Центробежный насос Советский патент 1984 года по МПК F04D1/02 F04D15/02 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях насосов, предназначенных ,аля перекачивания криогенных и нагретых высококипящих жидкостей.

Известеи центробежный насос, содержаП1,ий корпус и размещенные в нем лопастное колесо со ступицей, установленное на валу и предвключенный шпек с приводом |Г.

Однако данный насос не обеспечивает быстрого запуска ири незаполненной выходной магистрали, поскольку в этом случае частота вращения W вала насоса меньше, а объемный расход Q жидкости через насос болыпе, чем соответствующие значения Wp и QP на расчетном режиме (приведенный расход J), вследствие чего предвключенный не только не создает напора, необходимого для бессрывной работы пентробежного колеса, а напротив является дополнительным гидравлическим сопротивлением, уменьшающим кавитационный запас. В результате при номинальном давлении на входе происходит кавитационный срыв центробежного колеса, а следовательно, и насоса. Гри заданном гидравлическом сопротивлении выходной магистрали насоса это приводит к уменьшению расхода жидкости через насос и соответствующему увеличению времени запуска.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является центробежный насос, содержащий корпус и размепгенные в пем переднюю оиору, имеющую полость, подключенную к выходной магистрали насоса, лопастное колесо со ступицей, установленное на валу, и предк.поченный пщек, связанньц1 со стуницей поередство.м отключаемого фрикционного гфивода, причем в валу выполнен осевой канал, а в ступице перед входными кромками лопастей - радиальпые сверления юдсоединенные к каналу 2.

Однако при перекачивании криогепгц,1.х и нагретых высококипящих жидкостей запуск насоса требует больших затрат времени.

Целью изобретения является ускорение запуска пасоса при перекачивании криогенной и нагретой высококипящей жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что в п,ентробежпом насосе, содержаще.м корпус и размещенные в нем нереднюю онору, имею Шую полость, подключенную к выходной магистрали насоса, лопастное колесо со ступицей, установленное на валу, и иредвключенный щнек, связанный со ступицей посредством отключаемого фрикционного привода, причем в валу выполнен осевой канал, а в ступице перед входными кромками лопастей - радиальные сверления, подсоединенные к каналу, щнек снабжен подпружиненной втулкой и установленным в ней па подщипниках хвостовиком с обечайкой, разме1це1щыми в полости передней опоры с возможностью осевого перемещения, а фрикционный привод выполпеп в виде конических участков ступицы и обечайки- хвостовика, обращенных друг к другу, при этом канал

в валу 11одк.:почеп к источнику пониженного давления, а радиальные сверления размеш.ены на коническом участке ступицы.

На чертеже представлен центробежный насос, нродольный разрез.

Центробежный насос содержит корпус 1

и размен енные в нем переднюю оиору 2 с внутренней конической поверхностью на конце и нолостью 3, подключенной к выходной магистрали (не показана) насоса, лопастное колесо 4 со ступицей 5, установленг мое па валу 6, п предвключенный Н1нек 7, связанный со ступицей 5 п.осредством отключаемог(з фрикционного привода 8, причем в валу 6 выполнен осевой канал 9, а в ступице 5 перед входными кромками лопастей 10 -радиальные сверления 11, иодсоеди0 ненные к каналу 9. Шнек 7 снабжен подпружиненной посредством пружины 12 втулки 13 и установленным в ней на подщипниках 14 хвостовиком 15 с обечайками 16, размендеппымп в полости 3 передней опоры 2 с возможпостью осевого перемещения, а фрикционный привод 8 выполнен в виде коиических участков 17 и 18 ступицы 5 и обечайки 16 хвостовика 15, обращенных друг к другу, при этом канал 9 в Ba;iy 6 подключен к источнику пониженного давле0 ния, а радиальные сверления 11 размеи;ены на коническом участке 17 ступицы 5.

Для подачи давления из выходной магистра.ли к полости 3 служит трубка 19.

Центробежный насос работает следуюН1ИМ образом.

До нача,ла запуска, когда выходная магистраль насоса не заполнена и давление в ней низкое, втулка 13 нод действие.м пруйчппы 12 находится в крайнем левом положепии, отжимая конический участок 18 обечайки 16 от стугшцы 5 и прижимая обечайку 16 к внутренней конической юверхности передней опоры 2, чем обеспечивается неподвижность предвключенного шнека 7. Проходя через неподвижный шнек 7, жид кость получает закрутку. По мере приближения частиц жидкости к оси насоса их окружная скорость растет, а давление падает, пока не становится равным давлению пасьиценных паров перекачиваемой жидкос- 1и. В результате жидкость вскипает с образованием паровых пузырьков, которые, перемещаясь к центральной оси щнека 7, образуют вокру - нее паровую полость. Через радиальные сверления 11, которые в этот момент открыты, и канал 9 пар из паровой

5 полости непрерывно отводится к источнику попиженного давления. В качестве последпего может быть использован вакуум-насос пли окружающее (забортное) пространство. если насос является частью гидравлической системы высотного летательного аппарата. Непрерывное испарение жидкости в области между шнеком 7 и лопастным колесом 4 приводит к снижению ее температуры, а следовательно, и давления насыщенных паров на входе. При заданной температуре жидкости на входе в насос такое охлаждение приводит к увеличению кавитационного запаса, тем самым обеспечивается бескавитационная работа центробежного насоса, что в свою очередь, способствует увеличению расхода жидкости через насос и соответствует ускорению его запуска. После того как запуск насоса закончен и он вышел на расчетный режим работы, давление в выходной магистрали, а следовательно, и в полости 3 растет. Под действием этого давления втулка 13, преодолевая сопротивление пружины 12, персмепгается в крайнее правое положение. При этом перемещается также связанная с втулкой 13 обечайка 16, прижимаясь своим коническим участком 18 к коническому участку 17 ступицы 5, обеспечивая тем самым привод щнека 7 от вала 6. Одновременно обечайка 16 перекрывает радиальные сверлеаия 11, отсекая проточную часть насоса от источника низкого давления. Бескавитационная работа насоса на расчетном режиме обеспечивается за счет напора, создаваемого предвключенным шнеком 7. При остановке насоса и опорожнении выходной магистрали давлениев полости 3 падает, и втулка 13 с участком 18 конической обечайки 16 перемещаются в исходное (крайнее левое) положение, разрывая связь между валом 6 и шнеком 7.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содер жащий корпус и размещенные в нем переднюю опору, имеющую полость, подключенную к выходной магистрали насоса, лопастное колесо со ступицей, установленное на валу, и предвключенный щнек, связанный со ступицей посредством отключаемого фрик ционного привода, причем в валу выполнен осевой канал, а в ступице перед входными кромка.ми лопастей - радиальные сверления, подсоединенные к каналу, отличающийся тем, что, с целью ускорения запуска насоса при перекачивании криогенной и нагретой высококипящей жидкостей, шнек снабжен подпружиненной втулкой и установленным в ней на подщипниках хвостовиком с обечайкой, размещенными в полости передней опоры с возможностью осевого перемещения а фрикционный привод выполнен в виде конических участков ступицы и обечайки хвостовика, обращенных друг к другу, при этом канал в валу подключен к источнику пониженного давления, а радиальные сверления размещены на коническом участке СТУПИЦЫ. Н источнику доёлени