой расточкой в подвижном в осевом направлении подпружиненном кольце уплотнения. Другой радиальный зазор образован наружной поверхностью неподвижного кольца уплотнения и кольцевой расточкой в корпусе насоса. Оба радиальных зазора перекрыты с одной стороны кольцевыми уплотнительными элементами, а с другой открыты на перекачиваемых продукт, образуя застойную зону труднопромываемую в процессе эксплуатации.

Недостатком, как и предыдущей конструкции, является необходимость периодической разборки ее и последующей очистки элементов уплотнения для обеспечения асептики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому насосу является центробежный насос, предназначенный для перекачки пищевых жидких продуктов в процессах с жесткими гигиеническими требованиями с уплотнением торцевого типа.

В конструкции насоса имеются продольные пазы на валу, пересекающие кольцевой карман, образованный поверхностью вала и расточкой в корпусе, радиальный зазор под неподвижным кольцом, образованный внутренней поверхностью неподвижного кольца уплотнения и валом. Пазы создают при работе насоса вихреобразования, что предупреждает застойные процессы.

Указанная особенность положительно отличает данную конструкцию от ранее рассмотренных. Однако цель обеспечения асептики в данной конструкции достигается не эффективно, ввиду того, что созданные пазами вала вихреобразования способствуют перемешиванию продукта, а удаление его из зоны затруднено из-за удаленности от основного потока продукта в заколесной полости, который проходит от напорной части колеса через отверстия в диске колеса. Кроме того, глубоко расположенный относительно указанного потока продукта радиальный зазор под подвижным кольцом, образованный внутренней поверхностью подвижного кольца и валом, труднопромываем в процессе эксплуатации. Это обусловлено тем, что образующие его поверхности взаимонеподвижны и удаление продукта, расположенного между ними, затруднено.

К конструктивным недостаткам данной конструкции также следует отнести возможность образования застойной полости при избыточном давлении в контуре перекачиваемого продукта по отношению к атмосфере. В этом случае избыточное давление продукта, воздействуя на упругий эластичный элемент под подвижным кольцом уплотнения, прижмет его к торцовому выступу на валу, тем самым образуя застойную полость, где могут скапливаться остатки перекачиваемого продукта.

Указанная полость оказывается вне воздействия вихревых потоков, создаваемых пазами вала.

Данная конструкция насоса, как и выше рассмотренные, требует для обеспечения асептики при эксплуатации периодической разборки деталей уплотнения для гигиенической обработки, что требует дополнительных затрат на техническое и санитарное обслуживание и является существенным недостатком.

Целью изобретения является упрощение эксплуатации насоса путем улучшения его асептических свойств.

Это достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем рабочее колесо с отверстиями в ведущем диске и торцовое уплотнение вала колеса, включающее кольцо с внутренней расточкой, установленное с возможностью перемещения вдоль вала, и размещенным в расточке упругим эластичным элементом, расточка открыта со стороны ведущего диска и сообщена с задисковой полостью насоса, причем по крайней мере часть отверстий диска расположена напротив расточки.

Таким образом, предложенная конструкция центробежного насоса, используя отверстия в ведущем диске колеса, расположенные напротив расточки кольца уплотнения вала с установленным в ней эластичным упругим элементом, открытой к перекачиваемому продукту для промывки, обеспечивает высокие асептические свойства насоса в процессе работы и не требует разборки его для санитарной очистки, что упрощает эксплуатацию.

На чертеже изображен центробежный насос, продольный разрез.

Центробежный насос содержит корпус 1, внутри которого находится перекачиваемый продукт 2, ротор 3 и торцовое уплотнение 4. Ротор 3 состоит из рабочего колеса 5 с отверстиями 6 в ведущем диске 7 и вала 8, при этом вал 8 с рабочим колесом 5 связан через шпонку 9. Торцовое уплотнение 4 состоит из неподвижного кольца 10, установленного асептически беззазорно в корпус 1, и подвижного в осевом направлении кольца 11, поджатого пружиной 12 к неподвижному кольцу 10. Подвижное кольцо 11 расположено на роторе 3 и уплотнено относительно его упругим эластичным элементом 13. Упругий эластичный элемент 13 установлен во внутреннюю расточку 14 подвижного кольца 11. Расточка 14 раскрыта со стороны перекачиваемого продукта 2. Центробежный насос имеет задисковую полость 15, находящуюся под напором насоса и всасывающую полость 16.

Центробежный насос работает следующим образом.

Упругий эластичный элемент 13 упругими свойствами обеспечивает подвижное радиальное уплотнение между подвижным кольцом 11 и ротором 3. Пружина 12 поджимает подвижное кольцо 11 к неподвижному кольцу 10 и создает по сопрягаемым торцам сопротивление вытеканию продукта 2 из корпуса 1.

Ротор 3 приводится во вращательное движение от двигателя (не показан) через шпонку 9 и посредством рабочего колеса 5 создает напор в задисковой полости 15, следствием чего является расход продукта 2 из всасывающей полости 16 в задисковую полость 15.

Часть указанного расхода продукта 2 дросселируется через отверстия 6 из задисковой полости 15 во всасывающую полость 16. При дросселировании продукт 2 ускоряется и создает локальное падение давления и вихреобразования на входе в отверстия 6. Так как отверстия 6 расположены напротив и в непосредственной близости от упругого эластичного элемента 13, то продукт 2 активно омывает его и постоянно обновляется, удаляясь через отверстия 6 во всасывающую полость 16.

Использование: для перекачивания биологически активных и пищевых продуктов. Сущность изобретения: торцевое уплотнение вала рабочего колеса содержит кольцо с внутренней расточкой, установленное с возможностью перемещения вдоль вала. В расточке размещен упругий эластичный элемент. Расточка открыта со стороны ведущего диска и сообщена с задисковой полостью насоса. Часть отверстий диска расположена напротив расточки. 1 ил.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий рабочее колесо с отверстиями в ведущем диске, и торцевое уплотнение вала колеса, включающее кольцо с внутренней расточкой, установленное с возможностью перемещения вдоль вала, и размещенный в расточке упругий эластичный элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения эксплуатации насоса путем улучшения его асептических свойств, расточка открыта со стороны ведущего диска и сообщена с задисковой полостью насоса, причем по крайней мере часть отверстий диска расположена напротив расточки.