ДИАГОНАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04D3/02 F04D7/00 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в системах водоснабжения и канализации, в нефтехимической, атомной и других отраслях промышленности при перекачке насосами с высокими антикавитационными и энергетическими качествами, жидкостей с повышенными вязкостью и содержанием мехпримесей.

Известен лопастной насос, содержащий корпус с подводом и закрепленное на валу шнековое колесо с винтовыми лопатками и втулкой, примыкающей к отводу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру с перепускными каналами, колесо выполнено на наружной поверхности, очерчиваемой лопатками при вращении на входе в виде цилиндрического участка, подвод выполнен на его внутренней поверхности на входе с цилиндрическим участком, обращенным к цилиндрическому участку колеса, и состоит из двух составных частей, состыкованных друг с другом через уплотнение (авторское свидетельство СССР N 699230, кл. F 04 D 3/02, 1979).

Недостатком известного насоса является то, что в нем из-за постоянства наружного диаметра шнекового колеса не обеспечивается работоспособность при повышенном содержании мехпримесей.

Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому является диагональный шнековый насос, содержащий корпус, включающий подвод и отвод, закрепленное на валу шнековое колесо с винтовыми лопатками и полой конусообразной втулкой, примыкающей на большем диаметре к корпусу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру с перепускными каналами, и подшипниковый узел, корпус которого частично расположен внутри втулки и уплотнен по валу относительно разгрузочной камеры, при этом внутренняя поверхность части подвода выполнена конической, расширяющейся в направлении отвода, а наружные поверхности колеса, очерчиваемые лопатками при его вращении, выполнены конической, увеличивающейся в диаметре в направлении от входа к выходу и расположенной напротив конической поверхности подвода, и цилиндрической на выходе колеса (патент РФ N 2099603, кл. F 04 D 3/02, 20.12.97).

Недостатком данного насоса является наличие осевого участка на входе и уплотнения щелевого типа, что приводит к ухудшению работоспособности насоса при повышенном содержании мехпримесей из-за сепарации частиц примесей в цилиндрический зазор между лопатками и осевым участком подвода, а также из-за заклинивания частиц примесей в щелевом уплотнении.

Задачей изобретения является повышение надежности и ресурса насоса при перекачке жидкостей с мехпримесями за счет исключения заклинивания частиц примесей между ротором и корпусом и уменьшения за счет этого износа проточной части.

Технический результат достигается тем, что в диагональном шнековом насосе, содержащем корпус, включающий подвод и отвод, закрепленное на валу шнековое колесо с винтовыми лопатками и полой конусообразной втулкой, примыкающей на большем диаметре к корпусу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру с перепускными каналами, и подшипниковый узел, корпус которого частично расположен внутри втулки и уплотнен по валу относительно разгрузочной камеры, при этом внутренняя поверхность части подвода выполнена конической, расширяющейся в направлении отвода, а наружные поверхности колеса, очерчиваемые лопатками при его вращении, выполнены конической, увеличивающейся в диаметре в направлении от входа к выходу и расположенной напротив конической поверхности подвода, и цилиндрической на выходе колеса, лопатки расположены перпендикулярно конической поверхности подвода, уплотнение между втулкой и корпусом выполнено торцевым, в корпусе подшипникового узла выполнена дренажная камера, сообщенная в нижней части с атмосферой и расположенная между уплотнением по валу и примыкающим к уплотнению подшипником.

Отвод может быть выполнен спиральным с радиальным входом, расположенным коаксиально наружной цилиндрической поверхности колеса.

Торцевое уплотнение может быть выполнено импеллерным.

Уплотнение корпуса подшипников может быть выполнено шевронным двусторонним.

На чертеже изображен продольный разрез диагонального шнекового насоса.

Диагональный шнековый насос содержит корпус, включающий подвод 1 и отвод 2, закрепленное на валу 3 шнековое колесо с винтовыми лопатками 4 и полой конусообразной втулкой 5. Втулка 5 примыкает на большем диаметре к корпусу через уплотнение 6 и образует с отводом 2 разгрузочную камеру 7 с перепускными каналами 8. Насос содержит также подшипниковый узел 9, корпус 10 которого частично расположен внутри втулки 5 и уплотнен по валу 3 относительно разгрузочной камеры 7. Внутренняя поверхность 11 части подвода 1 выполнена конической, расширяющейся в направлении отвода 2. Наружные поверхности колеса, очерчиваемые лопатками 4 при его вращении, выполнены конической, увеличивающейся в диаметре в направлении от входа к выходу и расположенной напротив конической поверхности 11 подвода 1, и цилиндрической на выходе колеса. Лопатки 4 расположены перпендикулярно конической поверхности 11 подвода 1. Уплотнение 6 между втулкой 5 и корпусом выполнено торцевым импеллерным. В корпусе 10 подшипникового узла 9 выполнена дренажная камера 12, сообщенная в нижней части дренажным каналом 13 с атмосферой и расположенная между уплотнением 14 по валу 3 и примыкающим к уплотнению 14 подшипником 9. Отвод 2 выполнен спиральным с радиальным входом, расположенным коаксиально наружной цилиндрической поверхности колеса. Уплотнение 14 корпуса 10 подшипников 9 выполнено шевронным двусторонним.

Диагональный шнековый насос работает следующим образом. Шнековое колесо, закрепленное на валу 3, приводится во вращение (например электродвигателем) и перемещает перекачиваемую жидкость из подвода 1 в отвод 2. Жидкость, обтекая лопатки 4, приобретает закрутку. При этом мехпримеси под действием центробежной силы сепарируются на периферию колеса и направляются конической поверхностью 11 подвода 1 к выходу, не заклиниваясь в радиальном зазоре между лопатками 4 и поверхностью 11 подвода 1. Часть жидкости проходит через торцевое уплотнение 6. При этом давление в разгрузочной камере 7 снижается за счет срабатывания перепада давления на торцевом уплотнении 6 и отвода жидкости из разгрузочной камеры 7 через перепускные каналы 8 на вход. За счет этого осуществляется разгрузка ротора от осевой силы. Частицы примесей отбрасываются вращающейся частью торцевого уплотнения (лопатками импеллера) и не заклиниваются в осевом зазоре уплотнения 6. Шнековые насосы с винтовыми лопатками хорошо зарекомендовали себя при перекачивании жидкостей с повышенной вязкостью. Как показал опыт, расположение лопаток 4 перпендикулярно конической поверхности 11 подвода 1 является оптимальным с точки зрения исключения заклинивания мехпримесей в зазоре между лопатками 4 и конической поверхностью 11 подвода 1. При работе шевронного уплотнения 14 всегда имеет место утечка жидкости. По мере износа уплотнения 14 величина этой утечки возрастает, что приводит к размыванию смазки в подшипниках 9, их нагреву и выходу из строя. Для повышения срока работы подшипников 9 в описываемом насосе предусмотрена дренажная камера 12. При работе насоса утечка жидкости через уплотнение 14 отводится через дренажную камеру 12 и дренажный канал 13 в атмосферу, минуя подшипники 9. Увеличение расхода утечки через дренажный канал 13 визуально сигнализирует о необходимости замены уплотнения 14. Цилиндрическая поверхность колеса на выходе, расположенная внутри радиального входа спирального отвода 2, позволяет организовать радиальное направление потока жидкости на выходе из шнекового колеса и обеспечить наилучшие условия удаления мехпримесей из насоса.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в системах водоснабжения и канализации, в нефтехимической, атомной и других отраслях промышленности при перекачке насосами с высокими антикавитационными и энергетическими качествами жидкостей с повышенными вязкостью и содержанием мехпримесей. Диагональный шнековый насос содержит корпус, включающий подвод и отвод, закрепленное на валу шнековое колесо с винтовыми лопатками и полой конусообразной втулкой, примыкающей на большем диаметре к корпусу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру с перепускными каналами, и подшипниковый узел. Корпус подшипникового узла частично расположен внутри втулки и уплотнен по валу относительно разгрузочной камеры. Внутренняя поверхность части подвода выполнена конической, расширяющейся в направлении отвода, а наружные поверхности колеса, очерчиваемые лопатками при его вращении, выполнены конической, увеличивающейся в диаметре в направлении от входа к выходу и расположенной напротив конической поверхности подвода, и цилиндрической на выходе колеса. Лопатки расположены перпендикулярно конической поверхности подвода. Уплотнение между втулкой и корпусом выполнено торцевым. В корпусе подшипникового узла выполнена дренажная камера, сообщенная в нижней части с атмосферой и расположенная между уплотнением по валу и примыкающим к уплотнению подшипником. В насосе исключено заклинивание частиц примесей и уменьшен износ проточной части. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Диагональный шнековый насос, содержащий корпус, включающий подвод и отвод, закрепленное на валу шнековое колесо с винтовыми лопатками и полой конусообразной втулкой, примыкающей на большем диаметре к корпусу через уплотнение и образующей с отводом разгрузочную камеру с перепускными каналами, и подшипниковый узел, корпус которого частично расположен внутри втулки и уплотнен по валу относительно разгрузочной камеры, при этом внутренняя поверхность части подвода выполнена конической, расширяющейся в направлении отвода, а наружные поверхности колеса, очерчиваемые лопатками при его вращении, выполнены конической, увеличивающейся в диаметре в направлении от входа к выходу и расположенной напротив конической поверхности подвода, и цилиндрической на выходе колеса, отличающийся тем, что лопатки расположены перпендикулярно конической поверхности подвода, уплотнение между втулкой и корпусом выполнено торцевым, в корпусе подшипникового узла выполнена дренажная камера, сообщенная в нижней части с атмосферой и расположенная между уплотнением по валу и примыкающим к уплотнению подшипником. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что отвод выполнен спиральным с радиальным входом, расположенным коаксиально наружной цилиндрической поверхности колеса. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцевое уплотнение выполнено импеллерным. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что уплотнение корпуса подшипников выполнено шевронным двусторонним.