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

Изобретение относится к насосостроению, а именно к центробежным насосам с автоматическим устройством уравновешивания осевых сил, возникающих на роторе при изменении режима работы насоса.

Известен центробежный насос, содержащий корпус и установленное в нем на валу рабочее колесо с лопатками, расположенными между ведомым и ведущим дисками, на внешней поверхности последнего из которых выполнены пазы с размещенными в них с возможностью перемещения лопатками и в пазах установлены упругие элементы, закрепленные на лопатках 1.

Недостатком известного центробежного насоса является низкая надежность конструкции, объсняющаяся наличием дисбаланса ротора, возникающего вследствие различного радиального выдвижения каждой из лопаток импеллера из пазов ведущего диска в связи с тем, что они не взаимосвязаны между собой.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату центробежный насос, содержащий корпус, закрепленное в нем на валу рабочее колесо с ведомым и ведущим дисками, на наружной стороне последнего из которых расположены импеллерные лопатки, имеющие хвостовики, с зубчатой нарезкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на валу, жестко закрепленным на последнем, а лопатки установлены на подшипниках и имеют оси, жестко соединенные с зубчатым колееом 2.

Жесткая связь поворота лопаток импеллера, обусловливает изменение их периферийного радиуса с осевым смещением ротора насоса под действием осевой силы. Это ограничивает применимость устройства для уравновешивания значительных осевых сил в широком диапазоне режимов работы, так как в этом случае необходимо обеспечивать большие перемещения ротора насоса. Недостаточная надежность устройства уравновешивания осевых сил объясняется тем, что угловой поворот лопаток импеллера осуществляется по зубчатому соединению, через которое передается крутящий момент. Это, кроме износа и возможности заклинивания соединения, приводит к неполному уравновешиванию осевых сил, величина которых зависит от сил трения и люфтов в зубчатом соединении и шлицах вала. Недостаточная надежность определяется также расположением в корпусе дополнительных подшипников, на которых установлена втулка с лопатками импеллера. Выполнение дополнительной подшипниковой опоры в непосредственной близости от лопаток и.мпеллера усложняет смазку и охлаждение ее под шипников, так как импеллер имеет высокую отсасывающую способность и существенно повышает температуру жидкости, находящейся в боковой пазухе между диском и корпусом насоса.

Цель изобретения - уравновещивание осевых сил в щироком диапазоне режимов работы путем регулирования угла поворота импеллерных лопаток при изменении частоты вращения рабочего колеса.

Указанная цель достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, закрепленное в нем на валу рабочее колесо с ведомым и ведущим дисками, на наружной стороне последнего из которых расположены импеллерные лопатки, имеющие хвостовики с зубчатой нарезкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на валу, зубчатое колесо установлено на валу с возможностью поворота, а лопатки подпружинены и наклонены в сторону вращения под острым углом.

На фиг. 1 изображен центробежный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Центробежный насос, содержит корпус 1, закрепленное в нем на валу 2 рабочее колесо 3 с ведомым и ведушим дисками 4 и 5, на наружной стороне 6 последнего из которых расположены импеллерные лопатки 7, имеющие хвостовики 8 с зубчатой на резкой 9, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 10, установленным на валу 2 с возможностью поворота, а лопатки 7 подпружинены упругими элементами 7 и наклонены в сторону вращения под острым углом.

Устройство работает следующим образом.

При работе насоса на повышенных оборотах возникает неуравновешенная осевая сила. Одновременно увеличивается пропорциональная квадрату угловой скорости вращения колеса 8 центробежная сила, действующая на лопатки 7. Когда центробежная сила, действующая на лопатки 7, превысит силу упругих элементов 11, импеллерные лопатки 7 поворачиваются в сторону увеличения радиуса их действия, в результате чего возникает противоположно направленная осевая сила, которая уравновешает или значительно уменьшает первоначальную осевую силу.

Такое выполнение центробежного насоса дает возможность производить разгрузку рабочего колеса от действия осевой силы в широком диапазоне режимов работы насоса.

I ч;

Osl

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус, закрепленное в нем на валу рабочее колесо с ведомым и ведущим дисками, на наружной стороне последнего из которых расположены импеллерные лопатки, имеющие хвостовики с зубчатой нарезкой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, установленным на валу, отличающийся тем, что, с целью уравновещивания осевых сил в щироком диапазоне режимов работы путем регулирования угла поворота импеллерных лопаток при изменении частоты вращения рабочего колеса, зубчатое колесо установлено на валу с возможностью поворота, а лопатки подпружинены и наклонены в сторону вращения под острым углом. (Л QD сх ND