Лопастной насос Российский патент 2018 года по МПК F04D13/08 F04D13/10 F04D29/00 E21B43/12 E21B47/00 

Изобретение касается лопастного насоса.

Лопастные насосы, как правило, приводятся в действие электрическими приводными двигателями. Управление этими приводными двигателями и сопровождающееся этим управление лопастным насосом могут осуществляться тем лучше, чем больше имеется сведений об изменяющемся при необходимости во время эксплуатации рабочем состоянии лопастного насоса. В этом отношении является целесообразным то, что у лопастного насоса во время его эксплуатации непрерывно регистрируются определенные параметры состояния, чтобы иметь возможность вводить их в управление приводным двигателем. К этим параметрам состояния относится также перекачиваемый поток через лопастной насос.

В связи с этим, задача изобретения состоит в том, чтобы создать лопастной насос, у которого перекачиваемый поток через лопастной насос при относительно экономичной конструкции может регистрироваться с более высокой точностью.

Эта задача решается посредством лопастного насоса с указанными в пункте 1 формулы изобретения признаками. Предпочтительные усовершенствования этого лопастного насоса следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, последующего описания, а также чертежей. При этом указанные в зависимых пунктах формулы изобретения признаки для усовершенствования изобретения могут использоваться предпочтительно в указанной комбинации, но также, если это технически оправдано, сами по себе или в других комбинациях.

В случае соответствующего изобретению лопастного насоса речь идет предпочтительно о многоступенчатом насосе. Это значит, что лопастной насос предпочтительно имеет больше одной насосной ступени, которая снабжена установленным без возможности поворота на валу насоса рабочим колесом. Обычно, насосная ступень также имеет по меньшей мере одно направляющее колесо, чтобы на выходной стороне насосной ступени предоставлять в распоряжение по возможности незакрученный (без завихрений) поток. Предпочтительно, лопастной насос выполнен как многоступенчатый лопастной насос, у которого в направлении вала насоса друг за другом предусмотрено несколько соединенных друг с другом по потоку насосных ступеней каждая с рабочим колесом и по меньшей мере одним направляющим колесом.

Кроме насосной ступени, соответственно насосных ступеней, лопастной насос имеет турбинное колесо. Это турбинное колесо расположено на валу насоса без подвижного сцепления с валом насоса. При этом вал насоса проходит через выполненную по центру на турбинном колесе ступицу, причем вал насоса может вращаться относительно окружающего турбинного колеса и/или наоборот. Турбинное колесо образует чувствительный элемент проточного расходомера, с помощью которого регистрируется перекачиваемый поток через лопастной насос, соответственно, скорость течения перекачиваемой лопастным насосом текучей среды внутри лопастного насоса. Для этого турбинное колесо принципиально имеет выполнение, при котором перекачиваемый поток прикладывает к турбинному колесу вращающий момент вокруг его центральной оси. В качестве чувствительного элемента турбинное колесо производит пропорциональный перекачиваемому потоку измерительный сигнал, который принимается сигнальным приемником проточного расходомера и затем может включаться, например, в управление приводным двигателем для приведения в действие лопастного насоса. В случае вызванного турбинным колесом измерительного сигнала речь может идти о приложенном перекачиваемым потоком к турбинному колесу вращающем моменте или о частоте вращения вызванного вращающим моментом вращательного движения турбинного колеса, о чем в дальнейшем будет более подробно пояснено в связи с предпочтительными усовершенствованиями соответствующего изобретению лопастного насоса.

Несмотря на то, что турбинное колесо не является конструктивно подвижно сцепленным с валом насоса, трение в подшипниках расположенных, при необходимости, между валом насоса и турбинным колесом радиальных подшипников и/или попавшие в промежуточное пространство между валом насоса и турбинным колесом твердые вещества могут вызывать фрикционное замыкание между валом насоса и турбинным колесом. Подобного рода фрикционное замыкание является причиной значительных погрешностей измерений в процессе измерения количества протекающей текучей среды, так как оно ведет к тому, что фактически воздействующий на турбинное колесо вращающий момент отличается от приложенного перекачиваемым потоком к турбинному колесу вращающего момента, который непосредственно или опосредованно формирует базу для определения перекачиваемого потока, в частности, при небольших скоростях вращения вала насоса и тем самым при малой производительности лопастного насоса.

Чтобы бороться с этими погрешностями измерений при измерении количества протекающей текучей среды, существенным для изобретения является то, что приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу вращающий момент направлен в противоположном направлении к приложенному валом насоса к рабочему колесу по меньшей мере одной насосной ступени вращающему моменту. То есть, если вал насоса и жестко соединенное с ним рабочее колесо упомянутой по меньшей мере одной насосной ступени приводятся с вращением по часовой стрелке в направлении прохождения потока лопастного насоса, то лопаточная система турбинного колеса является такой, что турбинное колесо нагружается усилием против часовой стрелки посредством перекачиваемого потока через лопастной насос. В обратном случае, если вал насоса и рабочее колесо упомянутой по меньшей мере одной насосной ступени приводится с вращением против часовой стрелки в направлении прохождения потока лопастного насоса, то лопаточная система турбинного колеса обычно выполнена так, что турбинное колесо нагружается усилием по часовой стрелке посредством перекачиваемого потока через лопастной насос. Обнаружилось, что приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу вращающий момент в этом варианте осуществления даже при относительно малой производительности лопастного насоса формирует в значительной степени пропорциональную перекачиваемому потоку величину, так что перекачиваемый поток может определяться с достаточной точностью.

Согласно первому предпочтительному усовершенствованию соответствующего изобретению лопастного насоса турбинное колесо расположено со стороны выхода последней насосной ступени лопастного насоса. Вследствие этого, турбинное колесо у лопастного насоса с лишь одной насосной ступенью расположено в направлении прохождения потока этой насосной ступени позади насосной ступени, а у многоступенчатого лопастного насоса расположено в направлении прохождения потока через насосные ступени позади расположенной дальше всего от впуска для текучей среды насосной ступени. Также, это мероприятие направлено на то, чтобы повысить точность измерения при измерении количества протекающей текучей среды, поскольку турбинное колесо, таким образом, по возможности максимально удалено от в данном случае возникающего в области впуска для текучей среды лопастного насоса изменения потока и давления. В остальном, нагнетательная полость со стороны выхода последней насосной ступени, как правило, предоставляет достаточно пространства для размещения турбинного колеса, так что размещение турбинного колеса не отражается на общем объеме лопастного насоса.

Как уже было отмечено, в качестве произведенного турбинным колесом измерительного сигнала может использоваться частота вращения вызванного перекачиваемым потоком через лопастной насос вращательного движения турбинного колеса. Это делает возможным другой предпочтительный вариант осуществления соответствующего изобретению лопастного насоса, у которого турбинное колесо с возможностью вращения установлено на валу насоса. Таким образом, турбинное колесо выполнено с возможностью вращения относительно вала насоса, предпочтительно, посредством перекачиваемого потока через лопастной насос, а именно в противоположном направлении вращения относительно направления вращения вала насоса.

В связи с этим вариантом осуществления на турбинном колесе целесообразным образом расположено по меньшей мере одно сигнальное средство, которое перемещается относительно сигнального приемника чувствительного элемента проточного расходомера. При этом в отношении максимально большого шага измеряемой величины оказывается предпочтительным, если упомянутое по меньшей мере одно сигнальное средство расположено на самом большом наружном периметре турбинного колеса. У турбинного колеса такой наибольший наружный периметр, как правило, формируется окружающим снаружи по периметру лопатки турбинного колеса наружным кольцом, вследствие чего особенно выгодно располагать упомянутое по меньшей мере одно сигнальное средство на наружном периметре этого наружного кольца.

В усовершенствовании этого варианта осуществления предпочтительно предусмотрено, что на наружном периметре турбинного колеса расположены по меньшей мере три сигнальных средства, которые в направлении вращения турбинного колеса имеют отличные друг от друга интервалы. Упомянутые по меньшей мере три по-разному удаленные друг от друга в направлении вращения транспортного колеса сигнальных средства в соединении с соответствующим устройством обработки данных позволяют определять наряду со скоростью вращения также направление вращения турбинного колеса. Это направление вращения турбинного колеса, правда, при нормальных условиях должно быть направлено против направления вращения вала насоса, но при определенных обстоятельствах, например, из-за проникновения частиц твердых веществ в промежуточное пространство между ступицей турбинного колеса и валом насоса, из-за вызванного этим заклинивания турбинного колеса с валом насоса, может совпадать с направлением движения вала насоса. В остальном, направление вращения турбинного колеса вследствие трения между турбинным колесом и валом насоса всегда совпадает с направлением вращения вала насоса тогда, когда интенсивность подачи насоса находится ниже определенного значения. В этом случае проточный расходомер является нефункционирующим. Однако такое нефункционирующее состояние проточного расходомера вследствие возможного согласно изобретению определения неправильного направления вращения турбинного колеса может обнаруживаться непосредственно и впоследствии устраняться.

У установленного с возможностью вращения относительно вала насоса турбинного колеса скорость вращения и направление вращения турбинного колеса может выявляться, в общем, всеми известными для определения скорости подвижного тела относительно неподвижного тела сенсорными системами. Правда, предпочтительно, предусмотрено магнитно-индуктивное измерение скорости. В этом отношении становится предпочтительным вариант осуществления изобретения, в котором упомянутым по меньшей мере одним сигнальным средством является постоянный магнит, а сигнальным приемником чувствительного элемента является датчик магнитного патока. В соответствии с этим целесообразно на наружном периметре турбинного колеса и предпочтительно на окружающем лопатки турбинного колеса наружном кольце утоплено расположен по меньшей мере один постоянный магнит, который перемещается при вращении турбинного колеса относительно неподвижно расположенного в лопастном насосе датчика магнитного потока, причем датчик магнитного потока чувствительного элемента регистрирует изменяющееся в результате вращения турбинного колеса магнитное поле и преобразовывает в электрический сигнал, который служит соединяющемуся посредством сигнала с чувствительным элементом регулирующему устройству для определения скорости вращения турбинного колеса и перекачиваемого потока через лопастной насос.

Вместо магнитно-индуктивного измерения скорости вращения турбинного колеса, она также может регистрироваться оптически. Таким образом, в качестве альтернативы к по меньшей мере одному, расположенному на турбинном колесе постоянному магниту и одному, неподвижно расположенному в лопастном насосе датчику магнитного поля может быть предпочтителен, например, также вариант осуществления изобретения, в котором упомянутое по меньшей мере одно сигнальное средство представляет собой светоотражатель, который при вращении турбинного колеса перемещается через лучевую траекторию источника света, причем чувствительный элемент имеет световой датчик, который расположен в отраженной лучевой траектории отражателя. В этом варианте осуществления изобретения световой датчик при каждом проходе упомянутого по меньшей мере одного светоотражателя через лучевую траекторию излученного неподвижно расположенным относительно турбинного колеса источником света светового луча принимает световой сигнал, из которого соединяющееся посредством сигнала с чувствительным элементом регулирующее устройство определяет скорость вращения турбинного колеса и, тем самым, перекачиваемый поток через лопастной насос.

Альтернативно вращающемуся относительно вала насоса размещению турбинного колеса оно может быть расположено в лопастном насосе также предпочтительно без возможности поворота, причем вал насоса может вращаться внутри турбинного колеса. Правда, в этом случае обтекание турбинного колеса перекачиваемым потоком не вызывает никакого вращательного движения турбинного колеса, но воздействующий несмотря на это на турбинное колесо вращающий момент может регистрироваться и таким образом непосредственно формировать базу для определения перекачиваемого потока, соответственно, скорости течения протекающей через лопастной насос текучей среды.

В предпочтительном усовершенствовании этого варианта осуществления изобретения проточный расходомер имеет чувствительный элемент в виде датчика усилия, который расположен таким образом, что он измеряет воздействующий на турбинное колесо вращающий момент. Здесь также чувствительный элемент неподвижно расположен, целесообразным образом, в или на лопастном насосе, причем он находится в кинематическом соединении с турбинным колесом. В качестве датчика усилия принципиально могут использоваться все подходящие для регистрации усилий, соответственно, моментов датчики как, например, тензометрический преобразователь, пьезоупругий датчик и аналогичные средства.

Предпочтительно, датчик усилия не находится в непосредственном контакте с турбинным колесом, а кинематически связан с турбинным колесом посредством подходящей для передачи усилий, соответственно, моментов конструктивной части, что позволяет размещать датчик усилия в особенно предпочтительном месте. Предпочтительно предусмотрено, что на наружном периметре турбинного колеса выполнено по меньшей мере одно углубление, в которое входит находящийся в контакте с датчиком усилия рычаг приложения момента. При этом рычаг приложения момента образуется выполненной жесткой на кручение конструктивной частью, посредством которой воздействующий на турбинное колесо вращающий момент может подлинно передаваться на расположенный дистанцировано от турбинного колеса датчик усилия. При этом рычаг приложения момента, целесообразным образом, свободным концом находится в контакте с датчиком усилия и своим другим концом с геометрическим замыканием входит в упомянутое по меньшей мере одно углубление в турбинном колесе.

Для закрепления рычага приложения момента на турбинном колесе турбинное колесо при монтаже лопастного насоса ориентируется таким образом, что рычаг приложения момента с геометрическим замыканием входит в выполненное в турбинном колесе углубление. Эта работа облегчается тем, что, как это далее предпочтительно предусмотрено, по наружному периметру турбинного колеса выполнено множество углублений для приема рычага приложения момента, так что этот рычаг приложения момента для закрепления на турбинном колесе может входить с геометрическим замыканием в любое из выполненных на наружном периметре турбинного колеса углублений.

Согласно одному другому предпочтительному усовершенствованию изобретения, чувствительный элемент проточного расходомера расположен за пределами внутреннего пространства корпуса лопастного насоса. Этот вариант осуществления изобретения, в котором чувствительный элемент не входит внутрь корпуса насоса, но вполне может быть интегрирован в стенную часть корпуса насоса, является предпочтительным в том отношении, что электрические компоненты чувствительного элемента, таким образом, защищены от перекачиваемого потока внутри корпуса насоса без необходимости того, чтобы указанные компоненты для этой цели затратным образом герметично (относительно текучей среды) капсулировать по отношению к перекачиваемому потоку через лопастной насос.

Предпочтительным образом, в наружной стенке корпуса насоса выполнено отверстие, с внешней стороны которого расположен чувствительный элемент. Такое расположение чувствительного элемента имеет то преимущество, что этот чувствительный элемент не только в достаточной мере защищен от перекачиваемого потока в корпусе насоса, но и, кроме того, например, является хорошо доступным для целей технического обслуживания и ремонта. Более того, отверстие, в котором чувствительный элемент расположен целесообразным образом с возможностью удаления без повреждения, при удалении чувствительного элемента также может использоваться для удаления воздуха из корпуса насоса, так что для этой цели в корпусе насоса не требуется выполнять никаких дополнительных отверстий.

Далее изобретение более подробно поясняется на основании изображенных на чертежах примеров осуществления. На чертежах соответственно схематично упрощенно и в различных масштабах показано:

Фиг.1 - лопастной насос согласно первому варианту осуществления изобретения в частично разрезанном перспективном представлении;

Фиг.2 - фрагмент А с фиг.1;

Фиг.3 - лопастной насос согласно второму варианту осуществления изобретения в частично разрезанном перспективном представлении;

Фиг.4 - фрагмент В с фиг.3;

Фиг.5 - турбинное колесо, а также рабочее колесо и направляющее колесо насосной ступени лопастных насосов по фиг.1 и 3 в сопоставлении в перспективе, и

Фиг.6 - вид в разрезе части лопастного насоса согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Изображенный на фиг.1 и 2 лопастной насос имеет корпус 2 насоса, который образуется нижней корпусной частью 4, примыкающей к ней полой цилиндрической средней корпусной частью 6 и следующей за ней верхней корпусной частью 8. На нижней корпусной части 4 выполнены впуск 10 для текучей среды и выпуск 12 для текучей среды лопастного насоса. Впуск 10 для текучей среды находится в соединении по потоку с пятью насосными ступенями 14 лопастного насоса, которые в области средней корпусной части 6 расположены друг над другом в направлении верхней корпусной части 8. Каждая из насосных ступеней 14 имеет неподвижно расположенный в корпусе насоса корпус 16, в котором расположены рабочее колесо 18 и направляющий аппарат, соответственно, направляющее колесо 20, которые изображены на фиг.5. Корпуса 16 соответственно соединены по потоку с соседними корпусами 16, причем последний в направлении верхней корпусной части 8 корпус 16 через отверстие 22 соединен по потоку с выполненной в области верхней корпусной части 8 нагнетательной полостью (камерой) 24.

Рабочие колеса 18 насосных ступеней 14 соединены без возможности поворота с валом 26 насоса, который проходит концентрично средней корпусной части 6 через корпус 2 насоса и у верхней корпусной части 8 выступает из корпуса 2 насоса. Там, вал 26 насоса соединяется с валом не изображенного приводного двигателя, который установлен на выполненной в верхней корпусной части 8 опоре 28 для двигателя. Для привода вала 26 насоса рабочие колеса 18 отдельных насосных ступеней транспортируют текучую среду от впуска 10 для текучей среды через насосные ступени 14 к нагнетательной камеры 24, откуда текучая среда через кольцевой зазор 30 между стенкой средней корпусной части 6 и корпусом 16 насосных ступеней еопадает к выпуску 12 для текучей среды лопастного насоса. Альтернативно, выпуск 12 для текучей среды также мог бы быть расположен на противоположном аксиальном конце лопастного насоса.

Со стороны выхода последней в направлении течения, прилегающей непосредственно к нагнетательной камере 24 насосной ступени 14 установлено с возможностью вращения в нагнетательной камере 24 турбинное колесо 32. Это турбинное колесо 32 расположено вокруг вала 26 насоса, причем вал 26 насоса пронизывает ступицу 34 турбинного колеса 32, а турбинное колесо 32 установлено с возможностью вращения на валу 26 насоса. От ступицы 34 в радиальном направлении наружу проходят несколько лопаток 36, где они соединены с наружным кольцом 38 турбинного колеса 32. При этом лопатки 36 турбинного колеса 32 расположены в проточном направлении лопастного насоса непосредственно над выполненном на последней насосной ступени 14 отверстием 22, через которое перекачиваемый поток в аксиальном направлении корпуса насоса посредством лопастного насоса попадает в нагнетательную камеру 24. За счет того, что этот перекачиваемый поток наталкивается на лопатки 36 турбинного колеса 32, он прикладывается вращающий момент к турбинному колесу 32, вследствие чего оно приводится во вращательное движение. При этом приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу вращающий момент направлен противоположно приложенному с целью перекачивания текучей среды посредством вала 26 насоса к рабочему колесу 18 вращающему моменту, что также становится ясно на основании изображенного на фиг.5 соответственно во встроенном положении турбинного колеса 32 и рабочего колеса 18, поскольку там видно, что лопатки 36 турбинного колеса 32 ориентированы квазипротивоположно лопаткам 40 турбинного колеса 18. Таким образом, турбинное колесо 32 при эксплуатации вращается противоположно валу 26 насоса.

Турбинное колесо 32 образует измерительный датчик проточного расходомера, с помощью которого непрерывно определяется перекачиваемый поток через лопастной насос во время эксплуатации лопастного насоса, чтобы затем использовать, например, в управлении приводного двигателя для лопастного насоса. Для формирования измерительного датчика изображенное на фиг.1 и 2 турбинное колесо 32 снабжено тремя сигнальными средствами в виде постоянных магнитов 42, которые расположены в трех углублениях 44, которые на стороне наружного периметра наружного кольца 38 турбинного колеса 32 выполнены друг от друга на различных относительно направления вращения турбинного колеса 32 расстояниях.

На верхней корпусной части 8 корпуса 2 насоса выполнено отверстие 46. Это отверстие 46 пронизывается чувствительным элементом 48 проточного расходомера, который простирается до непосредственной близости к наружному кольцу 38 турбинного колеса 32. Этот чувствительный элемент 48 имеет сигнальный приемник в виде датчика магнитного потока, который при вращении турбинного колеса 32 регистрирует исходящие от трех постоянных магнитов 42 магнитные поля, вследствие чего связанное посредством сигнала с чувствительным элементом 48 регулирующее устройство, которое не изображено на чертежах, определяет скорость вращения турбинного колеса 32 и, тем самым, перекачиваемый поток через лопастной насос. При этом из-за различных расстояний постоянных магнитов 42 друг от друга, регулирующее устройство также может определять направление вращения турбинного колеса 32.

Лишь частично изображенный на фиг.6 лопастной насос отличается от показанного на фиг.1 и 2 лопастного насоса только в отношении выполнения проточного расходометра. Здесь также измерительный датчик проточного расходомера образуется установленным с возможностью вращения на валу 26 насоса турбинным колесом 32ʹ, причем вал 26 насоса пронизывает ступицу 34ʹ турбинного колеса 32ʹ. Тип и расположение лопаток 36 турбинного колеса 32ʹ соответствуют типу и расположению лопаток турбинного колеса 32 изображенного на фиг.1 и 2 лопастного насоса.

Наклонно выше турбинного колеса 32ʹ на верхней корпусной части 8 корпуса 2 насоса выполнено снабженное резьбой отверстие 50, в которое вкручивается чувствительный элемент 48ʹ проточного расходомера, причем чувствительный элемент 48ʹ хотя частично и входит в отверстие 50, однако не выступает внутрь нагнетательной камеры 24. В случае удаления чувствительного элемента 48ʹ, отверстие 50 может использоваться для удаления воздуха из корпуса насоса.

Непосредственно из фиг.6 не очевидно, что чувствительный элемент 48ʹ имеет источник света и световой датчик, которые расположены, по существу, с наружной стороны верхней корпусной части 8, соответственно, с наружной стороны корпуса 2 насоса. Испускаемый источником света чувствительного элемента 48ʹ световой луч Х попадает на наружное кольцо 38ʹ турбинного колеса 32ʹ.

По другому, чем у турбинного колеса 32 лопастного насоса согласно фиг.1 и 2, на наружном кольце 38ʹ турбинного колеса 32ʹ вместо сказанного для изображенного на фиг.1 и 2 лопастного насоса, по наружному периметру наружного кольца 38ʹ через различные расстояния распределено несколько светоотражателей, которые при вызванном перекачиваемым потоком вращении турбинного колеса 32ʹ перемещаются через лучевую траектории светового луча Х. Как только световой луч Х попадает на один из светоотражателей, он отражается обратно к чувствительному элементу 48ʹ, где он регистрируется расположенным в чувствительном элементе 48ʹ световым датчиком. Из этого, связанное посредством сигнала со световым датчиком регулирующее устройство, которое также опущено на фиг.6 из соображений ясности, определяет скорость вращения турбинного колеса 32ʹ и на основании этого перекачиваемый поток через лопастной насос. Кроме этого, также из-за различного расстояния светоотражателей друг от друга регулирующим устройством может определяться направление вращения турбинного колеса.

Также, изображенный на фиг.3 и 4 лопастной насос отличается от показанного на фиг.1 и 2 лопастного насоса лишь в отношении выполнения проточного расходомера. У этого проточного расходомера измерительный датчик также образуется турбинным колесом 32ʹʹ. Расположение этого турбинного колеса 32ʹʹ в нагнетательной камере является таким, что вал 26 насоса пронизывает ступицу 34ʹʹ турбинного колеса 32ʹʹ. Тип и расположение лопаток 36 турбинного колеса 32ʹʹ соответствует таковому у турбинного колеса 32 и 32ʹ. На наружном кольце 38ʹʹ турбинного колеса 32ʹʹ на его внешнем периметре равномерно распределено множество углублений 25, на значении которых внимание обращается далее.

Наклонно выше турбинного колеса 32ʹʹ на верхней корпусной части 8 корпуса 2 насоса выполнено отверстие 54, центральная ось которого направлена на наружный периметр наружного кольца 32ʹʹ. В нагнетательной камере 24 к отверстию 54 примыкает втулка 56. Эта втулка 56 пронизана рычагом 58 приложения момента, который входит внутрь нагнетательной камеры 24. Во втулке 56 рычаг 58 приложения момента установлен с геометрическим замыканием поперек своей продольной протяженности. На своем вставляемом внутрь нагнетательной камеры 24 конце рычаг 58 приложения момента имеет цилиндрический выступ 60, наружное поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению выполненных на наружном кольце 38ʹʹ турбинного колеса 32ʹʹ углублений 52. Выступом 60 рычаг 58 приложения момента вставляется в одно из углублений 52 на наружном кольце 38ʹʹ турбинного колеса 32ʹʹ, вследствие чего турбинное колесо 32 предотвращается от вращательного движения.

Наряду с рычагом 58 приложения момента чувствительный элемент 48ʹʹ проточного расходомера также вставляется во втулку 56. Этот чувствительный элемент 48ʹʹ имеет не видимый на чертежах сигнальный приемник в виде датчика усилия, который находится в контакте с рычагом 58 приложения момента. Когда лопатки 36 турбинного колеса 32ʹʹ обтекаются перекачиваемым потоком через лопастной насос, турбинное колесо 32ʹʹ при этом, правда, не может вращаться, но перекачиваемый поток вызывает вращающий момент, соответственно, воздействие силы на турбинное колесо 32ʹʹ, которая турбинным колесом 32ʹ через рычаг 58 приложения давления передается далее к чувствительному элементу 48ʹ и там регистрируется датчиком усилия, вследствие чего связанным посредством сигнала с датчиком усилия регулирующим устройством, которое также не изображено на чертеже, на основании зарегистрированного момента, соответственно, зарегистрированного воздействия силы определяется перекачиваемый поток через лопастной насос.

Список ссылочных позиций:

2 корпус насоса

4 нижняя корпусная часть

6 средняя корпусная часть

8 верхняя корпусная часть

10 впуск для текучей среды

12 выпуск для текучей среды

14 насосная ступень

16 корпус

18 рабочее колесо

20 направляющее колесо

22 отверстие

24 нагнетательная камера

26 вал насоса

28 опора для двигателя

30 кольцевой зазор

32, 32ʹ, 32ʹʹ турбинное колесо

34, 34ʹ, 34ʹʹ ступица

36 лопатка

38, 38ʹ, 38ʹʹ наружное кольцо

40 лопатка

42 постоянный магнит

44 углубление

46 отверстие

48, 48ʹ, 48ʹʹ чувствительный элемент

50 отверстие

52 углубление

54 отверстие

56 втулка

58 рычаг приложения момента

60 выступ

А фрагмент

В фрагмент

Х световой луч

Изобретение касается лопастного насоса с по меньшей мере одной насосной ступенью (14). Эта насосная ступень (14) имеет установленное без возможности поворота на валу (26) насоса рабочее колесо (18). Наряду с насосной ступенью (14) лопастной насос оснащен расположенным на валу (26) насоса без подвижного сцепления с валом (26) насоса в перекачиваемом потоке лопастного насоса турбинным колесом (32). Это турбинное колесо (32) образует измерительный датчик проточного расходомера. Лопаточная система турбинного колеса (32) выполнена таким образом, что приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу (32) вращающий момент направлен противоположно приложенному через вал (26) насоса на рабочее колесо (18) вращающему моменту. Изобретение направлено на повышение точности регистрирования потока. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Лопастной насос с по меньшей мере одной насосной ступенью (14), с установленным на валу (26) насоса без возможности поворота рабочим колесом (18) и с расположенным на валу (26) насоса без подвижного сцепления с валом (26) насоса в перекачиваемом потоке лопастного насоса турбинным колесом (32, 32ʹ, 32ʹʹ), которое образует измерительный датчик проточного расходомера, отличающийся тем, что лопаточная система турбинного колеса (32, 32ʹ, 32ʹʹ) выполнена таким образом, что приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу (32, 32ʹ, 32ʹʹ) вращающий момент направлен противоположно приложенному через вал (26) насоса к рабочему колесу (18) вращающему моменту.

2. Лопастной насос по п.1, отличающийся тем, что турбинное колесо (32, 32ʹ, 32ʹʹ) расположено со стороны выхода последней насосной ступени (14).

3. Лопастной насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что турбинное колесо (32, 32ʹ, 32ʹʹ) установлено с возможностью вращения на валу (26) насоса.

4. Лопастной насос по п.3, отличающийся тем, что на турбинном колесе (32, 32ʹ) расположено по меньшей мере одно сигнальное средство, которое перемещается относительно сигнального приемника чувствительного элемента (48, 48ʹ) проточного расходомера.

5. Лопастной насос по п.4, отличающийся тем, что на наружном периметре турбинного колеса (32, 32ʹ) расположены по меньшей мере три сигнальных средства, которые в направлении вращения турбинного колеса (32, 32ʹ) имеют различное расстояние друг от друга.

6. Лопастной насос по п.4 или 5, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно сигнальное средство является постоянным магнитом (42), а сигнальный приемник чувствительного элемента (48) является датчиком магнитного патока.

7. Лопастной насос по п.4 или 5, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно сигнальное средство является светоотражателем, который при вращении турбинного колеса перемещается через лучевую траекторию источника света, причем чувствительный элемент (48ʹ) имеет световой датчик, который расположен в отраженной лучевой траектории отражателя.

8. Лопастной насос по п.1, отличающийся тем, что турбинное колесо (32ʹʹ) расположено в лопастном насосе без возможности поворота.

9. Лопастной насос по п.8, отличающийся тем, что проточный расходомер имеет чувствительный элемент (48ʹʹ) в виде датчика усилия, который измеряет воздействующий на турбинное колесо (32ʹʹ) вращающий момент.

10. Лопастной насос по п.8 или 9, отличающийся тем, что на наружном периметре турбинного колеса (32ʹʹ) выполнено по меньшей мере одно углубление (52), в которое входит находящийся в контакте с датчиком усилия рычаг приложения момента.

11. Лопастной насос по п.10, отличающийся тем, что по наружному периметру турбинного колеса (32ʹʹ) выполнено множество углублений (52) для приема рычага приложения давления.

12. Лопастной насос по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент (48ʹ, 48ʹʹ) расположен за пределами внутреннего пространства корпуса (2) лопастного насоса.

13. Лопастной насос по п.10, отличающийся тем, что в наружной стенке корпуса (2) насоса выполнено отверстие, с внешней стороны которого расположен чувствительный элемент.