ОДНОВИНТОВОЙ НАСОС Российский патент 2005 года по МПК F04C2/107 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к винтовым машинам, в том числе к одновинтовым насосам с многозаходными винтовыми поверхностями пары ротор-статор внутреннего зацепления с разницей в числе зубьев, равной единице, и может быть использовано в различных областях техники, например, при перекачке масел, лаков, красок, строительных растворов, нефти, пластовых жидкостей.

Известен одновинтовой насос, в котором на напорной части установлен реверсивно-предохранительный клапан, выделенный в отдельный узел (см. Д.Ф. Балденко и др. "Винтовые насосы", М.: Машиностроение, 1982, стр.113, рис.69).

Известны конструкции предохранительных клапанов, ограничивающих величину давления в трубопроводе нагнетания (см. И.Я. Чиняев "Поршневые насосы". М.: Машиностроение, стр.146, рис.85), настраиваемые на давление, превышающее номинальное на 10-20%.

Известен одновинтовой насос реверсивный героторного типа, содержащий ротор в виде винта, статор, имеющий многозаходную винтовую поверхность, ведущий вал, соединенный с ротором, всасывающий и напорный патрубки (RU 2195581 С1, 27.12.2002, F 04 С 2/107).

Известна конструкция одновинтового агрегата, содержащего ротор, на котором на определенных участках направление винтовой поверхности выполнено в противоположных направлениях, ротор содержит осевой канал, внутри которого размещен дроссель с подпружиненным запорным устройством в виде шара для создания перепада давления. (SU 521399 А, 31.01.1977, F 04 С 5/00).

Указанный насос принят за прототип.

Недостатком известного насоса является недостаточная надежность, сложная конструкция.

Технической задачей является повышение надежности насоса, упрощение конструкции и его обслуживания, устранение вспомогательных магистралей.

Технический результат достигается тем, что в одновинтовом насосе, содержащем ротор со статором, всасывающий и напорный патрубки, осевой канал, выполненный в роторе, согласно изобретению в торце ротора выполнена расточка, которая соединена каналом с полостью всасывающего патрубка, в расточку установлен предохранительный клапан, стакан которого уплотнен в расточке и содержит пружину с запорным устройством, установленную между уплотненным в стакане подвижным седлом и опорной втулкой, при этом седло ограничено от перемещения в осевом направлении, например, разрезным кольцом, а на срезе ротора установлен фиксатор стакана.

Кроме того, в насосе между фиксатором и стаканом размещена пружина с диском, в котором по резьбе установлен упор с контровочной гайкой и выполнены отверстия для прохода перекачиваемой среды, а стакан установлен с возможностью перемещения в осевом направлении.

На фиг.1 представлен одновинтовой насос, ротор которого оснащен предохранительным клапаном.

На фиг.2 - выносной элемент I с изображением торца ротора.

На фиг.3 - вариант ротора с предохранительным клапаном для реверса.

На фиг.4 - ротор насоса с заглушкой.

Одновинтовой насос содержит ротор 1 в виде винта, статор 2, имеющий многозаходную винтовую поверхность, ведущий вал 3, кинематически через муфту 4 соединенный с ротором 1, всасывающий патрубок 5, напорный патрубок 6. В роторе 1 выполнена цилиндрическая расточка Д, которая соединяется каналом 7 с полостью всасывающего патрубка 5. В расточке Д установлен стакан 8 предохранительного клапана с уплотнением 9, внутри стакана 8 размещена пружина 10 с запорным устройством 11 и седлом 12. Седло 12 уплотнено шнуром 13 по внутреннему диаметру стакана 8 и ограничено от перемещения в стакане разрезным кольцом 14. Пружина 10 закрыта втулкой опорной 15. Конец стакана 8 упирается в фиксатор 16 ротора 1.

В расточке Д между стаканом 8 и фиксатором 16 может быть размещена пружина 17 с диском 18 с резьбой по центру, по которой может перемещаться упор 19. От произвольного смещения упор 19 зафиксирован контровочной гайкой 20. Диск 18 выполнен с перфорацией в виде нескольких отверстий d. Вместо стакана 8 в расточку Д ротора 1 может устанавливаться заглушка 21.

Одновинтовой насос работает следующим образом.

Ротор 1 получает вращение в статоре 2 от электродвигателя (на графических материалах не показан) через ведущий вал 3, муфту 4. Перемещая жидкость от всасывающего патрубка 5 к напорному патрубку 6, ротор 1 создает в магистрали за насосом избыточное давление, которое воздействует через запорное устройство 11, находящееся в седле 12, на пружину 10, предварительно сжатую и закрытую, например, втулкой опорной 15.

При рабочих давлениях в напорном патрубке 6 запорное устройство 11 сохраняет герметичность. В случае превышения давления на выходе из насоса (на 10-20% от номинального) запорное устройство 11 отжимается от седла 12, сжав пружину 10, и происходит перетекание жидкости из полости напорного патрубка 6 по каналу 7 в полость всасывающего патрубка 5, тем самым предохраняя насос от перегрузки.

В случае работы насоса в реверсе, что допускается конструкцией насоса, ротор 1 забирает жидкость из напорного патрубка 6, создавая в нем разрежение, и подает жидкость во всасывающий патрубок 5. Во всасывающем патрубке 5 создается избыточное давление, которое передается по каналу 7 к стакану 8 с уплотнением 9, воздействуя на запорное устройство 11. При этом происходит сжатие пружины 17. В диапазоне рабочих величин давления система, состоящая из запорного устройства 11, седла 12, стакана 8, как единый поршень перемещается в сторону упора 19.

В случае превышения давления происходит уменьшение зазора S между запорным устройством 11 и торцом упора 19 до касания запорным устройством 11 упора 19 с образованием между запорным устройством 11 и седлом 12 кольцевой щели, что приводит к перетеканию перекачиваемой жидкости из всасывающего патрубка 5 по каналу 7 в полость напорного патрубка 6, тем самым давление в магистрали за насосом уменьшается.

В заводских условиях одновинтовой насос проходит испытания с установленным статором 2, который может быть изготовлен из различных материалов (мягкая резина для пищевых продуктов, полиуретан, твердая резина для химических агрессивных сред). Каждый статор 2 в паре с ротором 1 развивает при одной подаче разные давления на выходе.

Испытания насоса с ротором 1 проводят с заглушкой 21, которая является технологическим приспособлением.

Стакан 8 в сборе с деталями настраивают на срабатывание путем предварительного обжатия пружины 10 втулкой опорной 15, что позволяет использовать корпус 8 для установки в ротор 1 для ограничения максимального давления с разными пределами.

Так же автономно отрабатывается срабатывание предохранительного клапана при реверсивной работе насоса.

При перемещении упора 19 в резьбовом отверстии диска 18 изменяют зазор S между запорным устройством 11 и торцом упора 19 в технологической расточке приспособления. Выбранное положение упора 19 контрят гайкой 20.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения повышается надежность насоса, упрощается его обслуживание, исключается установка предохранительных клапанов со вспомогательными отводящими магистралями.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к винтовым машинам, в том числе к одновинтовым, и может быть использовано в различных областях техники, например, при перекачке масел, лаков, красок, строительных растворов, нефти, пластовых жидкостей. Одновинтовой насос содержит ротор со статором, всасывающий и напорный патрубки, осевой канал, выполненный в роторе. В торце ротора выполнена расточка, которая соединена каналом с полостью всасывающего патрубка. В расточку установлен предохранительный клапан, стакан которого уплотнен в расточке и содержит пружину с запорным устройством, установленную между уплотненным в стакане подвижным седлом и опорной втулкой. Седло ограничено от перемещения в осевом направлении, например, разрезным кольцом, а на срезе ротора установлен фиксатор стакана. Использование изобретения позволяет повысить надежность насоса, упростить конструкцию и его обслуживание, устранить вспомогательные магистрали. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Одновинтовой насос, содержащий ротор со статором, всасывающий и напорный патрубки, осевой канал, выполненный в роторе, отличающийся тем, что в торце ротора выполнена расточка, которая соединена каналом с полостью всасывающего патрубка, в расточку установлен предохранительный клапан, стакан которого уплотнен в расточке и содержит пружину с запорным устройством, установленную между уплотненным в стакане подвижным седлом и опорной втулкой, при этом седло ограничено от перемещения в осевом направлении, например, разрезным кольцом, а на срезе ротора установлен фиксатор стакана. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что в нем между фиксатором и стаканом размещена пружина с диском, в котором по резьбе установлен упор с контровочной гайкой и выполнены отверстия для прохода перекачиваемой среды, а стакан установлен с возможностью перемещения в осевом направлении.