НАСОС-ДИСПЕРГАТОР Российский патент 1998 года по МПК F04D7/04 

Настоящее изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано как в гидравлических системах механизированных крепей агрегатов, так и в системах приготовления и подачи смазывающе-охладительных жидкостей и нефтепродуктов.

Аналогом изобретения является насос-диспергатор (см. а.с. СССР N 1733727 A1. кл. 15 B 21/02 04 29/70-аналог и прототип), который выполнен в виде многоступенчатого центробежного насоса, имеющего корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, вал и установленное на нем со стороны двигателя торцевое уплотнение, по крайней мере одно центробежное колесо с направляющим аппаратом и одну ступень в виде гидромеханического диспергатора с ротором, установленным на валу и имеющим обечайку с отверстиями, всасывающей полостью и со статором, который имеет отверстия в боковой поверхности, установленными неподвижно в корпусе соосно ротору и его охватывающим, при этом всасывающая полость гидромеханического диспергатора сообщена с камерой озвучивания и далее с нагнетательным патрубком через отверстия ротора и статора.

Данный насос-диспергатор имеет асимметричное расположение центробежных колес и ступеней гидромеханического диспергатора, которые при работе создают значительные переменные, в зависимости от производительности и вязкости перекачиваемой жидкости, осевые нагрузки. Последние из которых создают значительные дополнительные нагрузки на подшипниковые узлы, надежность и долговечность которых при данных условиях эксплуатации снижаются.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности работы при эксплуатации на больших производительностях для различных по вязкости жидких средах.

Данная цель достигается тем, что насос-диспергатор выполнен в виде однотипных модулей, имеющих индивидуальные всасывающие патрубки и общий нагнетательный, и установленные симметрично относительно общего статора, при этом каждый из модулей имеет равное количество ступеней центробежных колес с направляющими аппаратами, а значения конструктивных параметров центробежных колес и направляющих аппаратов, равноудаленные от ротора гидромеханического диспергатора каждого из модулей, равны между собой, в свою очередь ротор гидромеханического диспергатора выполнен составным и симметричным относительно его центральной стенки, причем его всасывающие полости, расположенные симметрично относительно центральной стенки, связаны с одной стороны гидравлически с центробежными колесами одного и того же модуля, а с другой стороны через отверстия соответствующих частей ротора и через отверстия общего статора с одной камерой озвучивания и далее с общим для модулей нагнетательным патрубком, причем длина отверстий общего статора не меньше суммарной длины отверстий составных частей ротора, а статор установлен в корпусе симметрично относительно центральной стенки ротора.

Данное исполнение насоса-диспергатора обеспечивает симметричное расположение таких элементов как центробежные колеса и ротора гидромеханических диспергаторов, которые при работе создают взаимно-компенсирующие осевые нагрузки, и поэтому при работе они не оказывают существенного воздействия на подшипниковые узлы насоса-диспергатора, независимо от производительности и вязкости перекачиваемой жидкости.

Поперечный разрез насоса-диспергатора, имеющего по два центробежных колеса и направляющих аппарата в каждом модуле, представлен на фигуре.

Насос-диспергатор 1, имеющий корпус 2, вал 3 и установленное со стороны двигателя (не показан) торцевое уплотнение 4. Насос-диспергатор 1 выполнен из однотипных модулей 5, 6, имеющих индивидуальные всасывающие патрубки 7, 8. Модули 5, 6 установлены симметрично относительно общего ротора 9, при этом каждый из модулей 5, 6 имеет равное количество ступеней, последовательно установленных на валу 3 центробежных колес 10, 11 с направляющими аппаратами 12, 13 для модуля 5 и центробежные колеса 14, 15 с направляющими аппаратами 16, 17 для модуля 6. При этом равноудаленные от ротора 9 центробежные колеса 10 и 14 с направляющими аппаратами 12 и 16 имеют одинаковое значение конструктивных параметров (ширина, диаметр, количество лопаток и угол их наклона и т.д.), одновременно с этим равенством значений конструктивных параметров обязательно и для следующих пар центробежных колес 11, 15 и их направляющих аппаратов 13, 17. Частным случаем может быть равенство значений конструктивных параметров всех центробежных колес 10, 11, 14, 15 и их направляющих аппаратов 12, 13, 16, 17. Только при этом условии осевые усилия, возникающие на этих элементах будут уравновешивать друг друга, и в связи с этим не изменят нагрузку на подшипниковые узлы 18, 19. Удовлетворяет данному условию компенсации осевых усилий и исполнение ротора 9, который выполнен из независимых, но жестко связанных между собой симметричных частей 20, 21, каждая из которых имеет свою всасывающую полость 22, 23, центральные отверстия 24, 25, лопатки 26, 27. Каждая составная часть 20, 21 ротора 9 гидромеханического диспергатора симметрична относительно центральной стенки 28. Симметричность частей 20, 21 ротора 9 также является необходимым условием компенсации осевых нагрузок, возникающих на лопатках 26, 27 ротора 9. Всасывающие полости 22, 23 ротора 9 с одной стороны гидравлически связаны соответственно с центробежными колесами 10, 11 и 14, 15, а с другой стороны через соответствующие центральные отверстия 24, 25 ротора 9 и отверстия 29 общего статора 30 с одной камерой 31 озвучивания и далее с общим для модулей 5, 6 нагнетательным патрубком 32. Одновременно с этим длина отверстий 29 статора 30 должна быть не меньше суммарной длины центральных отверстий 24, 25, а статор 30 установлен в корпусе 2 насоса-диспергатора 1 симметрично относительно центральной стенки 28 ротора 9.

Насос-диспергатор 1 работает следующим образом.

Рабочая жидкость, имеющая различную по объему вязкость, поступает из одной емкости ( не показана) одновременно на всасывающие патрубки 7, 8 модулей 5, 6, где соответствующими центробежными колесами 10, 11, 14, 15 вращающимися на валу 3 от двигателя (не показан), подается с заданной производительностью во всасывающие полости 22, 23 ротора 9. Из ротора 9 через его соответствующие отверстия 24, 25 отверстия 29 общего статора 30 рабочая жидкость подается под давлением в камеру озвучивания 31, где и подвергается кавитационному воздействию.

Таким образом, рассматриваемое техническое решение позволяет скомпоновать все элементы насоса-диспергатора по симметричной схеме, уравновесив в связи с этим, все осевые нагрузки, возникающие при работе на неоднородной по вязкости рабочей жидкости. Компенсация осевых нагрузок ведет к снижению нагрузок на подшипниковые узлы насоса-диспергатора, что повысит его надежность и долговечность и поэтому обеспечит достижение поставленной цели.

Изобретение может быть использовано в гидравлических системах механизированных крепей и агрегатов, и в системах приготовления и подачи смазывающе-охлаждающих жидкостей и нефтепродуктов. Насос-диспергатор выполнен в виде однотипных модулей, имеющих индивидуальные всасывающие патрубки и общий нагнетательный, установленных симметрично относительно общего ротора. Каждый из модулей имеет равное количество ступеней центробежных колес с направляющими аппаратами, а значение конструктивных параметров колес и аппаратов, равноудаленных от ротора диспергатора каждого из модулей, равны между собой. Ротор диспергатора выполнен составным и симметричным относительно его центральной стенки. Его всасывающие полости, расположенные симметрично относительно центральной стенки, связаны с одной стороны гидравлически с центральными колесами одного и того же модуля, а с другой стороны через отверстия соответствующих частей ротора и через отверстия общего статора с одной камерой озвучивания, и далее с общим для модулей нагнетательным патрубком. Длина отверстий общего статора не меньше суммарной длины отверстий составных частей ротора, причем статор установлен в корпусе симметрично относительно центральной стенки ротора. Использование изобретения позволяет снизить осевые нагрузки на подшипниковые узлы. 1 ил.

Насос-диспергатор, выполненный в виде многоступенчатого центробежного насоса, имеющего корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, вал и установленное на нем со стороны двигателя торцевое уплотнение, по крайней мере одно центробежное колесо с направляющим аппаратом и одну ступень в виде гидромеханического диспергатора с ротором, установленным на валу и имеющим обечайку с отверстиями, всасывающей полостью и со статором, который имеет отверстия в боковой поверхности, установленным неподвижно в корпусе соосно ротору и его охватывающим, при этом всасывающая полость гидромеханического диспергатора сообщена с камерой озвучивания и далее с нагнетательным патрубком через отверстия ротора и статора, отличающийся тем, что насос-диспергатор выполнен в виде однотипных модулей, имеющих индивидуальные всасывающие патрубки и общий нагнетательный и установленных симметрично относительно общего ротора, при этом каждый из модулей имеет равное количество ступеней, последовательно установленных на валу центробежных колес с направляющими аппаратами, а значения конструктивных параметров центробежных колес и направляющих аппаратов, равноудаленных от ротора гидромеханического диспергатора каждого из модулей, равны между собой, ротор гидромеханического диспергатора выполнен составным и симметричным относительно его центральной стенки, причем его всасывающие полости, расположенные симметрично относительно центральной стенки, связаны с одной стороны гидравлически с центробежными колесами одного и того же модуля, а с другой стороны через отверстия соответствующих частей ротора и через отверстия общего статора с одной камерой озвучивания и далее с общим для модуля нагнетательным патрубком, причем длина отверстий общего статора не меньше суммарной длины отверстий составных частей ротора, а статор установлен в корпусе симметрично относительно центральной стенки ротора.