НАСОС С ОСЕВЫМ РАЗЪЕМОМ Российский патент 2019 года по МПК F04D29/08 F04D29/42 F04D29/62 

Изобретение относится к насосу с осевым разъемом для перемещения текучей среды согласно преамбуле независимого пункта формулы изобретения.

Насосы с осевым разъемом, которые также называют горизонтально разделенными насосами, являются насосами, в которых корпус разделен параллельно оси вала и при этом имеет нижнюю часть и крышку. Как нижняя часть, так и крышка каждая имеет фланец, фланцы ставят друг на друга для сборки насоса и затем неподвижно соединяют, например, скрепляют болтами друг с другом.

Насосы с осевым разъемом давно известны и производятся в различных вариантах осуществления, обычно, как центробежные насосы, например, однопоточные или двухпоточные насосы и как одноступенчатые или многоступенчатые насосы. В данной компоновке лопастное колесо насоса может располагаться между двумя подшипниками (насос с центральным расположением ротора относительно подшипников). Область применения данных насосов является весьма широкой, например, они применяютcя в нефтяной и газовой промышленности, а также в водном хозяйстве и в области электроэнергетики. Часто насосы с осевым разъемом выполняют для работы под высоким давлением или с высокой производительностью, подходящими для перекачки на большие высоты, подачи по водоводам и нефтяным трубопроводам или для опреснения воды с помощью обратного осмоса.

Естественно, уплотнение между нижней частью и крышкой корпуса, расположенное вдоль двух фланцев, является весьма важным для насосов с осевым разъемом. При этом требуется очень надежное уплотнение между корпусом и боковыми крышками, которые закрывают насос в аксиальном направлении.

Для уплотнения между нижней частью и крышкой общепринятым является вставление плоского уплотнения между двумя фланцами, в частности для вариантов с высоким давлением, при этом два фланца не имеют прямого контакта друг с другом в смонтированном состоянии, но вместо этого входят в контакт с двух сторон с плоским уплотнением. Такие плоские уплотнения требуют высокой предварительной нагрузки, в частности, для достижения требуемого высокого сжатия между нижней частью, крышкой и плоским уплотнением.

Альтернативная технология для уплотнения между нижней частью и крышкой, например, описанная в заявке WO-A-2014/083374, предусматривает установку фланцев нижней части и верхней часть напрямую одного на другой без уплотнения, проложенного между ними. Соответствующие поверхности двух фланцев при этом образуют уплотнительные поверхности, которые имеют прямой контакт друг с другом в смонтированном состоянии. Для данного решения , по меньшей мере, один паз под уплотнение обычно создается в нижней части или в крышке, или в нижней части и в крышке, причем паз под уплотнение проходит с обоих сторон вала по всей аксиальной длине насоса, и уплотнительный элемент в виде шнура, например, уплотнительный элемент в виде кольцевой прокладки круглого сечения вставляется в паз под уплотнение. После вставления уплотнительного элемента в виде шнура в паз под уплотнение нижнюю часть и крышку свинчивают в упор друг с другом так, что уплотнительные поверхности двух фланцев находятся в прямом контакте друг с другом, и уплотнительный элемент в виде шнура упруго деформируется в пазу под уплотнение для обеспечения при этом надежного уплотнения.

Поскольку плоское уплотнение не вставлено между фланцем нижней части и фланцем крышки в данном решении, винтовые соединения, с помощью которых нижнюю часть и крышку скрепляют друг с другом, должны нести значительно уменьшенную нагрузку. При этом получают ряд преимуществ: например, фланцы, которые образуют уплотнительные поверхности, можно выполнить значительно более тонкими и узкими, меньше материала требуется для фланцев, что дает экономию расходов и массы; можно применять винты и/или болты уменьшенного размера для свинчивания вместе нижней части и крышки, при этом винты и/или болты можно также расположить ближе к гидравлическому контуру. Кроме того, применение уплотнительного элемента в виде шнура допускает увеличенную деформацию корпуса в сравнении с вариантом применения плоских уплотнений. Данное является в частности предпочтительным для многоступенчатых насосов, поскольку протечку между областями с отличающимся давлением, присутствующими в насосе, можно значительно уменьшить или можно даже исключить.

Уплотнительные элементы обычно изготавливают из эластомера, например, применяемого для обычных кольцевых уплотнительных прокладок круглого сечения, например, нитрильного каучука или бутадиен-нитрильного каучука.

Для большинства вариантов применения подтверждено, что предпочтительным является создание нескольких пазов под уплотнение, каждого с одним вставленным уплотнительным элементом в виде шнура. Например, можно создавать внутренний уплотнительный элемент в виде шнура для изоляции области всасывания от области повышенного давления и наружный уплотнительный элемент в виде шнура для изоляции внутренней области насоса от внешней среды, то есть от давления окружающей среды. В частности, для многоступенчатых насосов можно создавать дополнительные пазы под уплотнение с соответствующими вставленными элементами в виде шнура для разграничения областей с отличающимся давлением друг от друга.

Для конструктивного исполнения таких уплотнений с уплотнительным элементом в виде шнура предпочтительным является индивидуальное конструктивное исполнение уплотнительных элементов в виде шнура, если возможно, замкнутой формы, то есть кольцеобразных уплотнительных элементов, поскольку соединительные или контактные точки между индивидуальными уплотнительными элементами могут давать протечки, в частности в насосах с высоким рабочим давлением, например, до 100 бар (10 МПа). Вместе с тем, по чисто конструктивным соображениям невозможно обеспечить совершенное уплотнение элементов, примыкающих друг к другу. Всегда существуют критические точки, на которых два индивидуальных уплотнительных элемента должны примыкать один к другому или соединяться друг с другом и где элементы должны взаимодействовать друг с другом для требуемого уплотнения.

Такой критической точкой является соединение между корпусом насоса и боковыми крышками насоса, где три компонента крепятся друг с другом, конкретно, нижняя часть корпуса, крышка корпуса и боковая крышка. В данной критической точке насос следует изолировать от окружающей среды и/или давления окружающей среды. Протечки, здесь возникающие, не только приводят к уменьшению кпд насоса, но могут также приводить к загрязнению окружающей среды пролитой текучей средой, которое зависит от текучей среды, перекачиваемой насосом, например, нефтесодержащей жидкостью или товарной нефтью.

С учетом описанного уровня техники, изобретением предложен насос с осевым разъемом для перемещения текучей среды, в котором надежное и выдерживающее высокое давление уплотнение создано между корпусом насоса и боковой крышкой.

Объект изобретения, удовлетворяющий условиям данной задачи, отличается наличием признаков по независимому пункту формулы изобретения.

Согласно изобретению предложен насос с осевым разъемом для перемещения текучей среды, имеющий корпус с осевым разъемом, который содержит нижнюю часть и крышку, имеющий вращающийся вал, образующий аксиальное направление, а также имеющий, по меньшей мере, одну боковую крышку для закрытия корпуса в аксиальном направлении, при этом боковая крышка имеет первую контактную поверхность для взаимодействия со второй контактной поверхностью обеспеченной на корпусе, причем вторая контактная поверхность проходит поверх нижней части и крышки, при этом нижняя часть имеет первую уплотнительную поверхность, и крышка имеет вторую уплотнительную поверхность, при этом нижняя часть и крышка выполнены с возможностью скрепления друг с другом так, что две уплотнительные поверхности имеют прямой контакт друг с другом, при этом, по меньшей мере, один паз под уплотнение для размещения уплотнительного элемента в виде шнура обеспечен в одной из уплотнительных поверхностей, причем паз под уплотнение проходит до второй контактной поверхности корпуса, при этом выемка, окружающая вал обеспечена во второй контактной поверхности, и при этом выступ, окружающий вал, обеспечен в первой контактной поверхности боковой крышки, при этом выемка и выступ выполнены и расположены так, что вместе образуют кольцеобразный паз для размещения кольцеобразного уплотнительного элемента при установленной боковой крышке.

Предпочтительно уплотнительный элемент в виде шнура вставлен в паз под уплотнение и кольцеобразный уплотнительный элемент вставлен в кольцеобразный паз под уплотнение.

Изобретение основано на признании, что в частности на контактных точках между двумя отдельными уплотнительными элементами, плоская, то есть не криволинейная концевая поверхность одного уплотнительного элемента входит в контакт с криволинейной поверхностью, например, поверхностью рубашки, второго уплотнительного элемента, имеющего круглое поперечное сечение. Данная геометрия создает уменьшенную контактную поверхность между двумя уплотнительными элементами, так что протечки могут возникать здесь легко и просто.

Вследствие того факта, что кольцеобразный паз для размещения кольцеобразного уплотнительного элемента образован совместно корпусом и боковой крышкой согласно изобретению, дополнительные позиции уплотнения возникают в данной критической точке, с помощью которых эффективность уплотнительных элементов улучшается так, что даже в частности для весьма высоких рабочих давлений, чрезвычайно надежное уплотнение обеспечивается между корпусом насоса и боковой крышкой.

С конструктивной точки зрения предпочтительным является такое конструктивное решение, в котором уплотнительные элементы в виде шнура имеют плоскую поверхность поперечного сечения на второй контактной поверхности.

Учитывая надежное действие уплотнения предпочтительным является признак, когда паз под уплотнение открывается, по существу, перпендикулярно в кольцеобразный паз.

Согласно предпочтительному варианту осуществления паз под уплотнение обеспечен в нижней части корпуса, что в частности обеспечивает более простое изготовление и более простую установку.

Кроме того, предпочтительным является такое конструктивное исполнение, в котором паз под уплотнение проходит от второй контактной поверхности до конца насоса, расположенного противоположно относительно аксиального направления, данный конец выполнен для приема второй боковой крышки, подходящей для закрытия корпуса, причем уплотнительный элемент в виде шнура вставлен в паз под уплотнение, уплотнительный элемент в виде шнура проходит по всей продольной протяженности паза под уплотнение. При этом непрерывный уплотнительный элемент, то есть уплотнительный элемент не разделенный соединениями обеспечен между нижней частью и крышкой корпуса по всей аксиальной длине насоса. Естественно, данный непрерывный паз под уплотнение является обычно не прямолинейной конструкцией, но подходящим путем следует внутреннему контуру в насосе.

С конструктивной точки зрения предпочтительным признаком является кольцеобразный паз, образованный выемкой и выступом, имеющий, по существу, прямоугольное поверхность поперечного сечения, перпендикулярное его продольной оси.

Для надежного действие уплотнения предпочтительной является ширина кольцеобразного паза, в радиальном направлении, которая больше ширины уплотнительного элемента в виде шнура.

Для кольцеобразного уплотнительного элемента предпочтительно, когда кольцеобразный уплотнительный элемент вставлен в кольцеобразный паз, предпочтительно имеющий круглую или эллиптическую поверхность поперечного сечения.

Особенно предпочтительной является высота кольцеобразного уплотнительного элемента в аксиальном направлении, которая больше глубины кольцеобразного паза в аксиальном направлении. При этом кольцеобразный уплотнительный элемент выступает за кольцеобразный паз относительно аксиального направления в не установленном состоянии и затем сжимается при установке, благодаря упругой деформации с упором в концевую поверхность уплотнительного элемента в виде шнура так, что создается более тесный контакт между двумя уплотнительными элементами.

Дополнительно предпочтительным признак состоит в том, что паз под уплотнение имеет вырез на своем проеме, проходящем во вторую контактную поверхность, который расположен лежащим радиально внутрь относительно паза под уплотнение.

Необязательно, можно затем вставлять в данный вырез упругий предварительно нагружающий элемент, который прикладывает предварительную нагрузку, направленную радиально наружу, на уплотнительный элемент в виде шнура. Данный признак создает преимущество в том, что весьма надежное действие уплотнения получают с самого начала, уже при низких рабочих давления, то есть, например, при пуске насоса. Кроме того, преимуществом является то, что при большой продолжительности работы насоса, когда деградация или другие изменения могут возникать в уплотнительном элементе в виде шнура, упругий предварительно нагружающий элемент компенсирует данные изменения и надежно прижимает уплотнительный элемент в упор к стенке паза под уплотнение.

Предпочтительно, предварительно нагружающий элемент является упруго пружинящим и проходит параллельно уплотнительному элементу в виде шнура. В частности, предпочтительно предварительно нагружающий элемент выполнен, как пружина.

В отношении материала, предпочтительным является изготовление уплотнительных элементов из эластомера, в частности из нитрильного каучука, конкретно, из бутадиен-нитрильного каучука (БНК).

Насос согласно изобретению является подходящим для весьма высоких рабочих давлений и может предпочтительно иметь конструктивное исполнение центробежного насоса с расчетным давлением, по меньшей мере, 50 бар (5 МПа) и предпочтительно , по меньшей мере, 100 бар (10 МПа).

Дополнительные предпочтительные признаки и детали конструктивного исполнения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение описано подробно ниже в вариантах осуществления и со ссылкой на чертежи. На чертежах, выполненных частично в виде сечений, показано следующее.

На фиг. 1 показан в изометрии вариант осуществления насоса согласно изобретению, где крышка снята и показана условно.

На фиг. 2 показан вид сверху на нижнюю часть корпуса варианта осуществления фиг. 1.

На фиг. 3 показана боковая крышка варианта осуществления фиг. 1, а также часть корпуса.

На фиг. 4 схематично показана боковая крышка и корпус варианта осуществления фиг. 1.

На фиг. 5 показан аналог фиг. 4 с вставленными уплотнительными элементами.

На фиг. 6 показан вариант осуществления на иллюстрации аналогичной фиг. 5.

На фиг. 1 показан в изометрии вариант осуществления насоса с осевым разъемом согласно изобретению, в целом обозначенный ссылочной позицией 1. Насос 1 содержит корпус 2 с осевым разъемом, который имеет нижнюю часть 21 и крышку 22. Для ясности крышка 22 на фиг. 2 снята и только условно показана. На фиг. 2 показан вид сверху на нижнюю часть 21 корпуса 2 данного варианта осуществления.

Корпус 2 содержит впуск 5 для всасывания текучей среды, подлежащей перекачке, а также выпуск 6 текучей среды. Насос 1 дополнительно содержит вращающийся вал 3, продольное направление которого определяет аксиальное направление A. , По меньшей мере, одно лопастное колесо 4 закреплено с фиксацией для вращения на валу 3, в настоящем случае установлены два лопастных колеса 4, которые перемещают текучую среду от впуска 5 на выпуск 6. Кроме того, соответствующий подшипниковый узел 7 оборудован на обоих концах по аксиальному направлению насоса 1 для поддержки вала 3 насоса 1. Левый подшипниковый узел 7 (фиг. 1) кроме того снабжен муфтой 8 сцепления, которая может соединяться с не показанным приводом, передающим вращение на вал 3 насоса 1.

Термин насос с 1 осевым разъемом и/или корпус 2 с осевым разъемом в общем означает, что корпус 2 разделен параллельной продольному направлению вала 3, это означает, что он разделен в плоскости, включающей продольную ось вала 3.

Насос 1, показанный на фиг. 1 и фиг. 2, является многоступенчатым центробежным насосом с осевым разъемом, в данном примере, двухступенчатым центробежным насосом однопоточной конструкции с так называемым центральным расположением ротора относительно подшипников, при этом лопастные колеса 4 расположены между подшипниковыми узлами 7. Понятно, что изобретение не ограничено насосами данного типа, но также подходит для всех других насосов с корпусом 1 с осевым разъемом, например, одноступенчатых насосов, то есть насосов, имеющих только одно лопастное колесо 4, двухпоточных насосов одноступенчатой или многоступенчатой конструкции или насосов других типов, отличающихся от центробежных насосов.

В аксиальном направлении A, корпус 2 насоса 1 соответственно закрыт боковой крышкой 9, которая данном случае одновременно образует закрывающую/закупоривающую крышку камеры механического уплотнения вала.

Крышка 22 и нижняя часть 21 корпуса 2 находятся в прямом контакте друг с другом в смонтированном состоянии, при этом не создается плоское уплотнение между данными двумя частями, что должно предотвращать прямой контакт между нижней частью 21 и крышкой 22. Для данной цели нижняя часть 21 содержит первый фланец 211, который в смонтированном состоянии проходит в плоскости аксиального разделения корпуса 2, и его верхняя поверхность, как показано, образует первую уплотнительную поверхность 212. Аналогично, крышка 22 снабжена вторым фланцем 221, который проходит в смонтированном состоянии в плоскости аксиального разделения корпуса 2, и его нижняя поверхность, как показано (фиг. 1), образует вторую уплотнительную поверхность 222.

После установки крышки 22 на нижнюю часть 21 первая уплотнительная поверхность 212 и вторая уплотнительная поверхность 222 находятся в прямом контакте друг с другом для образования уплотненного соединения между нижней частью 21 и крышкой 22 корпуса 2. Паз 213 под уплотнение обеспечен в первой уплотнительной поверхности 212 нижней части 21, паз под уплотнение проходит от левой крышки 9 согласно иллюстрации, в аксиальном направлении A, следуя внутреннему контуру насоса 1 до крышки 9 с другой стороны. Данный паз 213 под уплотнение обеспечен с обеих сторон вала 3. Уплотнительный элемент 10 вставлен в первый паз 213 под уплотнение, проходит по всей длине паза 213 под уплотнение, и изолирует внутреннюю область насоса 1 от окружающей среды. Поэтому первый паз 213 под уплотнение также называют наружным пазом 213 под уплотнение. Уплотнительный элемент 10, в виде шнура, обычно имеет круглое поперечное сечение, такое, как у общеизвестных кольцевых прокладок круглого сечения. Естественно также возможно применение уплотнительного элемента в виде шнура с другим сечением, например, прямоугольным сечением и, в частности, с квадратным сечением. В данной связи первый уплотнительный элемент 10 выбирают такого диаметра, что до установки крышки элемент выступает из первого паза 213 под уплотнение. Во время установки крышки 22 на нижнюю часть 21, первый уплотнительный элемент 10 в виде шнура упруго деформируется и при этом обеспечивает надежное уплотнение между нижней частью 21 и крышкой 22 корпуса 2.

Крепят крышку 22 на нижнюю часть 21 предпочтительно с помощью болтов или винтов, которые входят в зацепление, проходя через отверстия или резьбовые отверстия (не указаны ссылочными позициями на фиг. 1 и фиг. 2), созданные в первой уплотнительной поверхности 212, таким образом, нижняя часть 21 и крышка 22 стягиваются в упор друг другу и герметично скрепляются вместе винтами.

Альтернативно, возможно обеспечение паза 213 под уплотнение в крышке 22 корпуса 2 или создание паза под уплотнение как в нижней части 21, так и в крышке 22. По соображениям изготовления и сборки предпочтительным является создание паза 213 под уплотнение и/или пазов под уплотнение только в нижней части 21.

Для уплотнения между боковой крышкой 9 и корпусом 2 боковая крышка 9 имеет первую контактную поверхность 91, которая взаимодействует со второй контактной поверхностью 23, обеспеченной на корпусе 2 (см. фиг. 3). Вторая контактная поверхность 23 окружает вал 3 и проходит как поверх нижней части 21 корпуса 2, так и поверх крышки 22 корпуса 2. Для ясности на фиг. 3 показана с увеличением боковая крышка 9 и часть корпуса 2, как вид сверху на нижнюю часть 21, здесь боковая крышка 9 еще не соединена с корпусом 2. Можно также видеть паз 213 под уплотнение в нижней части 21 корпуса 2, который проходит до и во вторую контактную поверхность 23 корпуса 2.

Уплотнительное соединение между боковой крышкой 9 и корпусом 2 представляет конкретную проблему, поскольку здесь три компонент s крепятся друг с другом, то есть боковая крышка 9, нижняя часть 21 и крышка 22 корпуса 2. Первая контактная поверхность 91 боковой крышки 9 образована одной из ограничивающих ее поверхностей в аксиальном направлении A. Вторая контактная поверхность 23 корпуса 2 является перпендикулярной аксиальному направлению A и при этом установлена противоположно первой контактной поверхности 91.

Согласно изобретению, обеспечена выемка 24 во второй контактной поверхности 23 корпуса 2, которая в данном примере выполнена, как центральный вырез во второй контактной поверхности 23. Кроме того, обеспечен выступ 92 в первой контактной поверхности 91 боковой крышки 9. Выступ в данном примере выполнен, как центральный подъем. Выемка 24 и выступ 92 здесь выполнены и расположены относительно друг друга так, что вместе образуют кольцеобразный паз 29 для размещения кольцеобразного уплотнительного элемента 11 (см. также фиг. 4 и фиг. 5) при установленной боковой крышке 9.

Для данной цели центральный вырез, который образует выемку 24 во второй контактной поверхности 23, выполнен, по существу, с круглым поперечным сечением диаметр которого больше, чем у подъема, выполненного аналогично, по существу с, круглым сечением, причем подъем образует выступ 92 в первой контактной поверхности 91 в описанном варианте осуществления. При этом кольцеобразный паз 29, образуемый совместно, возникает только после соединения боковой крышки 9 и корпуса 2. Данный кольцеобразный паз 29, следовательно, является радиально снаружи ограниченным боковой стенкой 241 выемки 24 во второй контактной поверхности 23 корпуса 2 и радиально внутри боковой ограничивающей поверхностью 921 выступа 92 в первой контактной поверхности 91 боковой крышки 9.

На фиг. 4 схематично показан кольцеобразный паз 29 который получается при соединении боковой крышки 9 и корпуса 2. Для ясности кольцеобразный уплотнительный элемент 11 и уплотнительный элемент 10 в виде шнура не показаны на фиг. 4. Кроме того, показанное на фиг. 4 ограничено верхней половиной фиг. 3, что достаточно для понимания.

Фиг. 5 является аналогичной фиг. 4, однако здесь кольцеобразный уплотнительный элемент 11 вставлен в кольцеобразный паз 29 и уплотнительный элемент 10 в виде шнура вставлен в паз 213 под уплотнение данного примера.

Через посредство соединения боковой крышки 9 и корпуса 2, получается кольцеобразный паз 29 при взаимодействии выступа 92 в боковой крышке 9 и выемки 24 в корпусе 2, причем кольцеобразный паз окружает вал 3 насоса 1. Первая контактная поверхность 92 и вторая контактная поверхность 23 находятся в прямом контакте друг с другом после установки боковой крышки в зоне, ограниченной кольцеобразным пазом 29.

Как специально показано на фиг. 4, кольцеобразный паз 29 имеет, по существу, прямоугольное поперечную поверхность поперечного сечения в плоскости перпендикулярной его продольной оси, проходящей в направлении по периметру. Площадь сечения определяет аксиальная глубина T кольцеобразного паза 29, то есть его глубина относительно аксиального направления A, и радиальная ширина B кольцеобразного паза 29, то есть его ширина относительно аксиального направления A перпендикулярного радиальному направлению.

Как ясно из показанного на фиг. 4 предпочтительно паз 213 под уплотнение открывается, по существу, перпендикулярно в кольцеобразный паз 29. Поскольку концевая поверхность уплотнительного элемента 10 в виде шнура, установленная на второй контактной поверхности 23 предпочтительно является плоской, то есть не криволинейной поверхностью, (см. фиг. 5) максимально надежный контакт между уплотнительным элементом 10 в виде шнура и кольцеобразным уплотнительным элементом 11 можно реализовать в кольцеобразном пазу 29 посредством данного признака.

Также предпочтительно, радиальная ширина B кольцеобразного паза 29 больше ширины уплотнительного элемента 10 в виде шнура. Паз 213 под уплотнение здесь расположен так, что открывается по центру в кольцеобразный паз 29.

Кольцеобразный уплотнительный элемент 11, который вставлен в кольцеобразный паз 29, предпочтительно имеет круглое или эллиптическое поверхность поперечного сечения так что обычные уплотнительные элементы, например, кольцевые прокладки круглого сечения, можно применять в данном случае. Естественно, также возможным является кольцеобразный уплотнительный элемент с отличающимся сечением, например, прямоугольным и в частности квадратным сечением. Кольцеобразному уплотнительному элементу 11 предпочтительно придают размеры, с высотой, то есть размером в аксиальном направлении A, больше аксиальной глубины T кольцеобразного паза 29. При этом кольцеобразный уплотнительный элемент 11 выступает за пределы выступа 92 первой контактной поверхности 91 относительно аксиального направления A, когда боковая крышка 9 не смонтирована. При установке боковой крышки 9 на корпус 2, кольцеобразный уплотнительный элемент соответственно упруго деформируется, следствием чего является тесный контакт с концевой поверхностью уплотнительного элемента 10 в виде шнура (см. фиг. 5). Размер в радиальном направлении кольцеобразного уплотнительного элемента 11 предпочтительно принимают таким, что элемент заполняет по радиальной ширине B кольцеобразный паз 29.

Уплотнительный элемент 10 в виде шнура является предпочтительно аналогичным кольцевой прокладке круглого сечения, вместе с тем, элемент выполняется не кольцеобразным, но как шнур с двумя концами и, например, закругленным или с круглым сечением перпендикулярным его продольной оси. В радиальном направлении уплотнительному элементу 10 в виде шнура обычно придают такую ширину, что элемент не полностью заполняет паз 213 под уплотнение, как показано на фиг. 5.

В качестве материала как для кольцеобразного уплотнительного элемента 11, так и для уплотнительного элемента 10 в виде шнура подходят все известные материалы, которые применяютcя для таких уплотнений, в частности, эластомеры, например нитрильный каучук и конкретнее бутадиен-нитрильный каучук.

При сборке насоса 1, можно, например, проводить следующие операции. Уплотнительный элемент 10 в виде шнура вставляют в паз 213 под уплотнение, созданный для данной цели в нижней части 21 корпуса 2, соответственно с двух сторон от вала 3 (см., например, фиг. 2), так что он проходит от второй контактной поверхности 23 корпуса 2 вдоль аксиального направления A, следуя внутреннему контуру насоса 1 до противоположного по оси конца насоса 1. Затем крышку 22 корпуса 2 можно соединить с нижней частью 21, при этом уплотнительный элемент 10 в виде шнура предпочтительно упруго деформируется в пазу 213 под уплотнение и участвует в создании уплотнения между нижней частью 21 и крышкой 22.

До установки боковой крышки 9, кольцеобразный уплотнительный элемент 11 устанавливают вокруг выступа 92 в боковой крышке 9. После установки боковой крышки 9 на корпусе 2 образуется кольцеобразный паз 29, в который вставлен кольцеобразный уплотнительный элемент 11, который прижимается в упор к концевой поверхности уплотнительного элемента 10 в виде шнура, который вставлен в паз 213 под уплотнение. Данное состояние показано на фиг. 5.

В конструктивном исполнении, согласно изобретению, с кольцеобразным пазом 29, который образуют совместно выступ 92 в первой контактной поверхности 91 боковой крышки 9 и выемка 24 во второй контактной поверхности 23 корпуса 2, весьма предпочтительным способом объединяют действие главным образом аксиального уплотнения с действием главным образом радиального уплотнения.

Как показано на фиг. 5 получаются дополнительные аксиальные уплотнительные поверхности 30 и дополнительные радиальные уплотнительные поверхности 31, которые вносят вклад в улучшение уплотнения между корпусом 2 и боковой крышкой 9 с помощью общего кольцеобразного паза 29, одна стенка которого образована боковой стенкой 241 выемок 24, а другая стенка образована боковой ограничивающей поверхностью 921 выступа 92.

Данное улучшенное действие уплотнения является особенно предпочтительным также с учетом максимально возможного рабочего давления насоса 1. При этом, насос 1 можно, например, конструктивно исполнить в одном варианте осуществления, как центробежный насос с расчетным давлением, по меньшей мере, 50 бар (5 Мпа) и предпочтительно, по меньшей мере, 100 бар (10 МПа).

На фиг. 6 конкретизирован в иллюстрации аналогичной фиг. 5 особенно предпочтительный вариант конструктивного исполнения насоса 1 согласно изобретению. Ниже описаны только отличия от описанного варианта осуществления. Приведенные выше описания являются действительными, будучи одинаковыми или аналогичными также для данного варианта. В частности, ссылочные позиции имеют идентичное или аналогичное значение аналогичных частей или частей с аналогичными функциями.

Для варианта, показанного на фиг. 6 паз 213 под уплотнение имеет вырез 214 на своем проеме ко второй контактной поверхности 23 и/или в кольцеобразный паз 29, причем выемка расположена лежащей радиально внутрь от паза 213 под уплотнение поверх отрезка длины L. Вырез 214 проходит параллельно пазу 213 под уплотнение так, что паз 213 под уплотнение в своей концевой зоне в аксиальном направлении A на отрезке длины L имеет размер в радиальном направлении больше на ширину D выреза 214. Как показано на фиг. 6 лежащая радиально внутри ограничивающая поверхность 215 выреза 214 расположена так, ближе к валу 3, чем боковая ограничивающая поверхность 921 выступа 92. При этом имеется участок 216 между боковой ограничивающей поверхностью 921 выступа 92 и ограничивающей поверхностью 215 выреза 214, расположенной радиально внутрь от последней, участок является частью первой контактной поверхности 91 боковой крышки 9.

Упругий предварительно нагружающий элемент 217, который прикладывает радиально снаружи направленную предварительную нагрузку на уплотнительный элемент 10 в виде шнура, предпочтительно вставлен в вырез 214. Предпочтительно предварительно нагружающий элемент 217 является пружинящим и в частности выполненным предпочтительно, как пружина. Пружина 217 проходит параллельно уплотнительному элементу 10 в виде шнура и имеет размер по ширине больше ширины D выреза 214 относительно радиального направления. После установки боковой крышки 9 пружина 217 может опираться на участок 216.

Вариант, имеющий предварительно нагружающий элемент 217, дает несколько преимуществ. Во время работы насоса 1, предварительно нагружающий элемент создает дополнительное усилие, так что даже для малых рабочих давлений, например, при пуске насоса 1, немедленно реализуется достаточно эффективное уплотнение между корпусом 2 и боковой крышкой 9. Также, учитывая длительную работу насоса 1, предварительно нагружающий элемент 217 является предпочтительным. Если деградация, усталостные, другие изменения или износ уплотнительного элемента 10 в виде шнура возникают с увеличением продолжительности работы насоса 1, их можно компенсировать действием предварительно нагружающего элемента 217, который надежно прижимает уплотнительный элемент 10 в виде шнура, лежащий радиально снаружи, в упор к стенке паза 213 под уплотнение.

Предпочтительным является, как дополнительный признак с учетом весьма высоких рабочих давлений насоса, применение герметика из подвижной жидкости в зоне общего кольцеобразного паза 29 на первой или второй уплотнительной поверхности 212 и/или 222 нижней части 21 и/или крышки 22 до соединения крышки 22 с нижней частью 21, то есть нанесения текучей среды, усиливающей действие уплотнения между двумя уплотнительными поверхностями 212 и 222.

Естественно понятно, что уплотнение второй боковой крышки или дополнительных боковых крышек на корпусе 2 предпочтительно происходит идентично или аналогично описанному выше, при том, что изобретение описано со ссылкой только на одну из двух боковыми крышек 9.

Изобретение касается насоса, имеющего корпус (2) с осевым разъемом, который содержит нижнюю часть (21) и крышку (22), имеющего вращающийся вал (3) в аксиальном направлении (A), и по меньшей мере одну боковую крышку (9) для закрытия корпуса (2) в аксиальном направлении. Крышка (9) имеет первую контактную поверхность (91) для взаимодействия со второй контактной поверхностью (23), обеспеченной на корпусе (2). Поверхность (23) проходит поверх нижней части (21) и крышки (22), при этом нижняя часть (21) имеет первую уплотнительную поверхность (212), а крышка (22) - вторую уплотнительную поверхность (222). Нижнюю часть (21) и крышку (22) можно скреплять друг с другом способом, где две поверхности (212, 222) входят в прямой контакт друг с другом, при этом по меньшей мере один паз (213) под уплотнение обеспечен в одной из поверхностей (212, 222) для приема уплотнительного элемента (10) в виде шнура. Паз (213) под уплотнение проходит до поверхности (23) корпуса (2), а выемка (24), окружающая вал (3), обеспечена в поверхности (23). Выступ (92), окружающий вал (23), обеспечен в поверхности (91) боковой крышки (9), при этом выемка (24) и выступ (92) выполнены и расположены так, что они вместе образуют кольцеобразный паз (29) для приема кольцеобразного уплотнительного элемента (11) при установленной крышке (9). Изобретение направлено на создание надежного и выдерживающего высокое давление уплотнения между корпусом и боковой крышкой. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Насос с осевым разъемом для перемещения текучей среды, имеющий корпус (2) с осевым разъемом, содержащий нижнюю часть (21) и крышку (22), имеющий вращающийся вал (3), образующий аксиальное направление (А), и имеющий по меньшей мере одну боковую крышку (9) для закрытия корпуса (2) в аксиальном направлении (А), при этом боковая крышка (9) имеет первую контактную поверхность (91) для взаимодействия со второй контактной поверхностью (23), имеющейся на корпусе (2), причем вторая контактная поверхность проходит как поверх нижней части (21), так и поверх крышки (22), при этом нижняя часть (21) имеет первую уплотнительную поверхность (212), и крышка (22) имеет вторую уплотнительную поверхность (222), при этом нижняя часть (21) и крышка (22) выполнены с возможностью скрепления друг с другом так, что две уплотнительные поверхности (212, 222) имеют непосредственный контакт друг с другом, при этом по меньшей мере один паз (213) под уплотнение имеется в одной из уплотнительных поверхностей (212, 222) для размещения уплотнительного элемента (10) в виде шнура, причем паз (213) под уплотнение проходит до второй контактной поверхности (23) корпуса (2), отличающийся тем, что во второй контактной поверхности (23) имеется выемка (24), окружающая вал (3), в первой контактной поверхности (91) боковой крышки (9) имеется выступ (92), окружающий вал (3), при этом выемка (24) и выступ (92) выполнены и расположены так, что вместе образуют кольцеобразный паз (29) для размещения кольцеобразного уплотнительного элемента (11) при установленной боковой крышке (9).

2. Насос по п. 1, в котором уплотнительный элемент (10) в виде шнура вставлен в паз (213) под уплотнение и кольцеобразный уплотнительный элемент (11) вставлен в кольцеобразный паз (29) под уплотнение.

3. Насос по одному из предшествующих пунктов, в котором уплотнительный элемент (10) в виде шнура имеет плоскую поверхность поперечного сечения на второй контактной поверхности (23).

4. Насос по п. 1 или 2, в котором паз (213) под уплотнение выполнен с возможностью по существу открываться перпендикулярно в кольцеобразный паз (29).

5. Насос по п. 1, в котором паз (213) под уплотнение обеспечен в нижней части (21) корпуса (2).

6. Насос по п. 1 или 2, в котором паз (213) под уплотнение проходит от второй контактной поверхности (23) до конца насоса, расположенного противоположно относительно аксиального направления (А), причем конец выполнен с возможностью приема второй боковой крышки (9), выполненной с возможностью закрытия корпуса (2), и в котором уплотнительный элемент (10) в виде шнура вставлен в паз (213) под уплотнение, причем уплотнительный элемент проходит по всей продольной протяженности паза (213) под уплотнение.

7. Насос по п. 1 или 2, в котором кольцеобразный паз (29), образованный выемкой (24) и выступом (92), имеет по существу прямоугольную поверхность поперечного сечения перпендикулярную его продольной протяженности.

8. Насос по п. 1 или 2, в котором кольцеобразный паз (29) имеет ширину (В) в радиальном направлении больше ширины уплотнительного элемента (10) в виде шнура.

9. Насос по п. 1 или 2, в котором кольцеобразный уплотнительный элемент (11) вставлен в кольцеобразный паз (29), причем кольцеобразный уплотнительный элемент предпочтительно имеет круглую или эллиптическую поверхность поперечного сечения.

10. Насос по п. 1 или 2, в котором кольцеобразный уплотнительный элемент (11) имеет высоту в аксиальном направлении больше глубины (Т) кольцеобразного паза (29) в аксиальном направлении (А).

11. Насос по п. 1 или 2, в котором паз (213) под уплотнение имеет вырез (214) на своем проеме во вторую контактную поверхность (23), причем вырез расположен лежащим радиально внутрь относительно паза (213) под уплотнение.

12. Насос по п. 11, в котором упругий предварительно нагружающий элемент (217) вставлен в вырез, причем предварительно нагружающий элемент выполнен с возможностью приложения предварительной нагрузки, направленной радиально наружу, на уплотнительный элемент (11) в виде шнура.

13. Насос по п. 12, в котором предварительно нагружающий элемент (217) является упруго пружинящим и проходит параллельно уплотнительному элементу (11) в виде шнура и предпочтительно выполнен в виде пружины (217).

14. Насос по п. 1 или 2, в котором кольцеобразный уплотнительный элемент (11) и уплотнительный элемент (10) в виде шнура выполнены из эластомера, в частности из нитрильного каучука, в особенности из бутадиен-нитрильного каучука БНК.

15. Насос по п. 1 или 2, выполненный как центробежный насос, имеющий расчетное давление по меньшей мере 50 бар (5 МПа), предпочтительно по меньшей мере 100 бар (10 МПа).