ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в центробежных насосах двустороннего входа.

Известен насос, содержащий рабочее колесо двустороннего входа, установленное в корпусе на валу с образованием щелевых уплотнений и пазух, причем на ступице колеса со стороны консольной части вала установлена заглушка [1] .

Недостатком данной конструкции является наличие выносных подшипниковых узлов, так как увеличенное количество сложных узлов отрицательно сказывается на надежности насоса и усложняет конструкцию.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции путем обеспечения радиальной самоцентровки и осевой самоустановки рабочего колеса.

Цель достигается тем, что в известном центробежном насосе, содержащем рабочее колесо двустороннего входа, установленное в корпусе на валу с образованием щелевых уплотнений и пазух, причем на ступице колеса со стороны консольной части вала установлена заглушка, рабочее колесо соединено с валом с возможностью радиального и углового перемещения, рабочее колесо или корпус снабжены лопатками, размещенными в одной из пазух, в корпусе напротив заглушки установлена с торцовым зазором втулка, в которой выполнены дроссельные каналы и разгрузочная камера, сообщенная посредством каналов с полостью нагнетания, а посредством торцового зазора - с зоной всасывания.

На чертеже представлен насос, продольный разрез.

Центробежный насос содержит корпус 1 и установленное в нем рабочее колесо 2 двустороннего входа, которое соединено с валом 3 привода посредством сферического шлицевого соединения 4 и имеет возможность радиального, осевого и углового перемещения относительно вала 3. Вал 3 служит лишь для передачи крутящего момента, поэтому он может быть выполнен торсионным, трубчатым и т.п.

Щелевые уплотнения 5 по обе стороны рабочего колеса 2 образованы сменными кольцами 6 и выступами 7 покрывающих дисков рабочего колеса 2. Пазухи 8 и 9 образованы рабочим колесом 2 и корпусом 1. Свободный торец ступицы рабочего колеса 2 закрыт заглушкой 10.

В корпусе 1 установлена напротив заглушки 10 ответная ей втулка 11, в которой выполнены разгрузочная камера 12 и подводящие цилиндрические дроссели 13 и 14, сообщающиеся между собой. Дроссель 14 сообщается с полостью 15 нагнетания посредством подводящей трубы 16. Торцовый зазор 17 образован заглушкой 10 и торцовой поверхностью втулки 11. Со стороны заглушки 10 на покрывающем диске рабочего колеса 2 установлены лопатки 18, предназначенные для перераспределения давления жидкости в пазухе 9. Лопатки 18 могут быть установлены или выполнены на корпусе 1 и размещены в пазухе 8, расположенной со стороны привода (на фиг. не показаны). Лопатки 18, размещенные в пазухе 8, предназначены для перераспределения давления жидкости в этой пазухе. Со стороны привода между корпусом 1 и рабочим колесом 2 установлено торцовое уплотнение 19. Камера 12 сообщена с посредством торцового зазора 10 с зоной 20 всасывания.

Центробежный насос работает следующим образом.

В период пуска, когда в щелях 5 имеет место режим граничного трения, устойчивость к задирам элементов щелевых уплотнений обеспечивается за счет применения антифрикционных материалов с противозадирными свойствами.

При вращении вала 3 крутящий момент передается рабочему колесу 2 посредством шлицевого соединения 4. Рабочая среда под давлением из рабочего колеса 2 поступает в цилиндрические дросселирующие щели 5, на которых срабатывается напор, развиваемый рабочим колесом 2, что приводит к возникновению радиальных гидродинамических сил, позволяющих рабочему колесу 2 радиально самоустанавливаться.

Установленные на рабочем колесе 2 лопатки 18 при вращении рабочего колеса 2 несколько снижают давление в пазухе 9 за счет центробежного эффекта, в результате уменьшается сила давления жидкости со стороны пазухи 9 на покрывающий диск рабочего колеса 2. Сила давления жидкости со стороны пазухи 8 на покрывающий диск рабочего колеса 2 остается в данном случае неизменной, в результате возникает результирующая сила, направленная в сторону втулки 11. В результате смещения рабочего колеса 2 в сторону втулки 11 уменьшается величина торцового зазора 17, что, в свою очередь, вызывает повышение давления в разгрузочной камере 12, а это влечет за собой возрастание осевой силы, приложенной к торцовой поверхности заглушки 10 рабочего колеса 2 и направленной в сторону привода, смещая в этом направлении рабочее колесо 2. В результате происходит автоматическая осевая самоустановка рабочего колеса 2 и обеспечивается работа рабочего колеса 2 в режиме жидкостного трения.

В случае, когда лопатки установлены в пазухе 8, на корпусе 1 происходит повышение статического давления в пазухе 8, и соответственно увеличивается сила давления жидкости на покрывающий диск рабочего колеса 2 со стороны пазухи 8. Происходит смещение рабочего колеса 2 в сторону втулки 11, при этом уменьшается торцовый зазор 17, что приводит к срабатыванию системы автоматического уравновешивания осевых сил и стабилизации рабочего колеса 2, как описано выше.

В случае закрытия торцового зазора 17 жидкость из полости 15 нагнетания по подводящей трубе 16 поступает в цилиндрический дроссель 14, затем по цилиндрическому дросселю 13 поступает в разгрузочную камеру 12, вызывая в последней повышение давления до величины давления нагнетания, что приводит к резкому возрастанию силы давления, действующей на торцовую поверхность заглушки 10, и рабочее колесо 2 смещается в сторону привода, т.е. происходят осевое уравновешивание и осевая самоустановка рабочего колеса 2.

Сущность изобретения: рабочее колесо двухстороннего входа установлено в корпусе на валу с образованием щелевых уплотнений и пазух. На ступице колеса со стороны консольной части вала установлена заглушка. Колесо соединено с валом с возможностью радиального и углового перемещения. Колесо или корпус снабжены лопатками, размещенными в одной из пазух. В корпусе напротив заглушки установлена с торцовым зазором втулка, в которой выполнены дроссельные каналы и разгрузочная камера, сообщенная каналами с полостью нагнетания, зазором - с зоной всасывания. 1 ил.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий рабочее колесо двустороннего входа, установленное в корпусе на валу с образованием щелевых уплотнений, и пазух, причем на ступице колеса со стороны консольной части вала установлена заглушка, отличающийся тем, что рабочее колесо соединено с валом с возможностью радиального и углового перемещения, рабочее колесо или корпус снабжены лопатками, размещенными в одной из пазух, в корпусе напротив заглушки установлена с торцевым зазором втулка, в которой выполнены дроссельные каналы и разгрузочная камера, сообщенная посредством каналов с полостью нагнетания, а посредством торцевого зазора - с зоной всасывания.