ОСЕДИАГОНАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04D3/02 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в нефтехимической и атомной промышленности, в системах водоснабжения, сельском хозяйстве и других отраслях при перекачке различного рода жидкостей, в том числе агрессивных и неоднородных по плотности и вязкости.

Известен оседиагональный шнековый насос, содержащий корпус с крышкой, подводом и отводом и рабочее колесо, закрепленное на валу, с втулкой и лопатками [1]
Однако в таком насосе из-за разности давлений на входе и выходе возникают осевые силы, действующие на подшипники, которые быстро изнашиваются, что сокращает длительность работы насоса (ресурс) и приводит к выходу его из строя.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является оседиагональный шнековый насос, содержащий корпус с крышкой, отводом и подводом и закрепленное на валу рабочее колесо с лопатками и втулкой, примыкающей к отводу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру, сообщенную с полостью подвода посредством перепускных каналов [2]
Однако в указанном насосе также не обеспечивается разгрузка от действия осевых сил, что приводит к износу подшипников, а кроме того, разъем корпуса и крышки нагружен значительным перепадом давления, в результате чего снижается ресурс насоса в целом.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагрузки на соединение крышки с корпусом и как следствие повышение надежности и долговечности насоса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в оседиагональном шнековом насосе, содержащем корпус с крышкой отводом и подводом и закрепленное на валу рабочее колесо с лопатками и втулкой, примыкающей к отводу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру, сообщенную с полостью подвода посредством перепускных каналов, уплотнение выполнено в диаметре, составляющем 0,9-1,1 от наружного диаметра лопаток, разъем корпуса и крышки расположен в разгрузочной камере, а перепускные каналы выполнены во втулке колеса.

Кроме того, на валу могут быть установлены цилиндрическая обечайка с радиальными отверстиями и импеллер, причем обечайка размещена в разгрузочной камере, полость обечайки сообщена с входами перепускных каналов, а импеллер в полости подвода напротив выходов указанных каналов.

Выполнение уплотнения на диаметре, составляющем 0,9-1,1 от наружного диаметра лопаток, позволяет снизить до минимума перепад давлений до и после рабочего колеса и уравнять площади действия этих давлений, тем самым сведя суммарную осевую силу, действующую на рабочее колесо, практически к нулю. Это приводит к снижению нагрузок на подшипники и увеличению долговечности их работы.

Установка на валу в разгрузочной камере цилиндрической обечайки с радиальными отверстиями, полость которой сообщена с входами перепускных каналов, а в полости подвода напротив выхода указанных каналов импеллера повышает пропускную способность перепускных каналов во втулке, снижает до минимума перепад давлений в разгрузочной камере и в подводе, уменьшает осевую силу и увеличивает надежность и долговечность работы подшипников и насоса в целом.

Расположение разъема корпуса и крышки в разгрузочной камере, т.е. в области низкого давления, снижает нагрузки, действующие в соединении корпуса с крышкой, и способствует увеличению надежности этого соединения и долговечности конструкции.

На чертеже изображен оседиагональный шнековый насос, продольный разрез.

Оседиагональный шнековый насос содержит корпус 1 с крышкой 2, подводом 3 и отводом 4, оседиагональное шнековое рабочее колесо 5, закрепленное на валу 6, с втулкой 7 и лопатками 8. Втулка 7 примыкает к отводу 4 через уплотнение 9 на диаметре, составляющем 0,9-1,1 от наружного диаметра лопаток 8. Втулкой 7 и отводом 4 образована разгрузочная камера 10, которая сообщается с полостью подвода 3 с помощью перепускных каналов 11 во втулке 7 рабочего колеса 5. В разгрузочной камере 10 расположен разъем 12 корпуса 1 и крышки 2.

На валу 6 в разгрузочной камере 10 установлена цилиндрическая обечайка 13 с радиальными отверстиями 14, полость которой сообщена с входами каналов 11. В полости подвода 3 напротив выходов каналов 11 на валу 6 установлен импеллер 15. Вал 6 установлен в подшипниках 16, 17.

Оседиагональный шнековый насос работает следующим образом.

Вал 6 насоса с рабочим колесом 5 приводится во вращение (например, электродвигателем). В подводе 3 при этом создается разрежение, перекачиваемая жидкость поступает в подвод 3 и лопатками 8 оседиагонального шнекового рабочего колеса 5 подается в отвод 4, а затем потребителю через напорный трубопровод.

Так как втулка 7 примыкает к отводу 4 через уплотнение 9 на диаметре, составляющем 0,9-1,1 от наружного диаметра лопаток 8, а разгрузочная камера 10 соединена гидравлически с полостью подвода 3 через отверстия 14, каналы 11 и импеллер 15, то осевые силы от действия давлений на поверхности рабочего колеса 5 со стороны входа и стороны разгрузочной камеры 10 становятся практически равными друг другу. При этом суммарная сила практически равна нулю. Подшипники 16 и 17 работают при минимальных нагрузках, надежность и долговечность конструкции увеличиваются до максимума.

Выравнивание давлений в полости отвода 3 и камеры 10 обеспечивается за счет того, что пропускная способность каналов 11 в 3-4 раза больше пропускной способности уплотнения 9, что осуществляется в свою очередь с помощью следующих конструктивных мероприятий:
обеспечением минимальных зазоров в уплотнении 9, проходная площадь сечения которых в 3-4 раза меньше площади сечения каналов 11;
установкой тонкостенной обечайки с большой площадью отверстий 14, которая снижает входные потери на входе каналов 11, предотвращая закрутку потока;
установкой импеллера 15 в полости подвода 3, который создает разрежение на выходе каналов 11.

За счет указанных усовершенствований повышается надежность и долговечность насоса.

Использование: в нефтехимической, атомной отраслях промышленности, в системах водоснабжения сельского хозяйства, а также при перекачке различного рода жидкостей, в том числе агрессивных и неоднородных по плотности и вязкости. Сущность изобретения: втулка рабочего колеса примыкает к отводу через уплотнение на диаметре, составляющем 0,9 - 1,1 от наружного диаметра лопаток, и образует с отводом разгрузочную камеру, камера сообщена с полостью подвода с помощью перепускных каналов во втулке рабочего колеса. В разгрузочной камере расположен разъем корпуса и крышки. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ОСЕДИАГОНАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС, содержащий корпус с крышкой, отводом и подводом и закрепленное на валу рабочее колесо с лопатками и втулкой, примыкающей к отводу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру, сообщенную с полостью подвода посредством перепускных каналов, отличающийся тем, что уплотнение выполнено на диаметре, составляющем 0,9 1,1 наружного диаметра лопаток, разъем корпуса и крышки расположен в разгрузочной камере, а перепускные каналы выполнены во втулке колеса. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что на валу установлены цилиндрическая обечайка с радиальными отверстиями и импеллер, причем обечайка размещена в разгрузочной камере и полость обечайки сообщена с входами перепускных каналов, а импеллер в полости подвода напротив выходов указанных каналов.