ТУРБОНАСОСНЫЙ ТРЕХСТУПЕНЧАТЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2003 года по МПК F04D13/04 F04D1/10 

Изобретение относится к турбонасосостроению, а именно к многоступенчатым агрегатам.

Известен турбонасосный трехступенчатый агрегат, содержащий три насосные ступени, турбину (см. книгу "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей", М., "Машиностроение", 1989, с. 205).

Недостатком известного агрегата является узкий диапазон применения, увеличенные габариты и вес. Известный агрегат предназначен для применения в узком диапазоне объектов, т.к. в нем отсутствует возможность изменять как количество ступеней, так и возможность использования отдельных ступеней для работы на других оборотах или для сжатия и транспортировки другого компонента. Для всех ступеней здесь используют крупногабаритные корпусные детали практически одних диаметральных размеров с приводом одним массивным валом, что приводит к увеличению габаритов и веса.

Цель изобретения - расширение диапазона применения, уменьшение габаритов и веса.

Эта цель достигается тем, что дожимной насос расположен с внешней стороны насосов первой и второй ступеней в приливе корпуса редуктора этих ступеней, при этом вход в дожимной насос соединен патрубком с полостью улитки корпуса второй ступени, а вал-шестерня дожимного насоса соединен с редуктором первой и второй ступеней.

Турбонасосный трехступенчатый агрегат представлен на фиг.1 в продольном разрезе; на фиг.2 - отдельное изображение дожимного насоса.

Турбонасосный трехступенчатый агрегат содержит шнеко-центробежный насос первой ступени 1, шнеко-центробежный насос второй ступени 2, дожимной центробежный насос 3, силовую турбину 4, редуктор 5. Насос 1 размещен во входном 6 и промежуточным 7 корпусах, а насос 2 - в корпусе 8. За одно целое с корпусом 1 выполнен (обливкой) и корпус редуктора 5, имеющий прилив 9. Турбина 4 установлена на внутреннем валу 10, на котором установлен шнек и крыльчатка насоса 2 и шестерня 11 редуктора. Шнек и крыльчатка насоса 1 установлены на валу 12, на конце которого имеется зубчатое зацепление, соединенное с шестернями редуктора 5.

Дожимной насос 3 расположен с внешней стороны насосов 1 и 2 в приливе 9 корпуса редуктора 5. Вход в насос 3 соединен патрубком 13 с полостью улитки корпуса 8 насоса 2 и с корпусом 14, закрывающим крыльчатку насоса 3 со стороны входа. Вал-шестерня 15 соединен с редуктором 5 и установлен на подшипниках 16. Вал-шестерня 15 и крыльчатка насоса 3 стянуты болтом 17 и гайкой 18.

Для обеспечения нормированного перетекания части компонента (транспортируемого и сжимаемого насосом 3) из улитки этого насоса в полость редуктора 5 между подшипниками 16 установлена дроселирующая и уплотняющая втулка 19.

Во время работы турбонасосного агрегата турбина 4 вращает вал 10 и вместе с ним и насос 2 с шестерней 1. Шестерня 11 через редуктор 5 передает вращение на зубчатое зацепление вала 12, вместе с которым вращается и насос 1. Крутящий момент через редуктор 5 передается и на вал-шестерню 15, с которым соединена крыльчатка насоса 3. Следовательно, крутящий момент от турбины 4 передается на насосы 1, 2 и 3. Транспортируемый и сжимаемый компонент поступает через патрубок Б на вход в насос 1, из которого подается в насос 2. Часть компонента (или весь) из улитки корпуса 8 по патрубку 13 поступает в насос 3, откуда подается к потребителю. Часть компонента 8 из улитки корпуса 14 через подшипники 16 и дозирующее уплотнение 19 сбрасывается в зону зацепления шестерни 15 и шестерни редуктора 5, чем обеспечивается смазка и охлаждение подшипников 16 и зубчатого зацепления.

Расположение дожимного насоса 3 на внешней стороне насосов 1 и 2 позволяет расширить диапазон применения данного турбонасосного агрегата за счет следующих вариантов выполнения агрегата. Агрегат работает как трехступенчатый насос, перекачиваемый один и тот же компонент через все насосы. При этом через насос 3 может пропускаться либо вся масса компонента, либо часть компонента, а остальная часть отбираться из улитки корпуса 8 к другому потребителю. В первом случае отобранный из-за насоса 3 весь компонент будет подаваться под высоким давлением (три ступени). Во втором случае часть компонента, отобранная после насоса 3, будет иметь повышенное давление (три ступени), а часть компонента, отобранная из улитки корпуса, будет иметь меньшее давление (две ступени). Следующий вариант исполнения, когда на вход в насос 3 подается компонент не по патрубку 13, а от отдельного источника. В этом случае возможны два варианта. Первый - это когда на вход в насос 3 подается этот же компонент, что и в насосы 1 и 2, но с другими рабочими параметрами. Либо насос 3 перекачивает другой компонент. И возможен вариант, когда насос 3 снимается, а вместо корпуса 14 ставится на прилив 9 заглушка. В этом случае агрегат будет работать как двухступенчатый. Следовательно, предложенная конструкция обеспечивает широкий диапазон сборок и применения. Насос 3, смонтированный в отдельном корпусе с приводом не от громоздких валов 10 или 12, а от малогабаритного вала 15, обеспечивает уменьшение габаритов и веса. Эти факторы и обеспечивают достижение поставленной цели.

Опытные экземпляры агрегатов изготовлены, испытаны, подтверждены заявленные преимущества.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к многоступенчатым агрегатам. Турбонасосный трехступенчатый агрегат содержит насосы первой и второй ступеней, дожимной насос, силовую турбину и редуктор. Дожимной насос расположен с внешней стороны насосов первой и второй ступеней в приливе корпуса редуктора этих ступеней. Вход в дожимной насос соединен патрубком с полостью улитки корпуса второй ступени. Вал-шестерня дожимного насоса соединен с редуктором первой и второй ступеней. Изобретение направлено на расширение диапазона применения, уменьшение габаритов и веса. 2 ил.

Турбонасосный трехступенчатый агрегат, содержащий насосы первой и второй ступеней, дожимной насос, силовую турбину, редуктор, отличающийся тем, что дожимной насос расположен с внешней стороны насосов первой и второй ступеней в приливе корпуса редуктора этих ступеней, при этом вход в дожимной насос соединен патрубком с полостью улитки корпуса второй ступени, а вал-шестерня дожимного насоса соединен с редуктором первой и второй ступеней.