Ротор центробежного насоса Советский патент 1984 года по МПК F04D29/22 F04D29/04 

Изобретение относится к насосортроению, а именно к центробежному Jaacocy с устройством уравновешивания осевых сил, действующих на его ротор Известен ротор центробежного насо еа, содержатий ведущий и ведомый диски, каждый из которых снабжен лопатками а один из них имеет возможность осевого перемещения и снабжен фиксатором осевого положения, выполиенным в виде пружины, усилие которо направлено в сторону увеличения расстояния между дисками ij Недостаток известного ротора заключается в его осевой неуравновешен нести. Наиболее близким техническим решением к описываемому является ротор центробежного наеоса, содержащий установленный на валу ведущий диск с закрепленными на нем лопатками, и ведо1 о 1й диск, в теле которого выполнены пазы под лопатки, причем один и дисков установлен с возможностью осе вого перемещения и снабжен фиксатором осевого положения 2, Недостатком известного ротора является невозможность регулирования осевых сил, действзпощих на ротор, при изменении режима работы и износе деталей насоса в условиях эксплуатации, а также при необходимости компенсации влияния технрлогических факторов, связанных с отклонением размеров деталей в пределах допусков S условиях производства. Цель изобретения - повьшение наде ности путем регулирования величины осевой силы. Указанная цель достигается тем, что в роторе центробежного насоса, содержащем установленный на валу вед ций Диск с закрепленными на нем лопа ками, и ведомый диск, в теле которог выполнены пазы под лопатки, причем (ОДИН из дисков установлен с возможkocTbio осевого перемещения и снабжен фиксатором осевого положения, пазы в полнены сквозными. На фиг. 1 изображен продольный ра рез ротора центробежного насоса, вариант с ручным перемещением ведомо1о диска, на фиг. 2 - то же, вариант с автоматическим пё1ремещением ведомого диска, при размещении фиксатора осевого положения на ведомом диске; на фиг. 3 - то же, при размещении фикса тора на валу; на фиг. 4 - то же, вариант с автоматическим перемещением ведущего диска при размещении фиксатора на валу; на фиг. 5 - то же, вариант с автоматическим перемещением ведущего диска вместе с валом при размещении фиксатора на ведомом диске, на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 1-5, лопатки выдвинуты из пазов; на фиг. 7то же, лопатки размещены в пазах. Ротор центробежного насоса содержит установленный на валу 1 ведущий диск 2 с закрепленными на нем лопатками 3, и ведомый диск 4, в теле.которого выполнены пазы 5 под лопатки 3, приче один из дисков 2 или 4 установлен с возможностью осевого перемещения и снабжен фиксатором осевого положения. Пазы 5 выполнены сквозными. Лопатки 3 образуют с корпусом 6 насоса импеллер с с изменяемой высотой h лопаток 3 (фиг. 6) или глубиной S пазов 5 (фиг. 7). Ведомый диск имеет уплотнительный поясок 7. Устройство фиксации (фиг. 1) расположено в зоне уплотнительного пояска 7 ведомого диска 4 и выполнено в виде регулировочной гайки 8, завинченной на резьбу, выполненную на торцевой поверхности лопаток 3. Ведомый диск 4 (фиг. 2) с одной стороны ограничен регулирующей гайкой 8, а с другой со стороны лопаток 3 подпружинен пружиной 9. Устройство фиксации (фиг. 3) расположено на валу 1 и жестко связано с домым диском 4 шнеком 10. Ведущий диск 2 (фиг. 4) с лопатками 3 расположен на валу 1 с возможностью осевого перемещения и подпружинен пружиной 9 со стороны ведомого диска 4. Устройство фиксации (фиг. 5), так же как и у роторов центробежных насосов (фиг. 1 и 2) расположено в зоне уплотнительного пояска 7 и закреплено от осевого перемещения совместно с ведомым диском 4 в корпусе 6 на подшипнике 11, причем между лопатками 3 и ведомым диском 4 размещена пружина 9, а ведущий диск 2 закреплен на. валу 1 и установлен с возможностью осевого перемещения вместе с валом 1 в корпусе 6. Устройство работает следующим образом. При работе насоса перепад давления, создаваемый импеллером со стороны ведомого диска 4, и осевая сила, действующая на него определяются геометрическими размерами, а именно высотой h лопаток 3 или глубиной 5 пазов 5 импеллера со стороны ведомого диска 4. При изменении режима работы насоса, износе уплотнений или при доводочных работах возникает необходимость регулирования импеллера со стороны ведомЬго диска 4.

Регулирование ротора (фиг. 1) производится вручную при заторможенном вале 1, при этом производят перемещение ведомого диска 4, изменяя высоту h лопаток 3 (фиг. 6) или глубину 5 пазов 5 (фиг. 7). Такое регулирование и фиксация осевого положения ведомого диска 4 обеспечивает регулирование геометрических размеров импеллера, образованного лопатками 3 или пазами 5. Регулирование импеллера позволяет изменять его воздействие на жидкость, находящуюся между стенко корпуса 6 и ведомым диском 4, и регулировать перепад.и эпюру давления, действующего на диск 4. Изменение эпюры давления, действующего на ведомый диск 4, позволяет регулировать осевую силу, действующую на ротор, а изменение перепада - уплотняющую способность импеллера.

Регулирование ротора (фиг. 2) производится автоматически при изменении давления между стенкой корпуса 6 и ведомым диском 4. При повьшении давления диск 4, сжимая пружину 9, перемещается вправо, высота h лопаток 3 (фиг. 6), выступающих относительно ведомого диска 4, увеличивается, что уменьшает давление, действующее на диск 4. При уменьшении давления высоты и лопаток 3 уменьшается, что увеличивает давление, действующее на ведомьй диск 4.

Лопатки 3 высотой импеллера выполняют здесь роль гидродинамического радиального уплотнения постоянного перепада давления. Это позволяет исключить, уменьшить или поддерживать постоянными утечки рабочей жидкости, сбрасываемой на вход лопаток 3, что приводит, кроме уменьшения объемных потерь, к улучшению актикавитационных свойств насоса за счет уменьшения влияния утечки на основной поток жидкости при входе на лопатки 3.

Регулирование ротора (фиг. 3) с предвключенным шнеком 10 осуществляется автоматически. Осевые силы, действующие на ведомый диск 4 и шнек 10, имею противоположное направлени и на номинальном режиме взаимно уничтожаются. При возникновении неуравновешенной осевой силы, действующей, например, слева направо, ведомый дис 4 со шнеком 10 перемещается вправо, высота h лопаток 3 (фиг. 6) увеличивается, давление на диск 4 уменьшается, что приводит к возникновению уравновешивающей осевой силы. При перемещении диска 4 со шнеком 10 влево высота h лопаток 3 уменьшается, давление на диск 4 увеличивается, что противодействует перемещению. - Пружины 9 роторов центробежных насосов (фиг. 2 и 3) являются не силовыми упругими элементами, а совмест но с регулирующими гайками 8 служат для настройки систем автоматического регулирования.

Регулирование ротора (фиг. 4) осуществляется автоматически. При этом ведомый диск 4 со шнеком 10 закреплен на валу 1, а осевые силы, действующие, например, справа налево на ведущий диск 2, приводят к его перемещению и сжатию пружины 9, которое компенсирует. осевое усилие от диска 2.

Осевое усилие от пружины 9 через регулировочную гайку 8 передается на вал 1. Такое перемещение ведущего диска 2 относительно ведомого диска 4 приводит к одновременному уменьшению глубины 5 пазов 5 (фиг. 7), что .увеличивает давление жидкости на ведомый диск 4 и увеличивает осевую сил передаваемую от.ведомого диска 4 на вал 1. Таким образом, при перемещении ведущего диска 2 по валу 1 происходит с одной стороны увеличение осевой силы на валу 1 от пружины 9, а с другой - увеличение осевой силы со стороны ведомого диска 4, которые компенсируют друг друга.

При перемещении ведущего диска 2 слева направо устройство работает в обратном порядке.

Регулирование ротора (фиг. 5) осуществляется автоматически при перемещении ведущего диска 2 с валом 1 относительно корпуса 6 под действием неуравновешенной осевой силы. При перемещении диска 2 справа налево пружина 9 сжимается, что компенсирует осевое усилие от ведущего диска 2 с валом 1. Осевое усилие от пружины 9 передается на ведомый диск 4, в то же время происходит уменьшение глубины S пазов 5 (фиг. 7), что увеличивает осевую силу на ведомый диск А со стороны корпуса 6. Таким образом, при перемещении ведущего диска 2 с ва лом t происходит с одной стороны увеличение осевой силы на ведомом диске 4 от пружины 9, а с другой-увеличение осевой силы на ведомом диске 4 от жидкости со стороны корпуса 6, которые компенсируют друг друга, При перемещении ведущего диска 2 с валом 1 слева направо устройство работает аналогичным образом. Пружины 9 роторов центробежных насосов (фиг. 4 и 5) являются силовыми упругими элементами и компенсируют осевое усилие от ведущего диска 2. Возможна конструкция насоса, когда ведущий и ведомьй диски 2 и А установлены с возможностью одновременного осевого перемещения один относительно другого. Предлагаемое вьтолнение ротора центробежного насоса позволяет произ водить регулирования осевых сил в широком диапазоне режимов работы, что повьшает надежность роторных мащин, а также дает возможность уменьшить объемные потери рабочей жидкости через переднее уплотнение и за счет улучшения структуры потока жидкости на входе в рабочее колесо улучшить актикавитационные свойства насосов.

РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА содержащий установленный на валу ведущий диск .с закрепленными на нем лопатками, и ведомый диск, в теле которого выполнены пазы под лопатки, причем один из дисков установлен с возможностью осевого перемещения и снабжен фиксатором осевого положения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем регулирования величины осевой силы, пазы выполнены сквозными. сл О) со

б

а S

Фиг.4