Самовсасывающий насосный агрегат Советский патент 1984 года по МПК F04D9/02 

I

Изобретение относится к насосостроению, а именно к самовсасывающим насосным агрегатам.

Известен самовсасывающий насосный агрегат, содержащий цент{ обежный насос с полостями всасьшания и нагнетания и жидкостно-кольцевой вакуум-насос, установленные на одном валу, аккумулятор жидкости и систему управления вакуум-насосом. Система управления выполнена в виде золотникового распределителя, управляемого поплавком 1.

Недостатками даршого агрегата являются низкая надежность, больщие габариты и металлоемкость, обусловленная громоздкостью поплавка и малой надежностью системы управления, особенно при работе на загрязненной жидкости.

Наиболее близким по технической суищоо ти к изобрете1гаю является самовсасывающий насосный агрегат, содержащий центробежный насос с полостями всасывания и нагнетания и жидкостно-кольдевой вакуум-насос, установленные на одном валу, аккумулятор жидкости и систему диафрагменных клапанов управления вакуум-насосом, при этом последняя сообщена. с полостями всасывания и нагнетания центробежного насоса, с вакуум-насосом и атмосферой и снабжена магистралями сброса жидкости из вакуум-насоса и подпитки вакуум-насоса жидкостью из аккумулятора 2.

Недостатком известного агрегата является низкая надежность при работе в условиях наличия подпора на всасывании.

Цель изобретения - повыщение надежности при работе в условиях наличия подпора на всасывании.

Указанная цель достигается тем, что в самовсасывающем насосном агрегате, содержащем центробежный насос с . полостями всасывания и нагнетания и жидкостно-кольдевой вакуум-насос, установленные на одном валу, аккумулятор жидкости и систему диафрагменных клапанов управления вакуум-насосом, при зтом последняя сообщена с полостями всасывания и нагнетания центробежного насоса, с вакуум-насосом и атмосферой и снабжена магистралями сброса жидкости из вакуум-насоса и подпитки вакуум-насоса жидкостью из аккумулятора, система управления вакуум-насоса состоит из четырех расположенных в одном корпус клапанов, первый из которых сообщает полость всасывания центробежного насоса с вакуум-насосом, второй - вакуум-насос с атмосферой, третий клапан расположен на магистрали сброса жидкости из вакуум-на1294142

coca в аккумулятор жидкости, а четвертый на магистрали подпитки жидкостью вакуумнасоса, при зтом первый и третий клапаны нормально закрыты, а второй и четвертый 5 нормально открыты.

На фиг. 1 изображена схематическая конструкция агрегата; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схематическая кон10 струкдия системы клапанов управления в укрупненном виде (узел 1 на фиг. 1); на фиг. 5 - конструкция агрегата с автономным вакуум-насосом; на фиг. 6 - вариант компоновки системы управления агрегата, j Самовсасывающий насосный агрегат содержит центробежный насос 1 с полостями 2 и 3 всасывания и нагнетания и жидкостнокольцевой вакуум-насос 4, установленные на одном валу 5, аккумулятор 6 жидкости и систему 7 диафрагменных клапанов управления вакуум-насосом 4, при этом последняя сообщена с полостями 2 и 3 всасывания и нагнетания центробежного насоса 4 с вакуум-насосом 4 и атмосферой и снаб-, жена магистралями 8 и 9 сброса жидкости из вакуум-насоса 4 и подпитки вакзум-насо-, са 4 жидкостью из аккумулятора 6. Система управления вакуум-насоса 4 состоит из четырех расположенных в одном корпусе 10 клапанов 11-14, первый (11) из которых сообщает полость 2 всасьшания центробежного насоса 1 с вакуум-насосом 4, второй (12)вакуум-насос 4 с атмосферой, третий клапан (13) расположен на магистрали 8 сброса жидкости из вакуум-насоса 4 в аккуму5 лятор 6 жидкости, а четвертый (14) - на магистрали. 9 подпитки жидкостью вакуумнасоса 4, при зтом первый (И) и третий (13) клапаны нормально закрыты, а второй (12) и четвертый (14) нормально от0 крыты.

Агрегат имеет общий привод 15. Аккумулятор 6 имеет отверстие 16 для слива лишней жидкости и сапун 17 для выброса воздуха. Вакуум-насос 4 установлен в аккуму5 ляторе 6 на ребрах 18 и имеет распределитель 19, в котором вьшолнены всасывающая полость 20 со всасывающим окном 21 и напорная полость 22 с напорными окнами 23. В рабочем колесе 24 вакз м-насоса 4

0 выполнены отверстия 25 и 26. Система клапанов размещена в аккумуляторе 6 и выполнена следующим образом.

На цггоке 27 установлены клапаны 11 и 5 12. Клапан 11 закреплен па мембране 28, а на клапане 12 - мембрана 29. Замыкание клапана 11 на седло 30 осуществлено пружиной 31. Пружина 31 расположена в 3 камере 32. Между седлом 30 и мембраной 28 расположена камера 33, между седлами 30 и 34 расположена камера 35. Между мембраной 29 и седлом 34 расположена камера 36. За мембраной 29 располагается ка мера 37. Клапан 13 установлен на штоке 38, на другом конце которого установлена мембрана 39. Замыкание клапана 13 на его седло 40 осуществлено пружиной 41. Нормально открытый клапан 14 закреплен на мембране 42. Клапан 14 нагружен пружи ной 43 и замыкается на седло 44. В камер 45 расположен вход магистрали 8 сброса жидкости. Между седлом 44 и мембраной 42 расположена камера 46. Пружина 41 рас . положена в камере 47. Вакуум-насос 4 сообщен с камерой 47 каналом 48. Между мембранами 39 и 42 расположена камера 49j сообщенная с камерой 32 каналом 50, камера 37 сообщена с камерой 47 каналом 51. Система клапанов сообщена с полостями 2 и 3 всасывания и нагнетания центробежного насоса 1 магистрали 52 и 53, а камера 35 системы управления - с .вакуумомнасосом магистралью 54. На магистрали 52 установлен обратный клапан 55. При выпол нении вакуум-насоса автономно он сообщается дополнительной магистралью 56 с аккумулятором жидкости 6 (фиг. 5). Агрегат работает следующим образом. Перед первым запуском самовсасывающего агрегата в аккумулятор 6 заливают рабочую жидкость. При последующих запусках заливка и пополнение рабочей жидкосга не требуется, так как жидкость в акку муляторе автоматически пополняется после каждого запуска самовсасывающего агрегата за счет прососа жидкостно-кольцевым вакуум-насосом 4 небольшого количества перекачиваемой центробежным насосом 1 жидкости перед закрытием клапана 11. При включении самовсасьшающегося агрегата вал 5 с насаженным на него рабочим колесом 24 жидкостно-кольцевого вакуум-насоса 4 и рабочим колесом центробежного насоса 1 начинает вращаться. В корпусе жидкостнокольцевого вакуум-насоса 4 образуется жид костное кольцо с некоторым давлением. По каналу 48 давление распространяется в камеру 47, и далее по каналу 51 в камеру 37. Под действием этого давления мембрана 29 вместе с клапаном 12, щтоком 27 и клапаном 11 перемещается вправо, преодолевая усилие пружины 31. Клапан 12 закрывается, а клапан 11 открьтается, сообщая камеру 33 с камерой 35. Воздух из полости всасывания 2 центробежного насоса 144 1 по магистрали 52 через обратньп клапан 55 поступает в камеру 33 и далее в камеру 35. Из камеры 35 воздух по. магистрали 54 поступает во всасывающую полость 20 распределителя 19. В то же время в магистраль 54 через нормально открытый клапан 14 и магистраль 9 поступает жидкость из аккумулятора 6 для пополнения жидкостного кольца. Таким образом, во всасывающую полость 20 одновременно засасьгеается воздух из центробежного насоса 1 и небольщое дозированное количество жидкости. Из полости 20 через всасьшающее окно 21 и отверстия 25 воздух и .жидкость попадают в межлопаточные пространства рабочего колеса 24. Жидкость идет на пополнение жидкостного кольца, а воздух сжимается в жидкостко-кольцевом вакуумнасосе и выбрасывается через отверстия 25 в напорную полость 22, а далее через напорное окно 23 и отверстие 26 в аккумулятор 6. Вместе с воздухом выбрасывается в аккумулятор 6 небольшое количество жидкости из жидкостного кольца. В аккумуляторе 6 происходит сепарация, и воздух через сапун 17 выбрасывается в атмосферу, а жидкость остается в аккумуляторе 6. Указанный процесс происходит до тех пор, пока удаляется воздух из центробежного насоса 1 и его всасывающей полости 2. По мере удаления воздуха по всасывающей магистрали жидкость попадает на рабочее колесо центробежного насоса 1 и он начинает работать, создавая давление рабочей ж идкости. Давление жидкости из полости нагнетания 3 по магистрали 53 распространяется в камеру 32. Давление воздействует на мембрану 28, и клапан И закрьгвается, а клапан 12 открывается. Далее по каналу 50 давление распростряняется в камеру 49 и воздействует на мембраны 39 и 42. Клапан 14 закрывается, а клапан 13 открывается. В результате закрытия клапана И перекрывается сообщение между центробежным насосом 1 и жидкостно-кольцевым вакуум-насосом 4, а открытие клапана 12 сообщает вакуум-насос 4 с атмосферой через камеры 36 н 35 и магистраль 54. Открытие клапана 13 обеспечивает сброс жидкости в аккумулятор 6 через канал 48, клапан 13, камеру 45 и магистраль 8 сброса жидкости из вакуум-насоса 4. Благодаря сбросу жидкости рабочее колесо 24 жидкостно-кольцевого вакуум-насоса 4 продолжает вращаться в среде атмосферного воздуха, т.е. вхолостую, не потребляя энергию и не подвергаясь абразивному износу, который может бьггь в случае наличия абразивных -частиц в жидкости.

Работа в указанном режиме продолжается до тех пор, прка центробежный насос 1 создает напор.

Если по тем или иным причинам происходит срьш работы насоса 1 - автоматическое включение системы самовсасывания, то под действием пружины 41 клапан 13 закрывается, а клапан 14 под действием пруяошы 43 открьшается. Рабочая жидкость из аккумулятора 6, через открытый клапан 14, магистраль 8 попадает в вакуум-насос 4 под действием вращающегося колеса 24 образуется жидкостное кольцо. Давление, вознкающее в жидкостном кольце, распространяется через канал 48, камеру 47, канал 51 в камеру 37. Давление жидкости воздействует на мембрану 29, закрывает клапан 12 и открывает клапан 11. Процесс самовсасывания повторяется.

Возможны различные варианты конструктивного решения самовсасывающего агрегата; вакуум-насос 4 может быть выполнен с автономным приводом (фиг. 5), система 7 клапанов управления может быть размещена в корпусе аккумулятора 6 жидкости (фиг. 1) или на нем (фиг. 6).

Применение предлагаемой конструкции обеспечивает надежную работу агрегата при наличии подпора на всасывании и при повыщении противодавления в помещении, в котором установлен насос и куда происходит выброс воздуха на режиме самовсасывания.

СААЮВСАСЬЮАЮЩИЙ НАСОСНЬЙ АГРЕГАТ, содержащий центробежный насос с полостями всасывания и нагнетания и яявдкостно-кольцевой вакуум-насос, установленные на одном валу, аккумулятор жидкости систему диафрагменных клапанов вакуум- ; насосом, при этом последняя сообщена с полостями всасьгеания и нагнетания центробежного насоса, с вакуум-насосом и атмосферой и снабжена магистралями сброса жидкости из вакз/ум-насоса- и подпитки .ва- . куум-насоса жидкостью из , аккумулятора, о тличающийся тем, что, с целью повыщения надежности при работе в условиях наличия подпора на всасывании, система управления вакуум-насоса состоит из четырех расположенных в одном корпусе клапанов, первый из которых сообщает полость всасывания центробежного насоса с вакуумнасосом, второй - вакуум-насос с атмосферой, третий клапан расположен на магистрали сброса жидкости из вакуум-насоса в аккумулятор жидкости, а четвертый - на (П магистрали подпитки жидкостью вакуумнасоса, при зтом первый и третий клапаны нормально .закрыты, а второй и четвертый нормально открыты.

cpifZ.Z

Атмосферный 8озддх ,;,

23 4-t-t--// / /7 / / / 7 / /7 /5 W / 5 Л /

Фиг.З

x/ /x/xxy/x

W2.