ПРОТОЧНЫЙ НАСОС С ТРУБКАМИ ПИТО С ЗУБЧАТЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2018 года по МПК F04D1/12 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Приоритет данной заявки испрашивается по предварительной заявке США с порядковым номером 61/798539, поданной 15 марта 2013 года, содержимое которой полностью включено в эту заявку.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее описание изобретения относится в общем к центробежным насосам и, в частности, к улучшенному центробежному насосу с трубками Пито, имеющему проточную конфигурацию с зубчатым приводом.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Центробежные насосы хорошо известны и широко используются во многих отраслях промышленности для прокачивания текучих сред или жидких/твердых компонентов текучих смесей. Центробежные насосы, особенно с трубками Пито, обычно содержат корпус насоса, имеющий вход и выходное отверстие, и узел ротора, который вращается в корпусе насоса посредством блока привода. Вход для текучей среды и выпуск текущей среды в традиционных насосах с трубками Пито расположены рядом, параллельно на одной и той же стороне корпуса насоса. Часто вход является концентрическим с выпуском текучей среды.

Текучая среда направляется через вход насоса в камеру ротора, и когда узел ротора вращается, текучая среда в результате центробежных сил направляется к внутренней периферической поверхности камеры ротора. Текучая среда перехватывается стационарной трубкой Пито, и текучая среда движется через вход трубки Пито и через отвод трубки Пито к выходному отверстию выпуска насоса.

Типичные центробежные насосы с трубками Пито описаны в патентах США № 3822102, выданного Эриксон (Erickson) и др., патенте США № 3960319, выданного Браун (Brown) и др., патенте США № 4161448, выданного Эриксон (Erickson) и др., патенте США № 4280790, выданного Кричлоу (Crichlow), патенте США № 4332521, выданного Эриксон (Erickson) и патенте США № 4674950, выданного Эриксон (Erickson). В насосах, описанных в упомянутых патентах, вход для текучей среды и выходное отверстие выпуска расположены на одной и той же стороне кожуха насоса. Вход ротора окружает точку входа трубки Пито во внутренней области ротора. Насосы с трубками Пито такой традиционной конструкции могут иметь различные недостатки, в том числе ограничения по устройству и размеру насоса, для доведения до максимума эффективности насоса, плохой или неэффективной балансировке очень тяжелого ротора, расчетам нагрузки подшипников, которые ставят под угрозу возможность противостоять моменту подвешенного ротора, и проблемам утечек через уплотнение. В результате этих ограничений эффективность насоса может ухудшаться, а срок службы насоса может сокращаться.

Другие типы центробежных насосов с трубками Пито описаны в патенте США № 3791757, выданного Тарифа (Tarifa) и др., патенте США № 4875826, выданного Ридман (Readman), патенте США № 2376071, выданного Миэсс (Miess), и патенте США № 3384024, выданного Кинг (King). В этих патентах описываются различные конструкции насосов, у которых в роторе применяются одна или несколько трубок Пито. В них описываются различные конфигурации для направления текучей среды в ротор и выпуска текучей среды из ротора, обычно в параллельных направлениях на одной стороне насоса, или в них описывается поступление и выход текучей среды под прямым углом друг к другу. В патенте США № 3791757, выданного Тарифа (Tarifa) и др., и патенте США № 4875826, выданного Ридман (Readman), также описываются конфигурации насосов, где текучая среда поступает в ротор с одного направления ротора, а выходит с противоположной стороны ротора. Однако эти конструкции вследствие конфигурации насосов приводят к высокому или существенно неэффективному ДКЗ (допускаемому кавитационному запасу; NPSH - net positive suction head). Они также выполнены таким образом, что некоторым из насосов недостает эффективного баланса гидравлического осевого усилия, и многие из насосов не могут работать при высоких скоростях или соответствующих давлениях. Эти известные насосы предшествующего уровня техники могут также быть очень сложными, а следовательно, дорогостоящими для сборки и обслуживания, приводя в то же время к низкой производительности насосов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В первом аспекте раскрытия, узел насоса содержит вращающийся узел, имеющий ротор и вращающуюся втулку, узел со стационарной трубкой Пито, имеющий, по меньшей мере, одну трубку Пито, расположенную в упомянутом роторе, вход для текучей среды, выполненный с возможностью доставки текучей среды в упомянутый ротор вдоль определенной оси, и выпуск текучей среды, размещенный в осевом направлении в соответствии с определенной осью упомянутого входа для текучей среды и находящийся на расстоянии в осевом направлении от упомянутого входа для текучей среды, где упомянутый ротор опирается на подшипники между упомянутой вращающейся втулкой и упомянутым отстоящим в осевом направлении входом для текучей среды. Конкретные преимущества этого аспекта раскрытия по сравнению с традиционными насосами с трубками Пито заключаются в возможности обеспечения входа ротора увеличенной площади в сравнении с традиционными насосами с трубками Пито без необходимости увеличивать размер уплотнения. Следовательно, эта конфигурация снижает скоростные характеристики во входе насоса, что улучшает ДКЗ (допускаемый кавитационный запас). Поскольку конфигурация насоса делает возможным увеличенный размер входа ротора без увеличения размера уплотнения, то насос способен работать на более преимущественных скоростях и при более высоких давлениях всасывания. Насос является также менее дорогостоящим для производства, поскольку увеличенные размеры уплотнения увеличивают производственные расходы.

В некоторых вариантах осуществления узел насоса выполнен так, что вращающаяся втулка размещена концентрически вокруг выпуска текучей среды.

В некоторых других вариантах осуществления узел насоса выполнен так, что выпуск текучей среды содержит часть узла со стационарной трубкой Пито.

В другом варианте осуществления вход для текучей среды узла насоса дополнительно содержит всасывающий вал, который вращается как часть вращающегося узла.

В еще одном варианте осуществления ротор состоит из нижней части ротора, присоединенной к крышке ротора, образуя между ними камеру ротора, в которой расположена, по меньшей мере, одна трубка Пито.

В других вариантах осуществления крышка ротора выполнена с закрытыми лопатками, обеспечивающими закрытое канальное поступление текучей среды в камеру ротора.

В некоторых вариантах осуществления узел насоса дополнительно содержит приводной механизм, соединенный с вращающейся втулкой.

В другом варианте осуществления приводной механизм, по меньшей мере частично, расположен с возможностью окружения выходного отверстия выпуска.

В уже других вариантах осуществления узел насоса дополнительно содержит корпус насоса, имеющий вмещающую уплотнение часть и вмещающую ротор часть, а узел насоса дополнительно содержит всасывающий вал, определяющий вход для текучей среды, где всасывающий вал простирается через вмещающую уплотнение часть корпуса насоса, причем вмещающая уплотнение часть выполнена с возможностью обеспечения, в контакте с уплотнительным механизмом, размещенным в корпусе уплотнения, воздушного зазора.

В других вариантах осуществления узел насоса дополнительно содержит вмещающую привод часть корпуса насоса, которая выполнена с возможностью приема приводного механизма, находящегося в контакте с вращающейся втулкой.

В еще одних вариантах осуществления выходное отверстие выпуска простирается через вмещающую привод часть и простирается дальше через вмещающую выпуск часть корпуса насоса.

В уже других вариантах осуществления узел насоса дополнительно содержит нагнетательное устройство, расположенное у входа для текучей среды.

Во втором аспекте раскрытия центробежный насос содержит корпус насоса, имеющий вмещающую ротор часть, ротор, расположенный во вмещающей ротор части, где ротор имеет противоположные в осевом направлении части, определяемые нижней частью ротора, расположенной на одной стороне, и крышкой ротора, расположенной на противоположной ей в осевом направлении стороне, при этом нижняя часть ротора и крышка ротора скреплены вместе для образования в роторе замкнутой камеры, по меньшей мере, одну трубку Пито, расположенную в замкнутой камере, и вращающуюся втулку, соединенную с и простирающуюся от одной стороны ротора, где вращающаяся втулка соединена с приводным механизмом, и вход для текучей среды, простирающийся от одной стороны ротора, причем вход для текучей среды выполнен с возможностью обеспечения доставки текучей среды к крышке ротора для направления текучей среды в замкнутую камеру, и выпуск текучей среды, простирающийся от противоположной в осевом направлении стороны ротора, при этом вход для текучей среды и выпуск текучей среды, каждый, имеют центральную ось, и центральные оси расположены в осевом направлении относительно друг друга. Центробежный насос по этому аспекту обеспечивает преимущества по сравнению с традиционными насосами с трубками Пито, состоящие в возможности обеспечения входа для текучей среды или ротора повышенной площади в сравнении с традиционными насосами с трубками Пито без необходимости увеличивать размер уплотнения. Следовательно, эта конфигурация снижает скоростные характеристики во входе насоса, что улучшает ДКЗ (допускаемый кавитационный запас). Поскольку конфигурация насоса делает возможным увеличенный размер входа для текучей среды или ротора без увеличения размера уплотнения, то насос способен работать на более преимущественных скоростях и при более высоких давлениях всасывания. Насос является также менее дорогостоящим для производства. Дополнительное преимущество конфигураций центробежного насоса согласно изобретению состоит в устранении протечки текучей среды из камеры ротора на входе в ротор. То есть, в традиционных насосах с трубками Пито точка, в которой трубка Пито размещена или входит в ротор, содержит также вход в ротор, и в традиционных конфигурациях трубок Пито некоторое количество текучей среды имеет возможность утекать из внутренней области ротора обратно к входу ротора. Вытекшая текучая среда, выходя из мест с более высокой температурой и давлением, испаряется, блокируя вход в крышке ротора, особенно в применениях с низким ДКЗ, в месте с более низким давлением на входе ротора. Утечка увеличивает также объем потока во вход ротора, увеличивая тем самым скорость и снижая характеристику ДКЗ. Дополнительное преимущество центробежного насоса по этому аспекту раскрытия состоит в улучшенном балансе гидравлических осевых, или продольных, сил вследствие того, что противолежащие отверстия в роторе вмещают вход для текучей среды на одной стороне и точку входа трубки Пито на другой стороне. Поэтому конфигурация обеспечивает повышенный срок службы подшипников и позволяет насосу выдерживать более высокие давления всасывания.

В некоторых вариантах осуществления выпуск текучей среды является стационарным и соединен с, по меньшей мере, одной трубкой Пито.

В других вариантах осуществления вход для текучей среды включает в себя всасывающий вал, соединенный с крышкой ротора.

В уже других вариантах осуществления всасывающий вал вращается при помощи упомянутого ротора.

В еще одних вариантах осуществления корпус насоса дополнительно содержит корпус уплотнения, и всасывающий вал простирается от одной стороны ротора через корпус уплотнения, где корпус уплотнения обеспечивает воздушный зазор вокруг всасывающего вала и находится в контакте с уплотнительным механизмом, размещаемым в пространстве, сформированном в корпусе уплотнения, предотвращая в случае неисправности уплотнения попадание текучей среды в корпус привода.

В некоторых вариантах осуществления выпуск текучей среды простирается от ротора через корпус выпуска, сформированный в корпусе насоса.

В еще одних вариантах осуществления центробежный насос дополнительно содержит уплотнительный механизм, размещенный между вращающейся втулкой и корпусом выпуска в корпусе насоса.

В других вариантах осуществления приводным механизмом является приводная зубчатая передача.

В некоторых других вариантах осуществления центробежный насос дополнительно содержит нагнетательное устройство, размещенное у упомянутого входа для текучей среды.

Другие аспекты, признаки и преимущества станут очевидны из последующего подробного описания, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, которые являются частью этого раскрытия и которые иллюстрируют посредством примера принципы описанных изобретений.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи облегчают понимание различных вариантов осуществления.

Фиг. 1 - вид в продольном разрезе первого варианта осуществления насоса согласно этому раскрытию.

Фиг. 2 - покомпонентное изображение насоса, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 - вид в продольном разрезе второго варианта осуществления насоса согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 4 - график, иллюстрирующий улучшенную работу насоса согласно настоящему раскрытию в сравнении с традиционным насосом с трубками Пито.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг. 1 и 2 иллюстрируют первый вариант осуществления насоса 10 и узла с трубкой Пито согласно настоящему раскрытию. Насос 10 содержит кожух насоса, или корпус, 12 насоса, имеющий первый конец 14 и второй конец 16, причем два конца расположены напротив друг друга в осевом направлении. Корпус 12 насоса может быть выполнен с вмещающей уплотнение всасывания частью 20, частью 22 с рамой для шестерен, вмещающей привод частью 24, вмещающей выпуск частью 26 и вмещающей ротор частью 28.

Насос 10 дополнительно содержит ротор 30, который расположен во вмещающей ротор части 28. Вмещающая ротор часть 28 может быть выполнена с полостью 29, в которой располагается ротор 30. Ротор 30 имеет противоположные в осевом направлении стороны, которые, в некоторых вариантах осуществления, могут определяться нижней частью 32 ротора, составляющей одну сторону, и крышкой 34 ротора, составляющей противоположную сторону, которая находится на расстоянии в осевом направлении или расположена в осевом направлении относительно другой стороны ротора 30. Нижняя часть 32 ротора и крышка 34 ротора скреплены вместе.

Крышка 34 ротора имеет центральное отверстие, которое определят вход 40 ротора, через который в ротор 30 поступает текучая среда. В некоторых вариантах осуществления крышка 34 ротора может иметь закрытые лопатки 42, выполненные во внутренней области крышки 34 ротора. Закрытые лопатки 42 могут быть в общем ориентированы радиально и способствовать проведению, или направлению, текучей среды, которая поступает в ротор 30 через вход 40 ротора, к периферийной внутренней поверхности ротора 30. В некоторых вариантах осуществления крышку 34 ротора можно преимущественно выполнять с вентиляционным отверстием 43, показанным на фиг. 1 линией воображаемого контура, чтобы обеспечивать выпуск любого воздуха, запертого в роторе.

Насос 10 включает в себя конструкцию 44 входа для текучей среды, чтобы направлять текучую среду в ротор 30 для прокачивания. Конструкция 44 впускного отверстия для текучей среды включает в себя всасывающий вал 46, который простирается от впускного отверстия 40 через вмещающую уплотнение всасывания часть 20 к торцевой заглушке 50 сальника, которая крепится к первому концу 14 корпуса 12 насоса при помощи такого средства, как болты 52. Всасывающий вал 46 располагается точно напротив впускного отверстия 40 ротора 30 и герметизирован с крышкой 34 ротора при помощи уплотнительного кольца 56. Всасывающий вал 46 проходит через простирающуюся в осевом направлении часть 60 вмещающей ротор части 28. Втулка 62 вала окружает всасывающий вал 46, проходя от простирающегося внутрь буртика 64 втулки 62 вала до внутренней стенки 66 части 22 с рамой для шестерен. Между втулкой 62 вала и простирающейся в осевом направлении частью 60 размещено лабиринтное уплотнение 68, а у лабиринтного уплотнения 68 размещено маслосъемное кольцо 70, изолируя тем самым вмещающую ротор часть 28 от части 22 с рамой для шестерен.

Всасывающий вал 46 опирается на подшипник 74 всасывающего вала, который размещен в отверстии 75 между вмещающей уплотнение всасывания частью 20 и вмещающей раму для шестерен частью 22. Изолирующая подшипник пластина 76 размещена у подшипника 74 всасывающего вала и закреплена на месте посредством крепежного кольца 78.

На расстоянии от изолирующей подшипник пластины 76 находится уплотнительная конструкция 80 всасывания, которая располагается точно напротив сальниковой торцевой заглушки 50 и герметизирует вмещающую уплотнение всасывания часть 20 корпуса насоса. Кроме того, устройство вмещающей уплотнение всасывания части 20 с пространством 83 в ней и уплотнительная конструкция 90 всасывания, расположенная в пространстве 83, обеспечивают полезный воздушный зазор 82, который гарантирует, что в случае внезапного отказа уплотнительной конструкции 80 прокачиваемая текучая среда не проникнет в часть 22 с рамой для шестерен кожуха 12 насоса. Уплотнительные конструкции в традиционных насосах с трубками Пито расположены таким образом, который часто приводит к повреждению компонентов в кожухе насоса, когда происходит внезапное разуплотнение.

Фланцевый конец 84 входа закреплен к или выполнен с сальниковой торцевой заглушкой 50 и обеспечивает место поступления текучей среды во всасывающий вал 46, который определяет вход 86 для текучей среды, имеющий центральную ось 88.

Стационарная трубка 90 Пито размещена в камере 92 ротора 30. Стационарная трубка 90 Пито, показанная на фиг. 1, имеет конфигурацию с двойным входом, тем не менее, в насосе может также использоваться трубка Пито с единственным входом. Трубка 90 Пито соединена с или выполнена с выпускной трубкой 94, которая определяет выпуск 96 текучей среды, имеющий центральную ось 98. Трубка 90 Пито и выпуск 96 текучей среды образуют узел с трубкой Пито. В особенно предпочтительном варианте осуществления центральная ось 98 выпуска 96 текучей среды выровнена по оси с и размещается соосно с центральной осью 88 входа 86 для текучей среды. В других вариантах осуществления центральная ось 98 выпуска 96 текучей среды может быть выровнена по оси с центральной осью 88 входа 86 для текучей среды.

Конец 100 выпускной трубки 94, который расположен на расстоянии от трубки 90 Пито, заходит в отверстие 102 в сальниковой панели 104 выпускного конца, которая крепится к концу 106 вмещающей выпуск части 26 при помощи таких средств, как болты 108. Между концом 100 выпускной трубки 94 и сальниковой панелью 104 выпускного конца размещается уплотнительной кольцо 110, чтобы обеспечивать между ними герметичность. Для направления выпускаемой текучей среды от выпускной трубки 94 к последующей обработке может быть предусмотрен дополнительный выпускной трубопровод, включающий в себя, к примеру, фланцевый торцевой элемент 112, имеющий выпускной патрубок 114 и фланцевую выходную трубу 116 выпуска, определяющую окончательное выходное отверстие 118 выпуска. Благодаря соединению выпускной трубки 94 с сальниковой пластиной 104 выпускного конца трубка 90 Пито является стационарной.

Для обеспечения вращения ротора 30 к ротору 30 присоединен приводной механизм 120. Приводной механизм 120, как показано на фиг. 1, включает в себя вращающуюся втулку 130, которая закреплена на одном конце 132 к нижней части 32 ротора, определяя одну осевую сторону ротора 30. Вращающаяся втулка 130 является трубчатой и выполнена по размеру такой, чтобы принимать через нее выпускную трубку 94, концентричную с ней, позволяя в то же время вращающейся втулке 130 свободно вращаться вокруг стационарной выпускной трубки 94.

Между отверстием во вмещающей ротор части 28, через которое простирается вращающаяся втулка 130 и выпускная трубка 94, и уплотнительным кольцом 138, которое окружает вращающуюся втулку 130, размещено лабиринтное уплотнение 136, чтобы изолировать вмещающую ротор часть 28 от вмещающей привод части 24. В отверстии 142, сформированном между вмещающей привод частью 24 и вмещающей выпуск частью 26 кожуха 12 насоса, размещен подшипник 140, который удерживается на месте при помощи изолирующей пластины 148 подшипника, которая размещается во вмещающей выпуск части 26 и фиксируется на месте стопорной гайкой 149.

Ротор 30 поддерживается с помощью и между вращающейся втулкой 130 на одной стороне ротора 30 и входом 86 для текучей среды на другой, противоположной в осевом направлении стороне ротора 30. Фактически ротор 30 опирается на подшипник 68 во вмещающей ротор части 28 и подшипник 140, располагающийся между вмещающей ротор частью 28 и вмещающей выпуск частью 26. Положение двух подшипников 68, 140 преимущественно обеспечивает улучшенный баланс осевых, или продольных, сил для ротора 30, который очень тяжелый. Балансировка ротора 30, достигаемая конфигурацией по настоящему раскрытию, обеспечивает значительное преимущество по сравнению с традиционными консольными конструкциями с трубками Пито в обеспечении лучшей стабильности, повышенной плавности работы и повышенных рабочих скоростей.

Другой конец 152 вращающейся втулки 130 окружает уплотнительная конструкция 150. Уплотнительная конструкция 150 заходит в сальниковую пластину 104 выпускного конца, центрирует вращающуюся втулку 130 относительно сальниковой пластины 104 выпускного конца, а также обеспечивает уплотнение между ними.

Приводной механизм дополнительно содержит первый зубчатый диск 160, который расположен около и закреплен к вращающейся втулке 130 и размещен во вмещающей привод части 24 кожуха 12 насоса. Внешняя поверхность первого зубчатого диска 160 выполнена с зубьями или аналогичными приспособлениями известным образом. Для обеспечения вращения первого зубчатого диска 160 и, следовательно, ротора 30 посредством вращающей втулки 130 предусмотрен приводной элемент 170. Как проиллюстрировано, приводной элемент 170 может включать в себя второй зубчатый диск 172, который размещен точно напротив первого зубчатого диска 160 и расположен во вмещающей привод части 24 кожуха 12 насоса. Второй зубчатый диск 172 имеет внешнюю поверхность 174, которая выполнена с зубьями или подобными приспособлениями, которые сопрягаются с зубьями или аналогичными приспособлениями на первом зубчатом диске 170, чтобы передавать тем самым вращение первому зубчатому диску 160.

Второй зубчатый диск 172 прикреплен к приводному валу 176, который соединен с двигателем (не показан), который известным образом сообщает вращение приводному валу 176. Первый конец 178 приводного вала 176 проходит в пространство 180, обеспеченное в кожухе, или корпусе, 12 насоса, такое как во вмещающей ротор части 28. Опорное кольцо 182 расположено с возможностью поддержания первого конца 178 приводного вала 176. Приводной вал 176 проводится также через кожух 12 насоса через отверстие 186, сформированное во вмещающей привод части 24.

Приводной вал 176 расположен по центру и поддерживается в отверстии 186 вторым подшипником 188. Второй подшипник 188 закреплен в отверстии 186 при помощи волнистой пружины 189 и торцевой пластины 190 привода. Уплотнение 192 приводного вала расположено вплотную к торцевой пластине 190 привода и удерживается на месте шайбой 194 и стопорной гайкой 196. Во вмещающей привод части 24, чтобы смазывать зубчатые диски или принимать избыток смазочной текучей среды, может быть расположен поддон 198 для масла. Хотя здесь проиллюстрированы приводные шестерни, могут применяться другие типы приводов, в том числе конструкция с коническими шестернями.

При работе текучая среда поступает во всасывающий вал 46 через фланцевый конец 84 входа и направляется через вход 86 для текучей среды во вход 60 ротора 30. Текучая среда, попадая в крышку 34 ротора, сталкивается с закрытыми лопатками 42 крышки 34 ротора, которые ускоряют текучую среду и направляют текучую среду к внутренней периферийной стенке ротора 30, где текучая среда сталкивается с входом (входами) 200 стационарной трубки 90 Пито. Текучая среда поступает в трубку 90 Пито и направляется в выпуск 96 текучей среды для доставки к выходному отверстию 118 выпуска. В результате, при такой компоновке текучая среда входит в ротор 30 на одной стороне ротора 30, а выходит, или выпускается, на другой стороне ротора 30, которая находится на расстоянии в осевом направлении от входа 86 для текучей среды.

Насос по настоящему раскрытию обеспечивает вход 86 для текучей среды и выпуск 96 текучей среды, которые расположены в осевом направлении на противоположных концах 14, 16 кожуха 12 насоса. В особенно предпочтительной компоновке центральная ось 88 входа 86 для текучей среды соосна с центральной осью 98 выпуска 96 текучей среды. Эта компоновка обеспечивает несколько преимуществ, рассмотренных ранее. В другой предпочтительной компоновке раскрытия приводной механизм может быть связан с вращающейся втулкой, которая концентрически выполнена вокруг входа 86 для текучей среды, вместо того, чтобы приводной механизм был выполнен, как показано на фиг. 1. Другие подходящие компоновки находятся в пределах объема раскрытия.

В другой компоновке настоящего раскрытия, показанной на фиг. 3, которая по существу подобна варианту осуществления, показанному на фиг. 1, и поэтому имеет те же ссылочные номера, насос по раскрытию может включать в себя нагнетательное устройство 220, которое размещается у всасывающего отверстия 60 ротора 30. В частности, часть крышки 34 ротора удалена с иллюстрации с целью более ясного изображения нагнетательного устройства 220. Нагнетательное устройство 220 увеличивает давление на входе 60 ротора, сокращая тем самым кавитацию на входе крышки 34 ротора. Нагнетательным устройством 220 может быть любая подходящая конфигурация, которая способствует направлению потока текучей среды, движущейся в и через всасывающее отверстие 60. Нагнетательное устройство 220 выгодно для увеличения характеристики ДКЗ насоса, но может не требоваться или быть желательным во всех применениях.

Центробежный насос, который сконструирован описанным здесь образом, обеспечивает значительные преимущества по сравнению с центробежными насосами с трубками Пито из традиционного многообразия, где всасывающее отверстие и выпуск текучей среды размещаются на одной и той же стороне ротора. График на фиг. 4 иллюстрирует результаты испытаний сравнений производительности между насосом, сконструированным в соответствии с настоящим раскрытием, и центробежным насосом с трубками Пито, выполненным с входом для текучей среды, которая входит на одной стороне ротора, причем вход для текучей среды концентрически окружает выпуск текучей среды в виде отвода трубки Пито, размещенного на той же стороне ротора (т.е. "известным насосом предшествующего уровня техники"). Допускаемый кавитационный запас (ДКЗ) - чистое избыточное давление сверх давления пара рабочей текучей среды на входе насоса, требуемое для работы насоса. Более низкий ДКЗ позволяет насосу работать на системах с более низким резервуаром и/или поднятием сборника и при более низких давлениях, сокращая общую стоимость работы системы с текучей средой. Результаты испытаний показывают, что известный насос предшествующего уровня техники имеет более высокий профиль ДКЗ (верхняя плавная линия на графике), чем насос, сконструированный в соответствии с настоящим раскрытием (нижняя линия с точками на графике). Улучшенный, или более низкий, профиль ДКЗ насоса по настоящему раскрытию последовательно лучше по сравнению с известным насосом предшествующего уровня техники по мере того, как скорость потока, измеряемая в галлонах в минуту (GPM), увеличивается.

В предшествующем описании некоторых вариантов осуществления для ясности применялась специфичная терминология. Однако это раскрытие не предназначено ограничиваться конкретными терминами, выбранными таким образом, должно быть ясно, что каждый специфичный термин включает в себя другие технические эквиваленты, которые работают похожим образом для выполнения похожей технической задачи. Такие термины, такие как "левый/влево" и "правый/вправо", "передний" и "задний", "выше/над" и "ниже/под" и т.п. используются в качестве удобных слов для обеспечения опорных точек и не должны истолковываться как ограничивающие.

В этой спецификации слово "содержащий" следует понимать в его "открытом" смысле, то есть, в смысле "включающий в себя", и таким образом не ограниченным его "закрытым" смыслом, то есть смыслом "состоящий только из". Соответствующее значение следует относить к соответствующим словам "содержит", "содержимый" и т.п. там, где они встречаются.

Кроме этого, выше описываются лишь некоторые варианты осуществления изобретения (изобретений), а в них могут быть сделаны переделки, модификации, добавления и/или изменения, не выходя за пределы объема и существа раскрытых вариантов осуществления, где варианты осуществления являются иллюстративными, а не ограничивающими.

Кроме того, изобретения были описаны в соответствии с тем, что в настоящее время считается наиболее практичными и предпочтительными вариантами осуществления, должно быть ясно, что изобретение не должно ограничиваться раскрытыми вариантами осуществления, а наоборот, предназначено охватывать различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в сущность и объем изобретения (изобретений). Также, различные варианты осуществления, описанные выше, могут быть выполнены вместе с другими вариантами осуществления, например, аспекты одного варианта осуществления могут быть объединены с аспектами другого варианта осуществления для реализации уже других вариантов осуществления. Кроме этого, каждый независимый признак или компонент любого данного узла может составлять дополнительный вариант осуществления.

Группа изобретений касается центробежного насоса с трубками Пито. Насос выполнен с расположенными по оси входом и выпуском, размещенными на противоположных осевых сторонах ротора. Ротор опирается на подшипники между вращающейся втулкой и всасывающим отверстием. Вращающаяся втулка является концентрической с выпуском. Вращающаяся втулка приводится шестернями посредством приводного механизма. Вмещающая уплотнение всасывания часть обеспечивает воздушный зазор в контакте с уплотнительным механизмом, размещенным в корпусе уплотнения всасывания. Напротив подшипника размещена изолирующая пластина для изолирования подшипника от воздушного зазора. Изобретения направлены на снижение скорости на входе насоса, улучшение допускаемого кавитационного запаса и баланса осевых сил. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Узел насоса, содержащий:

вращающийся узел, имеющий ротор и вращающуюся втулку;

узел со стационарной трубкой Пито, имеющий по меньшей мере одну трубку Пито, размещенную в роторе;

устройство входа для текучей среды, размещенное с возможностью доставки текучей среды к ротору вдоль определенной оси, при этом устройство входа для текучей среды содержит всасывающий вал, расположенный на противоположной в осевом направлении стороне ротора противоположно вращающейся втулке и на расстоянии от нее в осевом направлении;

вмещающую уплотнение всасывания часть, через которую проходит всасывающий вал, при этом вмещающая уплотнение всасывания часть выполнена с обеспечением воздушного зазора в контакте с уплотнительным механизмом, размещенным в корпусе уплотнения всасывания, и

подшипник, расположенный вокруг всасывающего вала, и изолирующую пластину, расположенную напротив подшипника, при этом изолирующая пластина удерживается в положении напротив вмещающей уплотнение всасывания части посредством крепежного кольца, расположенного в сторону указанного воздушного зазора на расстоянии от уплотнительного механизма, установленного во вмещающей уплотнение всасывания части для изолирования подшипника от воздушного зазора,

и

выпуск текучей среды, расположенный по оси с определенной осью входа для текучей среды и находящийся на расстоянии в осевом направлении от входа для текучей среды, причем вращающая втулка концентрически расположена около выпуска текучей среды,

при этом ротор опирается на подшипники между вращающейся втулкой и находящемся на расстоянии в осевом направлении входом для текучей среды.

2. Узел насоса по п. 1, в котором выпуск текучей среды содержит часть узла со стационарной трубкой Пито.

3. Узел насоса по п. 1, в котором ротор состоит из нижней части ротора, соединенной с крышкой ротора, образуя между ними камеру ротора, в которой расположена по меньшей мере одна трубка Пито.

4. Узел насоса по п. 3, в котором крышка ротора выполнена с закрытыми лопатками, обеспечивающими канальное поступление текучей среды в упомянутую камеру ротора.

5. Узел насоса по п. 1, дополнительно содержащий приводной механизм, соединенный с вращающейся втулкой.

6. Узел насоса по п. 5, в котором приводной механизм по меньшей мере частично расположен с возможностью окружения выходного отверстия выпуска.

7. Узел насоса по п. 1, дополнительно содержащий вмещающую привод часть, выполненную с возможностью приема приводного механизма, находящегося в контакте с упомянутой вращающейся втулкой.

8. Узел насоса по п. 8, в котором упомянутое выходное отверстие выпуска простирается через вмещающую привод часть и простирается дальше через вмещающую выпуск часть корпуса насоса.

9. Узел насоса по п. 1, дополнительно содержащий нагнетательное устройство, размещаемое у входа для текучей среды.

10. Центробежный насос, содержащий:

корпус насоса, имеющий вмещающую ротор часть;

ротор, расположенный во вмещающей ротор части, при этом ротор имеет противоположные в осевом направлении стороны, определяемые нижней частью ротора, размещенной на одной стороне, и крышкой ротора, размещенной на противоположной в осевом направлении стороне, при этом нижняя часть ротора и крышка ротора скреплены вместе для образования в роторе замкнутой камеры;

по меньшей мере одну трубку Пито, размещенную в упомянутой замкнутой камере;

вращающуюся втулку, соединенную с и простирающуюся от одной стороны ротора, причем вращающаяся втулка соединена с приводным механизмом;

вход для текучей среды, простирающийся от одной стороны ротора, при этом вход для текучей среды содержит всасывающий вал, размещенный с возможностью доставки текучей среды к крышке ротора для направления текучей среды в упомянутую замкнутую камеру;

вмещающую уплотнение всасывания часть, через которую проходит всасывающий вал, при этом вмещающая уплотнение всасывания часть выполнена с возможностью обеспечения воздушного зазора в контакте с уплотнительным механизмом, размещенным в корпусе уплотнения всасывания, и

подшипник, расположенный вокруг всасывающего вала, и изолирующую пластину, расположенную напротив подшипника, при этом изолирующая пластина удерживается в положении напротив вмещающей уплотнение всасывания части посредством крепежного кольца, расположенного в сторону указанного воздушного зазора на расстоянии от уплотнительного механизма, установленного во вмещающей уплотнение всасывания части, для изолирования подшипника от воздушного зазора, и

выпуск текучей среды, простирающийся от противоположной в осевом направлении стороны ротора, причем вход для текучей среды и выпуск текучей среды, каждый, имеют центральную ось, и упомянутые центральные оси расположены в осевом направлении.

11. Центробежный насос по п. 10, в котором выпуск текучей среды является неподвижным и соединенным с упомянутой по меньшей мере одной трубкой Пито.

12. Центробежный насос по п. 11, в котором всасывающий вал соединен с крышкой ротора.

13. Центробежный насос по п. 12, в котором всасывающий вал вращается с ротором.

14. Центробежный насос по п. 11, в котором выпуск текучей среды простирается от ротора через корпус выпуска, выполненный в корпусе насоса.

15. Центробежный насос по п. 14, дополнительно содержащий уплотнительный механизм, размещенный между вращающейся втулкой и корпусом выпуска в корпусе насоса.

16. Центробежный насос по п. 10, в котором приводным механизмом является конструкция с приводными шестернями.

17. Центробежный насос по п. 10, дополнительно содержащий нагнетательное устройство, размещенное у входа для текучей среды.