НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СО ВСТРОЕННЫМ ЗАДНИМ ПОДШИПНИКОМ Российский патент 2011 года по МПК F04D29/41 

Описание патента на изобретение RU2410571C2

Изобретение относится к гидромашиностроению, более конкретно к центробежным многоступенчатым насосам со встроенным задним подшипником.

Широко известны центробежные насосы, в которых для уравновешивания осевой силы используется гидравлический разгрузочный узел, состоящий из пяты, скрепленной с валом, и подпятника, скрепленного с корпусом. Перекачиваемая жидкость из задней пазухи последнего рабочего колеса поступает в разгрузочный узел и отводится из него на вход насоса или на слив.

С целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел в известных центробежных насосах до разгрузочного узла (А.М.Марцинковский. Гидродинамика и прочность центробежных насосов. Москва, Машиностроение, 1980, рис.64) или после него (там же, рис.72) сформировано дросселирующее устройство, выполненное в виде коаксиального канала, образованного взаимоприлегающими поверхностями вала и корпуса (корпусных узлов). Такое техническое решение используется в центробежных насосах как с выносным (В.П.Попов. Водоотливные установки. Москва, Недра, 1980, рис.2.17), так и встроенным подшипником (SU 1789764 A1, 23.01.1993).

Наиболее близким к изобретению является насос центробежный со встроенным задним подшипником, оснащенный гидравлическим разгрузочным узлом уравновешивания осевой силы, к которому подводится перекачиваемая жидкость из задней пазухи последнего рабочего колеса и отводится от него на вход насоса или на слив, при этом с целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел в магистрали ее движения размещено дросселирующее устройство (SU 1789764 A1, 23.01.1993).

Все эти известные технические решения, наряду с ограничением расхода жидкости через разгрузочный узел, обеспечивают низкое давление за разгрузочным узлом, что является важным фактором в насосах с выносным подшипником, где требуются концевое уплотнение вала (Ф.П.Товстолес. Гидравлика и насосы (Часть III - Насосы). Ленинград - Москва, ГОНТИ НКТП СССР. 1938, с.178). В случае насоса со встроенным подшипником данный фактор не имеет значения, так как вал не выходит за пределы герметичного объема.

За счет наличия коаксиального дросселя прототип имеет следующие недостатки:

- необходимость изготовления с высокой точностью деталей, формирующих дроссель, для обеспечения минимального зазора при исключении их взаимного контакта при работе насоса;

- увеличенная длина вала и корпуса насоса на длину дросселя;

- ухудшенные динамические характеристики насоса как за счет увеличенной длины вала, так и за счет гидродинамических сил, воздействующих на вал при эксцентричности коаксиальной щели;

- возможность возникновения кавитационных процессов в кольцевой щели разгрузочного узла в связи с низким давлением на выходе;

- повышенный износ встроенного подшипника в связи с попаданием в зону трения продуктов износа разгрузочного узла;

- ограниченные возможности регулирования расхода жидкости через разгрузочный узел с целью повышения КПД насоса за счет снижения расхода на установившихся режимах.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции насоса, повышение его долговечности и КПД.

Технический результат, заключающийся в снижении среднего расхода через разгрузочный узел, достигается тем, что в насосе центробежном со встроенным задним подшипником, оснащенном гидравлическим разгрузочным узлом уравновешивания осевой силы, к которому подводится перекачиваемая жидкость из задней пазухи последнего рабочего колеса и отводится от него на вход насоса или на слив, при этом с целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел в магистрали ее движения размещено дросселирующее устройство, согласно изобретению дросселирующее устройство сформировано за пределами вала насоса, например, за счет соответствующего выбора поперечного сечения на отдельном участке отводящей части магистрали.

Встроенный задний подшипник может быть размещен между последним рабочим колесом и разгрузочным узлом.

В отводящей части магистрали может быть размещен регулятор расхода.

В качестве регулятора расхода может быть использован термостат, поддерживающий расход жидкости, при котором обеспечивается ее температура в отводящей части магистрали в заданном диапазоне.

Формирование дросселирующего устройства в отводящей магистрали дает возможность регулировать в широких пределах расход через разгрузочный узел и соответственно регулировать зазор между пятой и подпятником. Это достигается изменением гидравлического сопротивления дросселирующего устройства или путем перепуска части жидкости в обход его. Возможность регулирования позволит повысить КПД насоса за счет снижения среднего расхода через разгрузочный узел.

Для минимизации расхода жидкости через разгрузочный узел в отводящей части магистрали устанавливается регулятор (термостат), поддерживающий температуру жидкости на выходе из разгрузочного узла в допустимых пределах путем регулирования расхода через обводной канал.

На фиг.1 представлен разрез фрагмента насоса, включающего разгрузочный узел и встроенный подшипник, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Насос содержит гидравлический разгрузочный узел уравновешивания осевой силы, состоящий из гидропяты 1, скрепленной с валом 2, и подпятника 3, скрепленного с корпусом 4 насоса. Встроенный подшипник 5 размещен между последним рабочим колесом 6 и разгрузочным узлом. В разгрузочную камеру 7 разгрузочного узла по каналам 8 подводится перекачиваемая жидкость из задней пазухи 9 последнего рабочего колеса 6. Из зоны 10 за разгрузочным узлом жидкость отводится по отводящей части магистрали 11 на вход насоса или на слив. В отводящей части магистрали с целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел за пределами вала 2 насоса размещено дросселирующее устройство 12, например, за счет соответствующего выбора поперечного сечения на отдельном участке отводящей магистрали 11. В отводящей части магистрали 11 параллельно дросселирующему устройству 12 организован обводной канал 13 с регулятором расхода (термостатом) 14.

При работе насоса жидкость из задней пазухи 9 последнего рабочего колеса 6 поступает через каналы 8, охлаждая, смазывая и промывая встроенный подшипник 5, в разгрузочную камеру 7, из которой через щель между гидропятой 1 и подпятником 3 поступает в зону 10 за разгрузочным узлом. Из зоны 10 жидкость поступает в отводящую часть магистрали 11, где в зависимости от положения регулятора 14 она будет проходить через дросселирующее устройство 12 и обводной канал 13, или только через дросселирующее устройство 12. В последнем случае будет реализовываться минимально возможный расход через разгрузочный узел.

Для обеспечения допустимого значения температуры жидкости, вытекающей из разгрузочного узла, с точки зрения его работоспособности, регулятор 14 обеспечивает регулировку расхода через обводной канал 13. Чем больше расход, тем ниже температура, и наоборот.

Похожие патенты RU2410571C2

название год авторы номер документа
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ОСЕВОЙ СИЛЫ 1999
  • Малашенко Б.Н.
RU2165038C2
КОМПАКТНЫЙ ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 2005
  • Анкудинов Анатолий Александрович
  • Богомолов Анатолий Викторович
  • Кириллов Андрей Александрович
  • Лысенко Леонид Васильевич
  • Циммерман Сергей Дмитриевич
RU2300021C1
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕКЦИОННОГО НАСОСА 2008
  • Боченков Дмитрий Александрович
  • Сташинов Юрий Павлович
  • Волков Владимир Владимирович
  • Волков Дмитрий Владимирович
  • Лазарев Максим Александрович
RU2374501C1
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО НАСОСА 2008
  • Боченков Дмитрий Александрович
  • Сташинов Юрий Павлович
  • Волков Владимир Владимирович
  • Волков Дмитрий Владимирович
  • Лазарев Максим Викторович
RU2374500C1
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 2008
  • Боченков Дмитрий Александрович
  • Сташинов Юрий Павлович
  • Волков Владимир Владимирович
  • Волков Дмитрий Владимирович
  • Лазарев Максим Викторович
RU2374502C1
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 1998
  • Козлов М.Т.
  • Тахаутдинов Ш.Ф.
  • Жеребцов Е.П.
  • Загиров М.М.
  • Калачев И.Ф.
RU2136976C1
ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 2007
  • Анкудинов Анатолий Александрович
  • Дручек Сергей Васильевич
RU2341689C2
РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 2003
  • Козлов М.Т.
  • Парамонов Ю.Н.
  • Котин А.П.
  • Тухватуллин Р.Р.
  • Куимов В.Б.
  • Кузнецов Ю.В.
  • Кузнецов В.В.
RU2265753C2
Центробежный насос 1987
  • Скуба Иван Степанович
  • Лисицын Константин Васильевич
  • Боярко Николай Никитович
SU1448112A1
ДЕМПФЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 2008
  • Боченков Дмитрий Александрович
  • Сташинов Юрий Павлович
  • Волков Владимир Владимирович
  • Волков Дмитрий Владимирович
  • Лазарев Максим Викторович
RU2374499C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 410 571 C2

Реферат патента 2011 года НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СО ВСТРОЕННЫМ ЗАДНИМ ПОДШИПНИКОМ

Изобретение относится к гидромашиностроению, более конкретно к многоступенчатым центробежным насосам со встроенным задним подшипником, оснащенным гидравлическим разгрузочным узлом для уравновешивания осевой силы. Насос оснащен гидравлическим разгрузочным узлом уравновешивания осевой силы, состоящим из гидропяты 2 и подпятника 3. К узлу подводится перекачиваемая жидкость из задней пазухи 9 последнего рабочего колеса 6 и отводится от него на вход насоса или на слив. С целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел в отводящей магистрали 11 размещено дросселирующее устройство 12. Устройство 12 сформировано за пределами вала 2 насоса, например, за счет соответствующего выбора поперечного сечения на отдельном участке отводящей магистрали 11. Изобретение позволит упростить конструкцию насоса, повысить его долговечность и КПД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 410 571 C2

1. Насос центробежный со встроенным задним подшипником, оснащенный гидравлическим разгрузочным узлом уравновешивания осевой силы, к которому подводится перекачиваемая жидкость из задней пазухи последнего рабочего колеса и отводится от него на вход насоса или на слив, при этом, с целью ограничения расхода жидкости через разгрузочный узел, в магистрали ее движения размещено дросселирующее устройство, отличающийся тем, что дросселирующее устройство сформировано за пределами вала насоса, например, за счет соответствующего выбора поперечного сечения на отдельном участке отводящей части магистрали.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что встроенный задний подшипник размещен между последним рабочим колесом и разгрузочным узлом.

3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что в отводящей части магистрали размещен регулятор расхода.

4. Насос по п.3, отличающийся тем, что в качестве регулятора расхода используется термостат, поддерживающий расход жидкости, при котором обеспечивается ее температура в отводящей части магистрали в заданном диапазоне.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2410571C2

Насос 1990
  • Чегурко Леонид Ефимович
  • Габов Борис Александрович
  • Чегурко Дмитрий Леонидович
SU1789764A1
Разгрузочное устройство центробежного насоса 1986
  • Чегурко Леонид Ефимович
  • Гаврилова Валентина Михайловна
SU1325201A1
JP 55017632 A, 07.02.1980
US 2007292283 A1, 20.12.2007
JP 55101795 A, 04.08.1980.

RU 2 410 571 C2

Авторы

Малашенко Борис Николаевич

Даты

2011-01-27Публикация

2009-02-02Подача