НАСОС МОНОБЛОЧНЫЙ Российский патент 2004 года по МПК F04D13/06 F04D29/42 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным лопастным насосам, и может найти применение для перекачивания воды и других жидкостей производственно-технического назначения, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, в стационарных условиях.

Известны моноблочные насосы, состоящие из центробежного насоса и специального электродвигателя с удлиненным концом вала, на шпоночном пазу которого закреплено рабочее колесо. На фланцевом щите электродвигателя жестко крепится фонарь с корпусом и съемной крышкой с удлиненным подводом. Корпус выполнен со спиральным отводом, переходящим в боковой выходной патрубок. Данная конструкция имеет увеличенные габариты, вес, а также большую стоимость изготовления корпуса. (См., например, Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. - М.: Энергия, 1977; ВНИИГидромашиностроение, Насосы. Каталог-справочник. - М.: Машиностроение, 1959; Зимницкий В.А, Умов В.А. Лопастные насосы. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1986 и другие).

Задачей настоящего изобретения является создание недорогого и эффективного моноблочного насоса, а также расширение арсенала моноблочных лопастных насосов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в уменьшении количества деталей, сокращении габаритов, расширении диапазона диаметров рабочего колеса, улучшении условий нагнетания жидкости, снижении трудозатрат вследствие упрощения конструкции литых деталей, повышении качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшении материалоемкости.

Сущность изобретения состоит в том, что в насосе моноблочном, содержащем электродвигатель, на фланцевом щите которого жестко закреплен фонарь, жестко соединенный с корпусом, в котором выполнены впускное отверстие подвода и спиральный отвод, язык улитки которого обращен к оси выпускного отверстия, а также рабочее колесо, закрепленное гайкой на лысках вала электродвигателя, сальниковое уплотнение, поджатое регулируемой подвижной втулкой, и вращающуюся втулку, в торце которой установлено резиновое кольцо, выпускное отверстие спирального отвода расположено по оси, направленной радиально от оси рабочего колеса, лопатки которого жестко скреплены с дисками.

При этом угол спирали от начала языка улитки до касательной отрыва жидкости составляет 320°±10°, выпускное отверстие спирального отвода расположено по вертикальной оси, а расстояние от выпускного отверстия отвода до оси рабочего колеса составляет 0,8 диаметра рабочего колеса, длина подвода от впускного отверстия составляет 0,25 диаметра последнего, а угол языка улитки составляет 45°.

Кроме того, по наружным краям лопаток рабочего колеса выполнены шипы, а в дисках рабочего колеса по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток, при этом с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий выполнены сварные швы. Крутящий момент передается через лыски вала и паз колеса.

На фиг.1 изображен насос моноблочный в разрезе, на фиг.2 - вид сверху на выпускное отверстие, на фиг.3 - разрез А-А по фиг.2, на фиг.4 - рабочее колесо в разрезе, на фиг.5 - конец вала, на фиг.6 - разрез Б-Б по фиг.5, на фиг.7 - фонарь, на фиг.8 - разрез В-В по фиг.7.

Насос моноблочный содержит электродвигатель 1, на фланцевом щите 2 которого жестко закреплен чугунный фонарь 3, жестко соединенный с литым чугунным корпусом 4, в котором выполнены впускное отверстие 5 подвода и спиральный отвод 6, язык 7 улитки 8 которого обращен к оси выпускного отверстия 9, являющегося выходом отвода 6. Сварное рабочее колесо 10 установлено по скользящей посадке и закреплено глухой гайкой 11, имеющей обтекаемую форму со стороны впускного отверстия 5, на лысках 12 цилиндрического конца единого удлиненного вала 13 электродвигателя 1. Мягкое сальниковое уплотнение 14 поджато прикрепленной к фонарю 3 и регулируемой в осевом направлении подвижной втулкой 15. На валу 13 установлено вращающееся уплотнительное резиновое кольцо 16. Выпускное отверстие 9 (выход) спирального отвода 6 расположено по вертикальной оси, направленной радиально от оси рабочего колеса 10 (оси совместного вращения колеса 10 с валом 13), лопатки 17 которого жестко скреплены сварными швами с ведущим и покрывным дисками 18, 19 соответственно. Вертикальное направление радиальная ось отверстия 9 имеет при установке насоса в положение, изображенное на фиг.1.

При этом угол β спирали улитки 8 от начала (вершины) ее языка 7 до касательной отрыва жидкости в месте перехода криволинейной периферийной поверхности спирального отвода 6 в прямолинейную, т.е. угловая протяженность криволинейной периферийной поверхности, составляет 320°±10°. Расстояние h от выпускного отверстия 9 отвода до оси рабочего колеса 10 составляет 0,8 наружного диаметра D рабочего колеса 10. Длина подвода (выполненного в виде короткого канала в корпусе 4) от впускного отверстия 5 до камеры корпуса 4 составляет 0,25 диаметра отверстия 5. Угол ϕ языка 7 улитки 8, вершина (начало) которого расположена на радиально направленной вертикальной оси выпускного отверстия 9, составляет 45°.

По наружным краям лопаток 17 рабочего колеса 10 выполнены прямоугольные шипы 20. В дисках 18, 19 рабочего колеса 10 по линиям сопряжения с краями лопаток 17 выполнены сквозные отверстия, в которых установлены с зазором шипы 20 лопаток 17, выступающие на 1-2 мм над наружной поверхностью дисков 18, 19 перед сваркой. С наружной стороны дисков 18, 19 по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов (не обозначены), выполненных по наружной стороне дисков 18, 19. Мягкое сальниковое уплотнение 14 размещено вокруг вращающейся с валом 13 втулки 21, выполненной из коррозионно-стойкой стали.

Для предотвращения утечек через зазоры между втулкой 21 и валом 13 электродвигателя 1 служит уплотнительное резиновое кольцо 16, зажатое в осевом направлении усилием гайки 11 через колесо 10 и втулку 21 и вращающееся совместно с валом 13. Крутящий момент передается через лыски 12 вала 13 и прямоугольный паз 22 колеса 10.

Фонарь 3 имеет в центре выступ 23 с резьбовыми отверстиями 24 для регулирования положения втулки 15 с помощью болтов 25.

Насос моноблочный работает следующим образом. Рабочее колесо 10, приводимое совместно со втулкой 21 и гайкой 11 во вращение электродвигателем 1, захватывает перекачиваемую жидкость из впускного отверстия 5 подвода и подает ее лопатками 17 по спиральному отводу 6 в выходное отверстие 9. Отрыв жидкости от лопаток 17 происходит в зоне 320°±10° от языка 7 улитки 8. Крутящий момент от электродвигателя 1 передается ведущему диску 18 через удлиненный вал 13 и конструктивно простейшее соединение - лыски 12 вала 13 и паз 22 колеса 10. С помощью болтов 25 устанавливается положение втулки 15 и поджатие уплотнения 14. Резиновое кольцо 16 предотвращает утечки по валу 13 в направлении электродвигателя 1. Выбранные эмпирически геометрические параметры спирального отвода 6, улитки 8 и ее языка 7 обеспечивают равномерное поперечное поле скоростей в потоке перекачиваемой среды и эффективное преобразование кинетической энергии потока в энергию давления (напор) при использовании конструктивно простых и технологичных элементов. Отсутствие внутренних сварных швов в соединениях лопаток 17 с дисками 18, 19 уменьшает износ, упрощает технологию изготовления колеса 10 и снижает потери при преобразовании кинетической энергии в напор при работе насоса. При данном выполнении подвода и отвода не требуется изготовление и крепление к корпусу 4 специальной крышки с подводом и бокового выходного патрубка, т.е. обеспечивается уменьшение количества деталей, сокращение габаритов, улучшение условий нагнетания жидкости, снижение трудозатрат вследствие упрощения конструкции литых деталей, с одновременным повышением долговечности, качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшения материалоемкости.

В результате настоящего изобретения создан недорогой и эффективный моноблочный насос а также расширен арсенал моноблочных лопастных насосов.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к моноблочным электронасосам. Насос содержит электродвигатель, на фланцевом щите которого жестко закреплен фонарь, жестко соединенный с корпусом. В корпусе выполнены впускное отверстие подвода и спиральный отвод. Язык улитки отвода обращен к оси выпускного отверстия. Сварное рабочее колесо насоса закреплено гайкой на лысках цилиндрического конца вала. Лопатки колеса жестко скреплены с дисками. Сальниковое уплотнение поджато регулируемой подвижной втулкой, в торце которой установлено резиновое кольцо. Выпускное отверстие спирального отвода расположено по оси, направленной радиально от оси рабочего колеса. При этом угол спирали от вершины языка улитки до касательной отрыва жидкости составляет 320°±10°, расстояние от выпускного отверстия отвода до оси рабочего колеса составляет 0,8 диаметра рабочего колеса, длина подвода от впускного отверстия составляет 0,25 диаметра последнего, а угол языка улитки составляет 45°. Изобретение направлено на создание недорогого и эффективного моноблочного насоса. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Насос моноблочный, содержащий электродвигатель, на фланцевом щите которого жестко закреплен фонарь, жестко соединенный с корпусом, в котором выполнены впускное отверстие подвода и спиральный отвод, язык улитки которого обращен к оси выпускного отверстия, а также рабочее колесо, закрепленное гайкой на лысках вала электродвигателя, сальниковое уплотнение, поджатое регулируемой подвижной втулкой, и вращающуюся втулку, в торце которой установлено резиновое кольцо, при этом выпускное отверстие спирального отвода расположено по оси, направленной радиально от оси рабочего колеса, лопатки которого жестко скреплены с дисками.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что угол спирали от вершины языка улитки до касательной отрыва жидкости составляет 320±10°.3. Насос по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что выпускное отверстие спирального отвода расположено по вертикальной оси, а расстояние от выпускного отверстия отвода до оси рабочего колеса составляет 0,8 диаметра рабочего колеса.4. Насос по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что длина подвода от впускного отверстия составляет 0,25 диаметра последнего.5. Насос по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что угол языка улитки составляет 45°.6. Насос по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по наружным краям лопаток рабочего колеса выполнены шипы, а в дисках рабочего колеса по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток, при этом с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий выполнены сварные швы.7. Насос по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что крутящий момент передается через лыски вала и паз колеса.