НАСОС Российский патент 1998 года по МПК F04C2/356 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосостроению, компрессоростроению, вакуумной технике, и может быть использовано в нефтяной, газовой к других отраслях производства.

Известен насос SU, авторское свидетельство 1616251, кл. F 04 C 23/02, 1990, содержащий корпус с внутренней цилиндрической расточкой, входным и выходным каналами, разделительную пластину, вал с эксцентрично расположенным ротором и электродвигатель с герметичным кожухом. Опорные подшипники и ротор электродвигателя работают в перекачиваемой среде, что является недостатком, вызывающим снижение показателей долговечности, безотказности и ремонта пригодности при усложненной конструкции.

Наиболее близким к изобретению, по совокупности признаков, является насос SU авторское свидетельство 1756636, кл. F 04 C 16/356, 1992, содержащий корпус c внутренней цилиндрической расточкой, входным и выходным каналами, разделительную пластину с роликом на одном торце, крышки, вал, установленный на подшипниках, уплотнительное устройство и эксцентрично расположенный на валу ротор. Недостатком данного устройства является снижение показателей надежности из-за размещения подшипников в перекачиваемой среде и наличия механического уплотнительного устройства с обязательной парой трения между вращающимся валом и неподвижной боковой крышкой. Неизбежная эмиссия (или утечка перекачиваемой среды в окружающую атмосферу) через механическое уплотнение с парой трения ограничивает функциональные возможности насоса.

Технической задачей изобретения является устранение названных недостатков путем расширения функциональных возможностей и повышения надежности.

Поставленная задача решайся тем, что в насосе содержащем корпус с внутренней цилиндрической расточкой, входным и выходным каналами, разделительную пластину, торцовые крышки, вал, установленный на подшипниках, уплотнительное устройство и эксцентрично расположенный на валу ротор, согласно изобретению между эксцентриковым валом и ротором установлены дополнительные подшипники, а уплотнительное устройство выполнено в виде эластичной, например трубчатой, оболочки, жестко закрепленной одним торцом на роторе, а другим - на торцовой крышке, образуя герметичную камеру с полным исключением попадания перекачиваемой среды из насоса в окружающую среду. Эластичная оболочка своей внутренней и наружной поверхностью опирается на пакеты прижатых друг к другу колец, размещенных соответственно внутри оболочки и снаружи с возможность радиального перемещения.

В представляемом техническом решении на двух взаимно противоположных гранях разделительной пластины закреплено по шарниру, один из которых зафиксирован в корпусе, другой - в роторе. Подученная кинематическая схема позволяет уменьшить скорости трения в звеньях механизма, работающих в перекачиваемой среде, и позволяет реализовать колебательное движение в любой точке уплотнительного устройства, исключив вращательное движение деталей самого уплотнительного устройства.

В продольных пазах ротора размещены подпружиненные шиберы, выступающие над цилиндрической поверхностью ротора о возможностью периодически входить в контакт с цилиндрической расточкой и в корпусе. На боковых поверхностях ротора выполнены кольцевые канавки, в которых размещены уплотнительные кольца, прижимающиеся к торцовым крышкам посредством сообщения кольцевых канавок с выходным каналом насоса и сообщения герметичной камеры с входным каналом. Наличие названных звеньев способствует повышению долговечности насоса за счет компенсации износа и сниженной скорости трения в зонах, где находится перекачиваемая среда.

Перечисленные существенные и отличительные признаки данного технического решения, представленные в едином комплексе, позволяют улучшить показатели надежности в части долговечности, безотказности и ремонтопригодности и с учетом исключения эмиссии способствуют расширению функциональных возможностей насоса.

На фиг. 1 изображен насос; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Насос содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической расточкой 2, входным 3 и выходным 4 каналами, разделительную пластину 5, торцевые крышки 6,7 вал 8, установленный на подшипниках 9, уплотнительное устройство 10 и эксцентрично расположенный на валу 8 ротор 11. между эксцентриковым валом 8 и ротором 11 установлены дополнительные подшипники 12. Уплотнительное устройство 10 выполнено в виде эластичной, например трубчатой, оболочки, жестко закрепленной одним торцом на роторе 11, а другим - на торцовой крышке 6, образуя герметичную камеру 13. Эластичная оболочка 10 своей внутренней и наружной поверхностью опирается на пакеты прижатых друг к другу колец 14 и 15, размещенных соответственно внутри оболочки 10 и снаружи с возможностью радиального перемещения.

На двух взаимно противоположных гранях разделительной пластины 5 закреплены шарниры 16 и 17, одни из которых зафиксирован в корпусе 1, другой - в роторе 11. На роторе 11 выполнены продольные пазы 18, в которых размещены шиберы 19, поджатые пружинами 20. На боковых поверхностях ротора 11 выполнены кольцевые канавки 21, в которых размещены уплотнительные кольца 22, прижимающиеся к торцовым крышкам 6,7 посредством сообщения кольцевых канавок 21 с выходным каналом 4 и через отверстия 23,24 и сообщения герметичной камеры 13 с входным каналом 3 через отверстия 25,26.

При работе насоса вращающимся (по часовой стрелке) эксцентриковым валом 8 ротор 11 вовлекается в колебательное движение. Шарнирно закрепленная разделительная пластина 5 и дополнительные подшипники 12 удерживают ротор 11 от проворота вокруг оси вала 8. Линия контакта, цилиндрической поверхности ротора 11 с цилиндрической расточкой 2 в корпусе 1, перемещается по направление вращения вала 8 и разделяет две образовавшиеся полости. Одна из полостей, разграниченных названной линией контакта и разделительной пластиной 5, сообщается с входным каналом 3, другая полость выходным каналом 4. За счет изменения объемов полостей формируется поток перекачиваемой среды в направлении из канала 3 в канал 4.

Торцевая часть эластичного уплотнительного устройства 10, закрепленная на роторе 11, повторяет движение ротора 11. Остальные участки эластичной оболочки 10 совершают аналогичные движение, но радиальное смещение в отдельных точках уменьшается до нуля по мере приближения к торцу оболочки 10, закрепленному на торцовой крышке 6. Поскольку образованная герметичная камера 13 не имеет сообщения с окружающей средой с иным давлением, возникают силы, обусловленные перепадом давления. Эти силы, стремящиеся деформировать оболочку 10 в радиальном направлении, воспринимаются пакетами колец 14 и 15. Выдавливание эластичной оболочки исключается за счет прижатия колец друг к другу в каждом из пакетов 14 или 15. За счет соответствующего подбора диаметров колец 14,15 обеспечивается возможность их радиального перемещения и проскальзывания друг относительно друга в каждом из пакетов (14 или 15).

Фиксация разделительной пластины 5 между корпусом 1 и ротором 11 посредством шарниров 16 и 1? обеспечивает возвратно-поворотное движение самой пластины 5 вокруг оси шарнира 16. По сравнению с аналогами скорость трения в звеньях заявляемого насоса уменьшена за счет изменения кинематической схемы.

Подпружиненные шиберы 19 периодически входят в контакт с цилиндрической расточкой 2 в корпусе 1, препятствуя обратному перетоку среды из выходного канала 4 во входной канал 3. Высота выступа шибера 19 над поверхностью ротора 11 такова, что в каждый момент времени хотя бы один шибер находится в контакте с расточкой 2 корпуса 1 с учетом припуска на износ.

Уплотнительные кольца 22 в канавках 21 при работе поджаты к торцовым крышкам 6 и 7 за счет перепада давления, обусловленного сообщением канавок 21 с выходным каналом 4 через отверстия 23, 24 и сообщением герметичной камеры 13 с входным каналом 3 через отверстия 25,26. При колебательном движении происходит самопритирание рабочих поверхностей колец 22 к торцовым крышкам 6 и 7, что также способствует улучшению показателей долговечности, безотказности и ремонтопригодности.

В данной конструкции все опорные подшипники 9,12 в отличие от аналогов изолированы от перекачиваемой среды и смазываются маслом при давлении окружающей среды.

Таким образом данное техническое решение, представляет собой единый комплекс, где все узлы и детали во взаимной связи имеют исполнение, которое способствует повышению надежности и расширению функциональных возможностей насоса за счет его перехода в разряд герметичных насосов при более простой конструкции.

Использование: в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: насос содержит корпус с внутренней цилиндрической расточкой, входным и выходным каналами, разделительную пластину, торцовые крышки, вал, установленный на подшипниках, уплотнительное устройство и эксцентрично расположенный на валу ротор. Вместе с тем, между эксцентриковым валом и ротором установлены дополнительные подшипники, а уплотнительное устройство выполнено в виде эластичной оболочки, жестко закрепленной одним торцом на роторе, другим - на торцовой крышке, образуя герметичную камеру с полным исключением попадания перекачиваемой среды из насоса в окружающую среду. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Насос, содержащий корпус с внутренней цилиндрической расточкой, входным и выходным каналами, разделительную пластину, торцевые крышки, вал, установленный на подшипниках, уплотнительное устройство и эксцентрично расположенный на валу ротор, отличающийся тем, что между эксцентриковым валом и ротором установлены дополнительные подшипники, а уплотнительное устройство выполнено в виде эластичной, например трубчатой, оболочки, жестко закрепленной одним торцом на роторе, другим на торцевой крышке, образуя герметичную камеру, причем эластичная оболочка своей внутренней и наружной поверхностью опирается на пакеты прижатых друг к другу колец, размещенных соответственно внутри оболочки и снаружи с возможностью радиального перемещения. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что на двух взаимно противоположных гранях разделительной пластины закреплено по шарниру, один из которых зафиксирован в корпусе, другой в роторе. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что на роторе выполнены продольные пазы, в которых размещены подпружиненные шиберы, выступающие над цилиндрической поверхностью ротора с возможностью периодически входить в контакт с цилиндрической расточкой в корпусе. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что на боковых поверхностях ротора выполнены кольцевые канавки, в которых размещены уплотнительные кольца, прижимающиеся к торцевым крышкам посредством сообщения кольцевых канавок с выходным каналом и сообщения герметичной камеры с выходным каналом.