Центробежный насос Советский патент 1984 года по МПК F04D1/00 F04D29/04 

1 Изобретение относится к гйдромашиностроению и может быть использовано в центробежных насосах с лерным устройством разгрузки рабоче колеса от осевых сил. Известен центробежный насос, содержащий корпус и установленное в нем рабочее колесо, со стороны ведущего диска которого расположен импеллер, в котором уравновешивание осевых сил осуществляется при осевом перемещении рабочего колеса или рабочего колеса с валом в корпусе насоса за счет выдвижения лопаток импеллера из пазов и изменения их высоты pj Недостатком такого насоса является низкая надежность, обусловленная тем, что уравновешивагше осе вых сил, действующих на рабочее колесо, осуществляется за счет изменения одного геометрического параметра импеллера - высоты лопаток выступающих из пазов. Это приводит к тому, чта автомат разгрузки имеет недостаточную гидростатическую жесткость и для уравновешивания значительных осевых сил требуются значительные осевые перемеще1ШЯ рабочего колеса или рабочего колеса с валом в корпусе насоса, что увеличивает поверхность трущихс деталей и повышает вероятность заклинивания перемещающихся деталей н соса. Известен также центробежньп насо содержащий корпус и установленное в нем рабочее колесо, со стороны ведущего диска которого расположен и ffleллep, в котором уравновещивание осевых сил осуществляется при осевом перемещении рабочего колеса или рабочего с валом в корпусе насо са, за счет радиального перемещения лопаток импеллера и изменения их ди метрального размера 2. В указанном насосе уравновещивание осуществляется за счет изменения диаметрального размера лопаток импеллера, что с шжает его надежность. Наиболее бл.изким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является центробежный насос, содержаш 1й корпус и установленное в нем на валу рабочее колесо с пазами на внещней поверхности его ведущего диска и лопат81СИ импеллера с хвостовиками,установленными в пазах ведущего диска с возможностью перемещения, снабженные приводом, причем перемещение лопаток осуществляется при изменении угловой скорости вращения колеса 3 . Недостатком известного центробежного насоса является ограниченность применения из-за того,что разгрузка рабочего колеса от осевых сил осуществляется только при изменении угловой скорости вращения рабочего колеса, так как лопатки выдвигаются из пазов под действием изменяющихся центробелсных сил. Автомат разгрузки неработоспособен при возни1сновении неуравновешенной осевой силы, обусловленной TaKHNiH факторами,как изменение подачи насоса, изменение геометрических параметров деталей насоса в пределах допусков на изготовление или их износ в процессе эксплуатации и т.д. Цель изобретения - рас1аире1ше диапазона уравновешиватгя осевой силы путем перемещения лопаток импеллера- под острым углом к оси враще1шя колеса и одновременного изменения наружного диаметра и высоты лопаток за пределами пазов. Указанная цель достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, и установленное в нем на валу рабочее колесо с пазами на внешней поверхности его ведущего диска и лопатки импеллера с хвостовиками , установленные в пазах ведущего диска с возможностью перемещения и снабженные приводом, на валу с возможностью перемещения допол1штельно установлена втулка, снабженная фиксатором, на наружной noBepkHocTH которой выполнена нарезка, а х-востовики лопаток импеллера также имеют нарезку и расположены под острым углом к оси вращения колеса, при этом лопатки и втулка кинематически связаны между собой посредством щестерни, входящей в. зацепле ше с их нарезками. На (|иг.1 изображен центробежный насос с ручньм прив,рдным механизмом выдвижения лопаток из пазов;на фиг.2 - то же, с приводным механизмом в виде порщня; на фиг.З - то же/с приводным механизмом вьщвижения лопаток из пазов от перемещения рабочего колеса; на 4иг.4 -. то же,, С приводным механизмом выдвижения паток из пазов от перемещения рабо чего колеса вместе с валом. Центробежный насос содержит кор 1и установленные в нем на валу 2рабочее колесо 3 с пазами 4 на внешней поверхности его ведущего диска 5 и лопатки 6 импеллера 7 с хвостовиками 8, установленные в пазах 4 ведущего диска 5 с возможностью перемещения и снабженные пр водным механизмом 9, На валу 2 с в можностью перемещения дополнитель но установлена втулка 10, снабженная фиксатором 11, на наружной поверхности которой выполнена нарезк 12, а хвостовики 8 лопаток 6 импел лера 7 также имеют нарезку 13 и расположены под острым углом d6 к оси зрагцения колеса 3, при этом лопатки б и втулка 10 кинематически связаны между собой посредством шестерни 14, входящей в зацепление с их нарезками 12 и 13. Перемещение и фиксация втулки 10 (фиг.1) осуществляется с помощью передачи 15-16, а втулки 10 (фиг.2)- автоматически от поршня 17, для чего втулка подпруяинена .. пружиной 18 относительно рабочего колеса 3 и жестко соединена стержнями 19 с поршнем 17, расположенны в полом валу 2, причем одна подпоршневая полость 20 связана каналами 21 с зоной 22 всасывания насоса, а другая каналами 23 - с зоной 24 у вала 2. Перемещение и.фиксация втулки 1 (фиг.З) осуществляется автоматичес ки от перемещения рабочего колеса 3, для чего втулка образовано ступицей 25 рабочего колеса 3, устано ленного на шлицах 26 с возможностью осевого перемещения по валу на котором закреплена дополнительн втулка 27 причем в пазах 28 последней выполнены направляющие 29 хвостовиков 8 лопаток 6 и размещен шестерни 14. Перемешение и фиксация втулки 1 (фиг.4) осуществляется автоматичес ки от перемещения рабочего колеса вместе с валом 2, для чего втулка образована цилиндрической поверхностью вала 2, установленного с во можностью осевого перемещения в кор пусе I, в котором на подшипнике 30 Установлена дополнительна втулка причем рабочее колесо 3 жестко закреплено на валу 2. Устройство работает следующим образом. При работе насоса на номинальном режиме осевая сила, действующая на рабочее колесо 3 уравновешивается за счет установления расчетных значений высоты и диаметрального размера лопаток 6, выступающих из пазов 4 ведущего диска 5 рабочего колеса 3. При изменении решма работы насоса, например его подачи,производится перемещение лопаток 6 с помощью приводного механизма в пазах 4 ведущего диска 5 колеса 3. Регуга1рование насоса (фиг.1) производится вручную при .отключенном насосе путем перемещения гайки 16,а регулирование насоса (фиг.2) - автоматически при изменении давления в боковой пазухе между корпусом и ведуш им диском 5. Указанное изменение давления из зоны 24 через каналы 23 воздействует на поршень 17, который через стержни 19, с ;симая пружину 18, перемещает втулку 10,что приводит к повороту шестерен 14 и перемещению лопаток 6- в пазах 4. При увеличении давления в збне 24 лопатки 6 выдвигаются из пазов 4, а при уменьшении вдвигаются. Данная конструкция применяется при невозможности обеспечить осевые перемещения рабочего колеса 3 относительно корпуса 1, например из-аа прочности рабочего колеса (фнг.З) или из-за наличия концевых уплотнений вала, не допускающих его осевого перемещения в корпусе (4иг.4). При отсутствии этих ограничений возможно выполнение конструкций насосов, изображенных на фиг.З и 4,которые позволяют обеспечить полное уравновешивание осевых сил на всех режимах работы насоса, так как воздействующим фактором на выдвиже1ше лопаток из пазов 4 является перемещение рабочего колеса 3 под действием неуравновешенной осевой силы. . Регулированиенасоса (фиг.З) производится автоматически при осевом перемещении рабочего колеса 3 по шлицам 26 вала 2. Вьщвижение лопаток б из пазов 4 осуществляется аналогично конструкциям, изображенным .1 и 2, путем взаимодействия 10 хвостовиков 8 через гшестерни15 со втулкой 10. Рерулирование насоса (фиг.4) прои водите автоматически при осевом пepe 4eщeнии рабочего колеса 3 сорместно с валом 2 относительно корпус 1, 3 котором на подшипнике 30 расположена втулка 27, вращающаяся совместно с валом 2. Перемещение лопаток 6 в пазах 4 под углом позвиляет производить урав новешивание осевых сил за счет одновременного изменешя высоты и наружного дщаметра пластин,что обеспечивает повьппение гидростатической жесткости автомата разгрузки и .уменьшение осевых перемещений контак тирующих деталей насоса, обеспечивающих уравновешивание осевых сил. Выполнение приводного механизма 9 в виде вьщвижной втулки 10,снабженной шестернями 14, позволяет реализовать в предлагаемых конструкциях любой угол выдвижения лопаток из пазов 4, а также уменьшить дисбаланс рабочего колега, вызываемый неодинаковым перемещением лопаток в пазах 4 ведущего диска 5. Предлагаемые конструкции центробежного насоса позволяют повысить его надежность путем уравновешивакия осевых сил в широком диапазоне режимов его работы, увеличить ресурс его работы и повысить экономичность обслзживания,

(Pt/9,f

11 и / 15 W Z

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус,установленное в нем на валу рабочее колесо с пазами на внешней поверхности его ведущего диска и лопатки импеллера с хвостовиками, установленные в пазах ведущегодиска с возможностью перемещения и снабженные приводом, отличающийся тем,что, с целью распирения диапазона уравновещивания осевой силы путем перемещения лопаток импеллера под острым углом к оси вращения колеса и одновременного изменения каруууюго диаметра и высоты лопаток за пределами пазов, на валу с возможностью перемещения дополнительно установлена втулка, снабженная фиксаторо.1, на наружной поверхности которой закреплена нарезка, а хвостовики, лопатокимпеллера также имеют нарезку и расположены под острым углом к оси вращения колеса, при § этом лопатки и втулка кинетически связаны между собой посредством (Л шестерни, входящей в зацепление с их нарезками.