ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС Российский патент 1998 года по МПК F04D29/12 F04D29/16 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к центробежным насосам.

Известен центробежный насос, содержащий корпус, в котором установлен приводной вал и связанная с ним крыльчатка. В корпусе установлены уплотнительные кольца, взаимодействующие своей внутренней рабочей поверхностью с уплотняющими цилиндрическими полками крыльчатки. (Черкасский А.И. и др. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: Энергия, 1968, с. 81).

Недостатком известного центробежного насоса является наличие значительных перетечек рабочей жидкости из зоны высокого давления в зону низкого через уплотнительные кольца и ограниченный ресурс этих колец.

Уменьшение утечек возможно за счет уменьшения зазора между уплотнительными кольцами и крыльчаткой, однако это приводит к увеличению вероятности задира кольца вследствие местных разрывов смазывающей пленки рабочей жидкости.

Известен также центробежных насос имеющий корпус, крыльчатку и кольцо, ограничивающее зазор между крыльчаткой и корпусом. В корпусе выполнена кольцевая расточка, в которой размещено уплотнительное кольцо, имеющее внутреннюю и наружную поверхности. Между кольцом и корпусом размещено прикрепленное к корпусу устройство, которое обеспечивает аксиальное и радиальное перемещение кольца, предотвращает проворот кольца при вращении крыльчатки. Диаметр внутренней цилиндрической поверхности кольца больше цилиндрической поверхности крыльчатки настолько, что между ними образуется минимальный зазор, который сохраняется при нарушении соосности кольца и крыльчатки.

Таким образом, снижаются утечки рабочей жидкости из зоны высокого давления в зону низкого.

Недостатком такого насоса является сложность конструкции уплотнительных колец, наличие дополнительных деталей, понижение в результате этого общей надежности работы насоса.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего повышение надежности работы уплотнительных колец и как следствие - повышение надежности работы насоса в целом.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом (центробежный насос содержит установленную в корпусе на приводном валу крыльчатку и уплотнительные кольца, взаимодействующие своей внутренней поверхностью с цилиндрической поверхностью полок крыльчатки) и существенных отличительных признаков (на части внутренней поверхности уплотнительных колец со стороны уплотняемой полости выполнены сообщаемые с этой полостью канавки, равномерно расположенные по периметру и ориентированные под острым углом к входной кромке кольца по направлению вращения крыльчатки).

Техническим преимуществом вышеперечисленной совокупности существенных признаков является увеличение ресурса уплотнительных колец более чем в 3 раза, повышение давления на выходе из насоса и снижение перетечек внутри насоса.

Это позволяет увеличить межремонтный цикл насоса в 3 раза, что значительно снижает эксплуатационные затраты.

На фиг. 1 изображен центробежный насос, продольный разрез, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Центробежный насос содержит корпус 1, в котором установлены приводной вал 2 и крыльчатка 3, связанные между собой. Уплотнительные кольца 4, 5, установленные в корпусе 1, взаимодействуют своей внутренней рабочей поверхностью 6, 7 с уплотняющими цилиндрическими полками 8, 9 крыльчатки 3. На внутренних поверхностях 6, 7 уплотнительных колец 4, 5 со стороны уплотняемой полости 10 выполнены наклонные канавки 11, сообщенные с уплотняемой полостью 10.

При этом канавки 11 ориентированы под острым углом (предпочтительно под углом 5-30^o) к входной кромке 12 уплотнительных колец 4, 5 в сторону направления вращения крыльчатки 3.

Насос работает следующим образом.

При вращении вала 2, связанного с крыльчаткой 3, давление рабочей жидкости в полости 10 корпуса 1 повышается, при этом рабочая жидкость перетекает в полость низкого давления по зазорам между уплотнительными кольцами 4, 5 и цилиндрическими полками 8,9 крыльчатки 3.

Наклонные канавки 11, выполненные на внутренней рабочей поверхности 6, 7 уплотнительных колец 4, 5, сообщенные с уплотняемой полостью 10, взаимодействуя с цилиндрическими поверхностями полок 8, 9 крыльчатки 3, образуют зону уплотнения, при этом разбивают ее на два участка.

На участке, охватываемом наклонными канавками 11, осуществляется надежная смазка уплотняемой поверхности. В то же время благодаря наклонной ориентировке канавок под острым углом в сторону вращения крыльчатки 3 жидкость, находящаяся в зазоре, стремящаяся к вращению вместе с крыльчаткой, получает составляющую, направленную против потока уплотняемой жидкости, что способствует снижению перетечек рабочей жидкости на выход насоса.

Абразивные частицы, находящиеся в любой рабочей жидкости, попадая в уплотняющий зазор, сепарируются в каналах 11 и благодаря их наклону в сторону вращения выводятся из зазора, вследствие чего устраняется шаржирование рабочей поверхности колец 4, 5 и,следовательно, износ крыльчатки 3.

Наличие канавок 11 на внутренней поверхности 6, 7 уплотнительных колец 4, 5 препятствует вращению рабочей жидкости в зазоре, чреватому ее перегревом вскипанием и потерей смазывающих свойств, что уменьшает вероятность задира уплотнительных колец.

Наличие на части уплотнительного кольца равномерно расположенных канавок 11 позволяет гарантировать подвод рабочей жидкости для смазки в уплотняющий зазор гладкого участка уплотнительного кольца, благодаря чему возможно общее уменьшение зазора в уплотняющей паре и, следовательно, повышение качества уплотнения и ресурса кольца.

Центробежный насос предназначен для перекачивания жидкостей. Насос содержит установленную в корпусе на приводном валу крыльчатку и уплотнительные кольца, взаимодействующие своей внутренней поверхностью с цилиндрическими поверхностями полок крыльчатки. На части внутренней поверхности уплотнительных колец со стороны уплотняемой полости выполнены сообщаемые с этой полостью канавки, равномерно расположенные по периметру и ориентированные под острым углом к входной кромке кольца по направлению вращения крыльчатки. Выполнение канавок позволяет увеличить ресурс уплотнительных колец, повысить давление на выходе из насоса и снизить перетечки внутри насоса. 3 ил.

Центробежный насос, содержащий установленную в корпусе на приводном валу крыльчатку и уплотнительные кольца, взаимодействующие своей внутренней поверхностью с цилиндрической поверхностью полок крыльчатки, отличающийся тем, что на части внутренней поверхности уплотнительных колец со стороны уплотняемой полости выполнены сообщаемые с этой полостью канавки, равномерно расположенные по периметру и ориентированные под острым углом к входной кромке кольца по направлению вращения крыльчатки.