ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПУЛЬПОВЫЙ НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ОТКРЫТОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК F04D7/04 

Описание патента на изобретение RU2509924C1

Изобретение относится к насосостроению, а именно, к конструкциям пульповых электронасосных агрегатов вертикального типа, предназначенных для перекачивания различных абразивных жидкостей с твердыми включениями размером до 8 мм.

Известен насос, который содержит рабочее колесо открытого типа, снабженное ступицей, основным диском, рабочими лопатками и лопатками импеллерного уплотнения, закрепленное на валу. В основном диске рабочего колеса выполнены прорези, профиль которых соответствует профилю рабочих лопаток, и в которых размещены объединенные лопатки, ширина которых равна сумме ширины рабочей лопатки, ширины лопатки импеллерного уплотнения и толщины основного диска (RU 2097603 С1, опубл. 27.11.1997).

Известен центробежный насос, включающий корпус с всасывающим и напорным патрубками и рабочее колесо открытого типа. Рабочее колесо содержит диск с закрепленными на нем лопатками постоянной ширины, изогнутыми в плоскости вращения и установленными с возможностью изменения геометрических параметров при воздействии температурного фактора рабочей среды. Лопатки рабочего колеса выполнены в форме полосы из материала с эффектом памяти формы (RU 98500 U1, опубл. 20.10.2010).

Известен погружной центробежный насос для перекачивания агрессивных жидкостей, содержащий установленное в корпусе рабочее колесо, закрепленное на приводном валу электродвигателя винтовым соединением с защитным колпачком. Проточная часть насоса, включая рабочее колесо, выполнена из материала, стойкого в агрессивных средах. Рабочее колесо выполнено в виде диска с радиальными отверстиями и пазами импеллеров на нижней и верхней поверхности диска (RU 98498 U1, опубл. 20.10.2010).

Недостатками известных решений являются повышенные сложность конструкции, материалоемкость и относительно невысокая эффективность работы насоса вследствие повышенных энергозатрат, снижающих КПД перекачивания жидкой среды и неоптимальной диффузорности межлопаточных каналов рабочего колеса и отвода.

Задача настоящего изобретения заключается в вариантной разработке пульпового насоса вертикального типа, наделенного повышенными ресурсом, простотой конструкции и сборки, долговечностью, надежностью и эффективностью перекачивания жидких сред с высоким процентным содержанием твердых абразивных частиц и агрессивным динамическим воздействием последних на конструкции и материалы проточной части насоса.

Поставленная задача в части пульпового насоса по первому варианту решается тем, что пульповый насос вертикального типа, согласно изобретению, выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом и рабочим колесом открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части насоса, причем корпус ходовой части состоит из основного блока, предназначенного для размещения в нем вала и встроенных корпусов подшипников для образования подшипниковых опор вала, а также из соединенного с ним корпуса удлиняющей вставки, при этом указанные составляющие корпуса ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, а корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку и проточную полость, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубками, при этом напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза, причем вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опорыс образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор, при этом длина нижней консоли вала выполнена превышающей не менее чем в 3,1 раза длину верхней консоли; рабочее колесо открытого типа содержит основной диск и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом лопатки разделены межлопаточными каналами, активный объем динамического заполнения совокупности которых включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

При этом корпус проточной части может быть соединен с нижним торцом корпуса удлиняющей вставки, а вал ротора насоса выполнен удлиненным не менее чем на величину высоты корпуса указанной удлиняющей вставки.

Рабочее колесо может быть выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли вала, выходящей в проточную полость и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом межлопаточные каналы выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, а конфигурация угловой закрутки лопаток и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов рабочего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала, причем указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса, при этом среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки и межлопаточного канала указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

Корпус отвода может быть выполнен объединенным с всасывающим патрубком, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком, причем тыльная стенка выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса проточной и ходовой частей насоса, при этом всасывающий патрубок, проточная полость, отвод и выходной напорный патрубок размещены в корпусе проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды, в котором всасывающий патрубок, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала, содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси.

Бронедиск может быть выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки корпуса проточной полости, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающем возможность пропуска через него ступицы рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающем возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости корпуса проточной части насоса.

Корпус отвода может образовать спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала ротора насоса, при этом указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающем к ней напорным патрубком проточной части насоса.

Вал ротора насоса может быть выполнен состоящим из участков с различными диаметрами, при этом участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям вала.

Вал ротора насоса может быть оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно, нижняя содержит радиальный подшипник, а другая, предпочтительно, верхняя содержит радиально-упорный подшипник, кроме того подшипниковые опоры снабжены системой смазки верхнего и нижнего подшипников, включающей, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику.

Насос в зоне проточной части может содержать гидродинамическое уплотнение, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска рабочего колеса.

Нижняя консоль вала в зоне, примыкающей к ступице рабочего колеса, может быть снабжена охватывающей вал упорной втулкой, и примыкающем к ней с внешней стороны кольцевым отбойником, выполненным в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части.

Пульповый насос может быть предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°C, водородным показателем до 10 pH и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Пульповый насос может быть выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

Поставленная задача в части пульпового насоса по первому варианту решается тем, что пульповый насос вертикального типа, согласно изобретению, выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом и рабочим колесом открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части насоса, при этом корпус ходовой части выполнен с возможностью размещения в нем вала и встроенных корпусов подшипников для образования подшипниковых опор вала и конструктивно выполнен охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, а корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку и проточную полость, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубками, при этом напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза, причем вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опорыс образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор, при этом длина нижней консоли вала выполнена превышающей не менее чем в 2,2 раза длину верхней консоли; рабочее колесо открытого типа содержит основной диск и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом лопатки разделены межлопаточными каналами, активный объем динамического заполнения совокупности которых включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

При этом рабочее колесо может быть выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли вала, выходящей в проточную полость и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом межлопаточные каналы выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, а конфигурация угловой закрутки лопаток и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов рабочего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала, причем указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса, при этом среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки и межлопаточного канала указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

Корпус отвода может быть выполнен объединенным с всасывающим патрубком, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком, причем тыльная стенка выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса проточной и ходовой частей насоса, при этом всасывающий патрубок, проточная полость, отвод и выходной напорный патрубок размещены в корпусе проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды, в котором всасывающий патрубок, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала, содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси.

Бронедиск может быть выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки корпуса проточной полости, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающем возможность пропуска через него ступицы рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающем возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости корпуса проточной части насоса.

Корпус отвода может образовать спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала ротора насоса, при этом указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающем к ней напорным патрубком проточной части насоса.

Вал ротора насоса может быть выполнен состоящим из участков с различными диаметрами, при этом участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям вала.

Вал ротора насоса может быть оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно, нижняя содержит радиальный подшипник, а другая, предпочтительно, верхняя содержит радиально-упорный подшипник, кроме того подшипниковые опоры снабжены системой смазки верхнего и нижнего подшипников, включающей, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику.

Насос в зоне проточной части может содержать гидродинамическое уплотнение, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска рабочего колеса.

Нижняя консоль вала в зоне, примыкающей к ступице рабочего колеса, может быть снабжена охватывающей вал упорной втулкой, и примыкающем к ней с внешней стороны кольцевым отбойником, выполненным в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части.

Пульповый насос может быть предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°C, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Пульповый насос может быть выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в вариантной разработке пульпового насоса, наделенного повышенными ресурсом, надежностью и эффективностью перекачивания абразивных жидких сред. Это достигается совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных узлов и элементов насоса, в том числе конструкции рабочего колеса закрытого типа с системой лопаток и межлопаточных каналов, конструктивного решения и формы спирального отвода и напорного патрубка, обеспечивающих в совокупности достигаемые в изобретении повышенную производительность и КПД насоса, а также найденного в изобретения геометрического соотношения параметров ступенчато изменяемых диаметров вала и соотношения длин основного участка и консольных оконечностей, что обеспечивает повышение устойчивости и долговечности работы вала и насоса в целом.

Технический результат выражается также в повышенной износостойкости наиболее изнашиваемых частей проточной части предлагаемой конструкции насоса, в частности, за счет выполнения тыльной стенки корпуса проточной части в виде бронедиска разработанной в изобретении полифункциональной конструкции, обеспечивающей кроме того силовое сопряжение примыкающих к нему конструктивных частей корпуса насоса. Кроме того, в изобретении вариантно решена возможность работы насоса с погружением на различную глубину в емкость с перекачиваемой средой, что достигается за счет выполнения насоса с базовой или повышенной длиной ходовой стойки путем включения удлиняющей вставки корпуса без изменения параметров остальных частей корпуса.

Сущность изобретения, поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена пульповый насос, продольный разрез;

на фиг.2 - конструктивная схема верхней подшипниковой опоры, частичный разрез;

на фиг.3 - конструктивная схема нижней подшипниковой опоры, частичный разрез;

на фиг.4 - рабочее колесо пульпового насоса, в сборе;

на фиг.5 - конструкция рабочего колеса, поперечный разрез.

Пульповый насос вертикального типа выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом 1 и рабочим колесом 2 открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса 3 ходовой части и корпуса 4 проточной части насоса.

Корпус 3 ходовой части состоит из основного блока 5, предназначенного для размещения в нем вала 1 и встроенных корпусов 6 подшипников для образования подшипниковых опор вала 1, а также из соединенного с ним корпуса 7 удлиняющей вставки. Указанные составляющие 5, 7 корпуса 3 ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала 1 ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса.

Корпус 4 проточной части содержит корпус отвода 8, тыльную стенку 9 и проточную полость 10, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса 2, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым патрубком 11, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубком 12. Напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза.

Вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры с образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями 13 и 14 соответственно, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор. Длина нижней консоли 14 вала выполнена превышающей не менее чем в 3,1 раза длину верхней консоли 13.

Рабочее колесо открытого типа содержит основной диск 15 и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток 16, криволинейных, по меньше мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1. Лопатки разделены межлопаточными каналами 17. Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов 17 включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

Корпус 4 проточной части соединен с нижним торцом корпуса 7 удлиняющей вставки, а вал 1 ротора насоса выполнен удлиненным не менее чем на величину высоты корпуса 7 удлиняющей вставки.

Рабочее колесо 2 выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу 18, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли 14 вала 1, выходящей в проточную полость 8 и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток 16 с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1. Межлопаточные каналы 17 выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала 1 к периферии. Конфигурация угловой закрутки лопаток 16 и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов 17 рабочего колеса 2 в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки 16, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала 17. Указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса. Среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки 16 и межлопаточного канала 17 указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

Корпус 8 отвода выполнен объединенным с всасывающим патрубком 11, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком 12. Тыльная стенка 9 выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса 3 и 4 соответственно ходовой и проточной насоса. Всасывающий патрубок 11, проточная полость 10, отвод и выходной напорный патрубок 12 размещены в корпусе 4 проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды. Всасывающий патрубок 11, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала 1, содержит заходную горловину 19 с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1, оконечности лопаток 16, обращенные к указанной оси.

Бронедиск выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки 9 корпуса 4 проточной полости. Пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающем возможность пропуска через него ступицы 18 рабочего колеса. По контуру пластина бронедиска ограничена радиусом, обеспечивающем возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса 4 проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами 20, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости 8 корпуса 4 проточной части насоса.

Корпус 8 отвода образует спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала 1 ротора насоса. Указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающем к ней напорным патрубком 12 корпуса 4 проточной части насоса.

Вал 1 ротора насоса выполнен состоящим из участков с различными диаметрами. Участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала 1, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям 13, 14 вала 1.

Вал 1 ротора насоса оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно, нижняя содержит радиальный подшипник 21, а другая, предпочтительно, верхняя содержит радиально-упорный подшипник 22. Подшипниковые опоры снабжены системой 23 смазки нижнего и верхнего подшипников 21, 22, включающей, по меньшей мере, трубку 24 подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику 21.

Насос в зоне проточной части содержит гидродинамическое уплотнение 25, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска 15 рабочего колеса 2.

Нижняя консоль 14 вала в зоне, примыкающей к ступице 18 рабочего колеса 2, снабжена охватывающей вал 1 упорной втулкой 26, и примыкающем к ней с внешней стороны кольцевым отбойником. Отбойник 26 выполнен в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема 27, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса 3 ходовой части.

Пульповый насос предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Пульповый насос выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

По второму варианту пульповый насос вертикального типа выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом 1 и рабочим колесом 2 открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса 3 ходовой части и корпуса 4 проточной части насоса.

Корпус 3 ходовой части выполнен с возможностью размещения в нем вала и встроенных корпусов 6 подшипников для образования подшипниковых опор вала 1 и конструктивно выполнен охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса.

Корпус 4 проточной части содержит корпус отвода 8, тыльную стенку 9 и проточную полость 10, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса 2, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым патрубком 11, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубком 12. Напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза.

Вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры с образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями 13 и 14 соответственно, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор. Длина нижней консоли 14 вала выполнена превышающей не менее чем в 2,2 раза длину верхней консоли 13.

Рабочее колесо открытого типа содержит основной диск 15 и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток 16, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1. Лопатки разделены межлопаточными каналами 17. Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов 17 включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

Рабочее колесо 2 выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу 18, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли 14 вала 1, выходящей в проточную полость 8 и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток 16 с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1. Межлопаточные каналы 17 выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала 1 к периферии. Конфигурация угловой закрутки лопаток 16 и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов 17 рабочего колеса 2 в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки 16, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала 17. Указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса. Среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки 16 и межлопаточного канала 17 указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

Корпус 8 отвода выполнен объединенным с всасывающим патрубком 11, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком 12. Тыльная стенка 9 выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса 3 и 4 соответственно ходовой и проточной насоса. Всасывающий патрубок 11, проточная полость 10, отвод и выходной напорный патрубок 12 размещены в корпусе 4 проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды. Всасывающий патрубок 11, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала 1, содержит заходную горловину 19 с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 1, оконечности лопаток 16, обращенные к указанной оси.

Бронедиск выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки 9 корпуса 4 проточной полости. Пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающем возможность пропуска через него ступицы 18 рабочего колеса. По контуру пластина бронедиска ограничена радиусом, обеспечивающем возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса 4 проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами 20, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости 8 корпуса 4 проточной части насоса.

Корпус 8 отвода образует спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала 1 ротора насоса. Указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающем к ней напорным патрубком 12 корпуса 4 проточной части насоса.

Вал 1 ротора насоса выполнен состоящим из участков с различными диаметрами. Участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала 1, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям 13, 14 вала 1.

Вал 1 ротора насоса оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно, нижняя содержит радиальный подшипник 21, а другая, предпочтительно, верхняя содержит радиально-упорный подшипник 22. Подшипниковые опоры снабжены системой 23 смазки нижнего и верхнего подшипников 21, 22, включающей, по меньшей мере, трубку 24 подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику 21.

Насос в зоне проточной части содержит гидродинамическое уплотнение 25, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска 15 рабочего колеса 2.

Нижняя консоль 14 вала в зоне, примыкающей к ступице 18 рабочего колеса 2, снабжена охватывающей вал 1 упорной втулкой 26, и примыкающем к ней с внешней стороны кольцевым отбойником. Отбойник 26 выполнен в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема 27, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса 3 ходовой части.

Пульповый насос предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Пульповый насос выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

Работа вариантно предлагаемого пульпового насоса осуществляется следующим образом.

Перекачиваемая жидкая среда через всасывающий патрубок 11, попадая на вход во вращающееся центробежное рабочее колесо 2, перемещается от центра к периферии под действием центробежных сил и диффузного расширения в межлопаточных каналах 17 рабочего колеса 2, приобретая при этом кинетическую энергию и получая закрутку в направлении вращения рабочего колеса 2.

После выхода из рабочего колеса 2 поток переходит в диффузорный спиральный отвод, расширяющийся к напорному патрубку 12 в режиме соблюдения равенства скоростей потока на протяжении отвода. Из отвода перекачиваемая жидкая среда попадает в напорный патрубок 12, выполненный диффузорным со снижением скорости при прохождении в патрубке в 2,2 раза и одновременным переходом части кинетической энергии потока в потенциальную и поступает в трубопровод для транспортирования к следующему объекту. Дренаж перетечек осуществляется через проемы 28 в нижней части корпуса 3 ходовой части насоса в емкость, из которой происходит откачка жидкой среды.

Таким образом, за счет разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных узлов и элементов агрегата, в том числе переходника, конструкции корпуса проточной части и рабочего колеса насоса, а также за счет простоты конструкции и сборки, вариантного выполнения центробежного насоса с базовой или повышенной длиной ходовой стойки путем включения удлиняющей вставки корпуса без изменения параметров остальных частей корпуса, достигается повышение долговечности, надежности и эффективности перекачивания абразивных жидких сред.

Похожие патенты RU2509924C1

название год авторы номер документа
ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2517260C1
ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА 2012
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2503852C1
КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА 2012
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2503850C1
ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА 2012
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2503853C1
ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА 2012
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2503851C1
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПУЛЬПОВЫЙ НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ЗАКРЫТОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2505710C1
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПУЛЬПОВЫЙ НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ОТКРЫТОГО ТИПА 2013
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2506462C1
ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2506463C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОНАСОСНОГО АГРЕГАТА И ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, ВЫПОЛНЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Феропонтов Максим Петрович
  • Селиванов Николай Павлович
RU2503856C1
ХИМИЧЕСКИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ЗАКРЫТОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Валюхов Сергей Георгиевич
  • Касимцев Владимир Владимирович
  • Печкуров Сергей Владимирович
  • Косякова Наталья Владимировна
  • Селиванов Николай Павлович
RU2505709C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 509 924 C1

Реферат патента 2014 года ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПУЛЬПОВЫЙ НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ОТКРЫТОГО ТИПА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к пульповым насосам вертикального типа. Насос выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит корпуса ходовой и проточной части. Корпус ходовой части оснащен корпусами подшипников и корпусом удлиняющей вставки. Корпуса ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса. Корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку, всасывающий осевой и напорный тангенциальный патрубки и проточную полость с размещенным в ней рабочим колесом. Колесо охвачено по контуру спиральным отводом. Напорный патрубок выполнен в виде диффузора, обеспечивающего снижение скорости нагнетаемого потока на его выходе. Вал насоса оперт, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры с образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор. Длина нижней консоли превышает длину верхней консоли. Рабочее колесо оснащено системой жестко прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала. Изобретение направлено на повышении ресурса, надежности и эффективности перекачивания жидких сред с высоким содержанием твердых частиц. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 509 924 C1

1. Пульповый насос вертикального типа, характеризующийся тем, что выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом и рабочим колесом открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части насоса, причем корпус ходовой части состоит из основного блока, предназначенного для размещения в нем вала и встроенных корпусов подшипников для образования подшипниковых опор вала, а также из соединенного с ним корпуса удлиняющей вставки, при этом указанные составляющие корпуса ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, а корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку и проточную полость, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубками, при этом напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза, причем вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры c образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор, при этом длина нижней консоли вала выполнена превышающей не менее чем в 3,1 раза длину верхней консоли; рабочее колесо открытого типа содержит основной диск и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом лопатки разделены межлопаточными каналами, активный объем динамического заполнения совокупности которых включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)·10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

2. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что корпус проточной части соединен с нижним торцом корпуса удлиняющей вставки, а вал ротора насоса выполнен удлиненным не менее чем на величину высоты корпуса указанной удлиняющей вставки.

3. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли вала, выходящей в проточную полость, и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом межлопаточные каналы выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, а конфигурация угловой закрутки лопаток и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов рабочего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала, причем указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса, при этом среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки и межлопаточного канала указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

4. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что корпус отвода выполнен объединенным с всасывающим патрубком, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком, причем тыльная стенка выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса проточной и ходовой частей насоса, при этом всасывающий патрубок, проточная полость, отвод и выходной напорный патрубок размещены в корпусе проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды, в котором всасывающий патрубок, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала, содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси.

5. Пульповый насос по п.4, отличающийся тем, что бронедиск выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки корпуса проточной полости, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающим возможность пропуска через него ступицы рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающим возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости корпуса проточной части насоса.

6. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что корпус отвода образует спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала ротора насоса, при этом указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающем к ней напорным патрубком проточной части насоса.

7. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что вал ротора насоса выполнен состоящим из участков с различными диаметрами, при этом участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям вала.

8. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что вал ротора насоса оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно нижняя, содержит радиальный подшипник, а другая, предпочтительно верхняя, содержит радиально-упорный подшипник, кроме того, подшипниковые опоры снабжены системой смазки верхнего и нижнего подшипников, включающей, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику.

9. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что насос в зоне проточной части содержит гидродинамическое уплотнение, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска рабочего колеса.

10. Пульповый насос по п.3, отличающийся тем, что нижняя консоль вала в зоне, примыкающей к ступице рабочего колеса, снабжена охватывающей вал упорной втулкой, и примыкающим к ней с внешней стороны кольцевым отбойником, выполненным в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможностью сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части.

11. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

12. Пульповый насос по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно асинхронным, мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

13. Пульповый насос вертикального типа, характеризующийся тем, что выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом и рабочим колесом открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части насоса, при этом корпус ходовой части выполнен с возможностью размещения в нем вала и встроенных корпусов подшипников для образования подшипниковых опор вала и конструктивно выполнен охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, а корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку и проточную полость, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубками, при этом напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза, причем вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры с образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор, при этом длина нижней консоли вала выполнена превышающей не менее чем в 2,2 раза длину верхней консоли; рабочее колесо открытого типа содержит основной диск и оснащено системой жестко фиксированно прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом лопатки разделены межлопаточными каналами, активный объем динамического заполнения совокупности которых включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)·10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

14. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки открытого типа, содержит ступицу, посредством которой жестко съемно установлено на нижней консоли вала, выходящей в проточную полость и содержит жестко закрепленную на основном диске многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом межлопаточные каналы выполнены диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, а конфигурация угловой закрутки лопаток и медиальных осей расположенных между ними межлопаточных каналов рабочего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, определена градиентом угловой закрутки оси лопатки, и совпадающим с ним градиентом угловой закрутки медиальной оси межлопаточного канала, причем указанный градиент выражен отношением разности величин угла между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки или медиальной оси канала, и касательной к любой точке любой из указанных осей лопатки, канала, отнесенной к разности радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса, при этом среднее значение градиента угловой закрутки соответственно лопатки и межлопаточного канала указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.

15. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что корпус отвода выполнен объединенным с всасывающим патрубком, а спиральный отвод, преимущественно, тангенциально сообщен с напорным патрубком, причем тыльная стенка выполнена в виде бронедиска, отделяющего объем проточной части от ходовой стойки и конструктивно объединяющего корпуса проточной и ходовой частей насоса, при этом всасывающий патрубок, проточная полость, отвод и выходной напорный патрубок размещены в корпусе проточной части насоса последовательно с образованием единого канала по потоку перекачиваемой среды, в котором всасывающий патрубок, выполненный осевым, симметричным относительно оси вала, содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси.

16. Пульповый насос по п.14, отличающийся тем, что бронедиск выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка тыльной стенки корпуса проточной полости, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающим возможность пропуска через него ступицы рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающим возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса проточной части, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости корпуса проточной части насоса.

17. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что корпус отвода образует спиральный отвод, который за пределами контура рабочего колеса имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали перемещаемым в условной средней плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через ось вала ротора насоса, при этом указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с тангенциально примыкающим к ней напорным патрубком проточной части насоса.

18. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что вал ротора насоса выполнен состоящим из участков с различными диаметрами, при этом участок с наибольшим диаметром имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к подшипниковыми опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала, которые выполнены с диаметрами, ступенчато последовательно убывающими в направлении к консолям вала.

19. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что вал ротора насоса оперт на корпус через подшипниковые опоры, одна из которых, предпочтительно, нижняя содержит радиальный подшипник, а другая, предпочтительно, верхняя содержит радиально-упорный подшипник, кроме того, подшипниковые опоры снабжены системой смазки верхнего и нижнего подшипников, включающей, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику.

20. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что насос в зоне проточной части содержит гидродинамическое уплотнение, выполненное в виде образующей импеллер системы лучевых отбойных лопаток на обращенной к бронедиску тыльной стороне основного диска рабочего колеса.

21. Пульповый насос по п.14, отличающийся тем, что нижняя консоль вала в зоне, примыкающей к ступице рабочего колеса, снабжена охватывающей вал упорной втулкой, и примыкающим к ней с внешней стороны кольцевым отбойником, выполненным в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможностью сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части.

22. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

23. Пульповый насос по п.13, отличающийся тем, что выполнен с возможностью силового соединения с электродвигателем, преимущественно асинхронным, мощностью от 15 до 75 кВт для использования последнего в качестве привода вала ротора насоса с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2509924C1

Устройство для автоматического изменения во времени частотной характеристики сейсморегистрирующих каналов сейсмической станции 1951
  • Дроздов А.А.
SU98498A1
Насосный агрегат 1989
  • Лапицкий Яков Юрьевич
  • Гендпин Игорь Львович
  • Погребняк Валерий Васильевич
  • Рубинфайн Леонид Ефимович
  • Аптухер Григорий Моисеевич
SU1649120A1
CN 201786685 U, 06.04.2011
КОМПОЗИЦИОННЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ КАРТРИДЖ, БЛОК КОМПОЗИЦИОННОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО КАРТРИДЖА ДЛЯ ВОДООЧИСТИТЕЛЯ И ВОДООЧИСТИТЕЛЬ 2017
  • Чжан Синчжи
RU2685313C2

RU 2 509 924 C1

Авторы

Валюхов Сергей Георгиевич

Касимцев Владимир Владимирович

Печкуров Сергей Владимирович

Феропонтов Максим Петрович

Селиванов Николай Павлович

Даты

2014-03-20Публикация

2013-01-15Подача