ГЕРМЕТИЧНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1994 года по МПК F04D13/02 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при создании герметичных насосов с приводом через магнитную муфту для перекачивания агрессивных, взрывоопасных и других жидкостей с особыми свойствами.

Известны конструкции герметичных насосов с приводом через магнитную муфту, в которых осевая гидравлическая сила частично уравновешивается с помощью осевой магнитной силы, что позволяет разгрузить подшипники, работающие в перекачиваемой среде (патент ФРГ N 2924394, кл. F 04 D 13/02, 1980). В этом насосе рабочее колесо установлено на оси с помощью пластмассового подшипника, а основное осевое усилие передается на корпус с помощью шариковых упорных подшипников ведущей магнитной полумуфты.

Однако при увеличении гидравлической мощности возможность восприятия осевой силы магнитами уменьшается, растут потери из-за развитых поверхностей вращающихся деталей, что ограничивает возможности использования этого технического решения.

Известен насос (патент США N 3846050, кл. F 04 B 17/00, опубл. 1974), в котором использована сферическая магнитная муфта. На поверхности сферической ведомой полумуфты этого насоса выполнены канавки для создания гидростатических и гидродинамических сил, имеются специальные опоры для фиксации ротора во время остановки.

Однако, эта конструкция сложна в технологическом исполнении, требует специальных исследований и расчетов для обеспечения работоспособности. Качественный анализ не дает возможности достаточно полно и объективно сравнить различные методы использования магнитных сил для восприятия нагрузки в насосах, в то же время из-за отсутствия ограничений по передаваемой мощности и более высокой технологичности наибольшее распространение в герметичных насосах получили цилиндрические магнитные муфты.

Наиболее близким к изобретению является герметичный насосный агрегат, содержащий связанный с приводом через цилиндрическую магнитную муфту центробежный насос, ротор которого установлен в переднем и заднем подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой, а ротор ведущей полумуфты - в подшипниках, установленных в промежуточном корпусе и смазываемых специальной смазкой, причем между магнитами ведомой и ведущей полумуфт размещена тонкостенная втулка, герметично закрепленная на корпусе насоса и снабженная донышком, на котором выполнена опора заднего подшипника насоса. Насос полностью герметичен, вращение на ротор передают через втулку с помощью магнитного поля постоянных магнитов, закрепленных на ведущей и ведомой полумуфтах [1].

Однако радиальная нагрузка от задней опоры ротора насоса передается на корпус через тонкостенную втулку, что снижает надежность работы насоса или вынуждает увеличивать толщину втулки, что приводит к потерям при передаче энергии магнитным полем. В особенности этот недостаток сказывается при увеличении передаваемой магнитной муфтой мощности, что требует увеличения протяженности магнитного замыкания и увеличения длины втулки.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем разгрузки тонкостенной втулки, устанавливаемой между магнитами ведущей и ведомой полумуфт, от радиальных сил.

Для этого в герметичном насосном агрегате, содержащем связанный с приводом через цилиндрическую магнитную муфту центробежный насос, ротор которого установлен в переднем и заднем подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой, а ротор ведущей полумуфты - в подшипниках, установленных в промежуточном корпусе и смазываемых специальной смазкой, причем между магнитами ведомой и ведущей полумуфт размещена тонкостенная втулка, герметично закрепленная на корпусе насоса и снабженная донышком, на котором выполнена опора заднего подшипника насоса, упомянутая втулка соединена с донышком гибким элементом, а на донышке со стороны ведущей полумуфты установлена дополнительная радиальная опора ротора этой полумуфты.

На чертеже представлен предлагаемый герметичный насосный агрегат.

Он содержит центробежное рабочее колесо 1, установленное в корпусе 2 насоса. Рабочее колесо укреплено на роторе 3, расположенном в корпусе 2 на радиально-упорном переднем подшипнике 4. Задний подшипник 5 ротора насоса выполнен радиальным и выполняет функцию поддерживающего подшипника. На роторе насоса укреплены постоянные магниты 6, образующие ведомую полумуфту, и по оси выполнено сверление 7, замыкающее контур циркуляции части перекачиваемой жидкости, используемой для смазки и охлаждения.

Полости насоса с перекачиваемой средой загерметизированы элементом 8, который герметично закрепляет к корпусу насоса тонкостенную втулку 9, снабженную донышком 10, с которым втулка соединена гибким элементом 11.

Насосный агрегат собран на станине 12, на которой смонтирован двигатель и промежуточный корпус 13, в котором на подшипниках 14, смазываемых специальной смазкой (минеральным маслом), установлен ротор 15 ведущей полумуфты. На последнем закреплены постоянные магниты 16 и выполнена дополнительная (третья) опора 17 под подшипник 18, установленный в донышке 10. На промежуточном же корпусе 13 укреплен и корпус 2 насоса, что позволяет замкнуть через корпус 13 обе роторные системы: ротора 3 насоса и ротора 15 ведущей полумуфты.

Заявляемый герметичный насосный агрегат работает следующим образом.

При включении двигателя ротор 15 ведущей полумуфты приводится во вращение. Установку двигателя на станине 12 и соединение его вала с ротором 15 осуществляют известным способом.

Закрепленные на роторе 15 постоянные магниты 16, вращаясь, приводят во вращение постоянные магниты 6, закрепленные на роторе 3 насоса. Передача энергии при этом осуществляется через тонкостенную втулку 9 с помощью магнитного поля, и потери энергии тем меньше, чем меньше толщина втулки.

Магниты 6 приводят во вращение ротор 3 насоса, и центробежное рабочее колесо 1 перекачивает жидкость. Часть перекачиваемой жидкости перетекает через зазоры радиально-упорного подшипника 4, зазор между магнитами 6 и втулкой 9, зазор в подшипнике 5 и по сверлению 7 возвращается на всасывание насоса, осуществляя смазку и охлаждение перекачиваемой средой.

Усилия, возникающие на роторе 3 насоса, воспринимаются его подшипниками. От переднего радиально-упорного подшипника 4 усилия передаются на корпус 2 и через промежуточный корпус 13 замыкаются на станину 12. При этом осевые силы могут быть уравновешены известными способами.

От заднего радиального подшипника 5 усилия передаются на донышко 10 и через подшипник 18, находящийся в полости со стороны ведущей полумуфты и смазываемый специальной смазкой, - на дополнительную опору 17, воспринимаются подшипниками 14 и через промежуточный корпус 13 замыкаются на станину 12. При этом упругий элемент 11 препятствует передаче усилий от подшипника 5 на втулку 9, что позволяет выполнить ее более тонкой, а это уменьшает потери при передаче через нее энергии магнитного поля.

Так как опору 17 можно выполнить достаточно жесткой, появляется возможность увеличивать расстояние между подшипниками 4 и 5 ротора насоса при надежной работе его роторной системы, что в свою очередь позволяет увеличить передаваемую магнитной муфтой мощность и число оборотов ротора 3 насоса.

Таким образом, заявляемый герметичный насосный агрегат имеет более высокую надежность при сохранении других преимуществ конструкции прототипа.

Использование: для перекачивания агрессивных, взрывоопасных и других жидкостей с особыми свойствами. Сущность изобретения: центробежный насос связан с приводом через цилиндрическую магнитную муфту. Ротор насоса установлен в переднем и заднем подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой, ротор ведущей полумуфты - в подшипниках, установленных в промежуточном корпусе и смазываемых специальной смазкой. Между магнитами ведомой и ведущей полумуфт размещена тонкостенная втулка, герметично закрепленная на корпусе насоса и снабженная донышком, на котором выполнена опора заднего подшипника насоса. Втулка соединена с донышком гибким элементом. На донышке со стороны ведущей полумуфты установлена радиальная опора ротора этой полумуфты. 1 ил.

ГЕРМЕТИЧНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий связанный с приводом через цилиндрическую магнитную муфту центробежный насос, ротор которого установлен в переднем и заднем подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой, а ротор ведущей полумуфты - в подшипниках, установленных в промежуточном корпусе и смазываемых специальной смазкой, причем между магнитами ведомой и ведущей полумуфт размещена тонкостенная втулка, герметично закрепленная на корпусе насоса и снабженная донышком, на котором выполнена опора заднего подшипника насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем разгрузки тонкостенной втулки от радиальных сил, втулка соединена с донышком гибким элементом, а на донышке со стороны ведущей полумуфты установлена дополнительная радиальная опора ротора этой полумуфты.