ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04D1/00 F04D29/10 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к насосостроению, и предназначено для перекачивания различных жидких сред в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен центробежный консольный насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, промежуточную проставку и опорный узел, в котором на шарикоподшипниках установлен приводной вал насоса, снабженный сальниковым уплотнением. На приводном валу консольно смонтировано лопастное колесо. При вращение приводного вала лопастное колесо всасывает рабочую жидкость и нагнетает ее. Недостатком известного насоса является потребность в промежуточной проставке, опорном узле и муфте для соединения приводного вала насоса с валом электродвигателя.

Известны консольные насосы моноблочной конструкции, в которых промежуточная проставка, опорный узел и соединительные муфты объединены в одно устройство - промежуточный фонарь, который прикреплен к фланцу электродвигателя. Лопастное колесо установлено на валу электродвигателя.

Моноблочные консольные насосы требуют герметичных фланцевых электродвигателей, что удорожает насос.

Известен насос, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом, и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника.

Недостатками данного насоса также являются значительные габариты, масса и ненадежность уплотнения.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и массы насоса и повышение надежности уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный консольный насос, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом, и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника, а втулка соединена с проставкой посредством резьбового соединения, сальниковое уплотнение размещено между втулкой и ступицей колеса, а промежуточный вал выполнен в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями. Поверхность ступицы, контактирующая с сальниковым уплотнением, выполнена конической.

Достижимость поставленных целей изобретения поясняется следующим: снабжение проставки резьбовой втулкой позволяет перемещать ее вдоль насоса и фиксировать в проставке на резьбе; втулка позволяет размещать в ней промежуточный вал, а в последнем - вал электродвигателя, что уменьшает габариты насоса; монтаж на резьбовой втулке сальникового уплотнения и подшипника с лопастным колесом позволяет надежно уплотнять соединение путем вращения и перемещения резьбовой втулки относительно проставки, при этом ступица лопастного колеса с размещенным в ней уплотнением постоянно находится в рабочей среде, что позволяет постоянно его охлаждать; поскольку лопастное колесо смонтировано на шарикоподшипнике и имеет только одну возможность вращения, а сальниковое уплотнение неподвижно, то неточности сборки промежуточного вала и лопастного колеса не отражаются на работоспособности уплотнения, что также повышает надежность; выполнение промежуточного вала в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями позволяет компенсировать все неточности сборки электродвигателя и насоса: перекосы, биение, несоосности, непараллельности и т.д., это же исключает потребность в промежуточном фонаре; прохождение промежуточного вала через втулку позволяет уменьшить габариты насоса; выполнение внутренней поверхности ступицы лопастного колеса в зоне сальникового уплотнения конической позволяет увеличить надежность уплотнения и его долговечность, возникающие в зоне контактного трения продукты износа будут отбрасываться центробежными силами к периферии и выноситься по конической поверхности из зоны контактного трения, что уменьшает вклинивание относительно твердых частичек металла в мягкий материал уплотнения, что исключает трение металла по металлу с большим тепловыделением.

В целом указанные отличия обеспечивают достижение поставленной цели, т. е. уменьшают габариты насоса, его массу, позволяют регулировать величину затяжки уплотнения более просто и удобно, так как нет промежуточного фонаря, позволяют использовать и фланцевые электродвигатели и электродвигатели на лапах, позволяют постоянно охлаждать уплотнение и т.п. Следовательно, указанные отличия обеспечивают полезность изобретения.

На фиг. 1 изображен центробежный консольный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - насосная установка, общий вид.

Центробежный консольный насос содержит корпус 1 с входным и выходным технологическими патрубками, проставку 2, снабженную буртом 3 и резьбовой втулкой 4 с сальниковым уплотнением 5 и шарикоподшипником 6 с закрепленным на нем лопастным колесом 7. Колесо 7 герметично соединено с приводным валом электродвигателя 8 с помощью промежуточного вала 9, выполненного в виде цилиндра с поперечными прорезями и свободно проходящего через втулку 4. Вал 9 соединен с лопастным колесом 7 на резьбе 10, а с приводным валом электродвигателя 8 с помощью сегментной шпонки 11. Лопастное колесо 7 имеет ступицу 12 с внутренней конической поверхностью в зоне сальникового уплотнения 5. Настройку уплотнения 5 осуществляют путем его затяжки между шарикоподшипником 6 и буртом 3 проставки 2 до контакта с внутренней конической поверхностью ступицы 12 лопастного колеса 7, для чего втулку 4 вращают в проставке 2 в ту или другую сторону и фиксируют в последней контргайкой 13.

Рекомендуемая схема сборки центробежного консольного насоса на станине 14 приведена на фиг. 2.

При работе центробежного консольного насоса вращение от приводного вала электродвигателя 8 передается через сегментную шпонку 11 на промежуточный вал 9 и через его резьбовое соединение 10 на лопастное колесо 7. Колесо 7 вращается вместе с наружной обоймой шарикоподшипника 6 и контактирует с внутренней конической поверхностью ступицы 12 по наружной поверхности сальникового уплотнения 5, не пропуская жидкость к шарикоподшипнику 6 и одновременно охлаждаясь этой жидкостью путем отвода тепла от ступицы 12 рабочей средой.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении габаритов и массы насоса за счет устранения промежуточного фонаря и соединительных муфт, а также в уменьшении габаритов и массы всей насосной установки (см. фиг. 2) за счет компактности станины 14. Другим преимуществом является большая надежность уплотнения 5 за счет его охлаждения рабочей средой и из-за компенсации всех неточностей сборки лопастного колеса 7 с приводным валом электродвигателя 8. Надежности и долговечности уплотнения способствует постоянный контакт материала уплотнения, например фторопластовых колец, с металлом по внутренней конической поверхности ступицы 12, благодаря чему продукты износа постоянно отбрасываются центробежными силами к периферии, выносятся из зоны контакта или "впиваются" в металл ступицы 12, а не в относительно мягкий материал уплотнения. Этим уменьшается трение "металл по металлу", что характерно для типовых уплотнений. В них продукты износа втулки из-за действия центробежных сил также отбрасываются к периферии, но впиваются в мягкий материал уплотнения, контакт происходит по внутренней поверхности мягкого уплотнения, разрушая его и/или создавая поверхность трения "металл по металлу" с большим тепловыделением. В изобретении уплотнение работает "наоборот", т.е. выносу продуктов износа из зоны контактного трения способствуют и центробежные силы и конусность поверхности трения. Поэтому несмотря на большую окружную скорость, износ контактной поверхности трения меньше, чем в типовых сальниковых уплотнениях. А это исключает потребность в уплотнительной втулке и частой замене уплотнения. Центробежный консольный насос не имеет промежуточного фонаря, что упрощает регулировку сальникового уплотнения 5 и делает процесс монтажа-демонтажа насосной установки менее трудоемким и удобным. Изобретение уменьшает трудоемкость изготовления и стоимость насосной установки.

Использование: насосостроение. Сущность изобретения: насос, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, консольно расположенное лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника, втулка соединена с проставкой посредством резьбового соединения, сальниковое уплотнение размещено между втулкой и ступицей колеса, а промежуточный вал выполнен в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями, при этом поверхность ступицы колеса, контактирующая с сальниковым уплотнением, выполнена конической. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ НАСОС, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом, и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы насоса и повышения надежности уплотнения, втулка соединена с проставкой посредством резьбового соединения, сальниковое уплотнение размещено между втулкой и ступицей колеса, а промежуточный вал выполнен в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что поверхность ступицы колеса, контактирующая с сальниковым уплотнением, выполнена конической.