Разгрузочное устройство центробежного насоса Советский патент 1986 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относится к насостроению, касается конструкции устройства, обеспечивающего осевую разгрузку центробежного насоса и может быть использовано в насЬсах с односторонним выходом вала в атмосферу, работающих при давлении на входе, изменяющемся в зависимости от температуры перекачиваемой средьь Цель изобретения - расширение диапазона значений уравновешиваемых осевых сил путем регулирования гидравлического сопротивления устройства при изменении давления на входе насоса в зависимости от температуры перекачиваемой среды. На чертеже показано разгрузочное устройство центробежного насоса. Устройство содержит два разгрузочных барабана 1 и 2 разного диаметра, установленные на валу 3 с образованием камрры 4 и с корпусом 5 цилиндрических дросселирующих щелей 6 и 7, при этом первый барабан 1, образующий щель 6, сообщенную с зоной 8 высокого давления, вьшолнен меньшего диаметра, а щель 7, образованная вторым барабаном 2, жестfio закрепленным на валу 3, сообщена с зоной 9 низкого давления. Первьй . барабан 1 установлен с примыканием его торцовой поверхности к торцовой поверхности второго барабана 2 и с возможностью осевого перемещения вдоль вала 3. В барабанах 1 и 2 со сторон.примыкающих поверхностей -выполнены цилиндрические расточки, образующие дополнительную камеру 10, а во втором барабане 2 - каналы 11, сообщающие дополнительную камеру 10 с зоной 9 низкого давления, при этом в дополнительной камере 10 установлена втулка 12 из материала с коэффи циентом линейного расширения большим чем у материала барабанов 1 и 2. На ружные диаметры барабанов 1 и 2 определяются из условия равновесия ро тора для режима, при котором давление на входе в насос соответствует нижнему пределу температурного инте вала перекачиваемой среды. Разгрузочное устройство центробеж ного насоса работает следующим образом. При нижней границе интервала температуры перекачиваемой среды зазор между примыкающими торцовыми поверх ностями барабанов 1 и 2, а также за 202 ор между торцами втулки 12 и прилеающими поверхностями барабанов 1 и равны нулю, что обеспечивается дейтвием .давления Р, на барабан 1 . Пе-екачиваемая среда из зоны 8 высокоо давления через цилиндрические росселирующие щели 6 и 7 и камеру 4 оступает в зону 9 низкого давления. Осевая сила Т, , направленная в торону всасывания, уравновешиваетя силами R и R, действующими на арабаны 1 и 2 в противоположном аправлении. При нижнем интервале Температуры перекачиваемой среды азгрузочное устройство работает как ступенчатый барабан. Повышение температуры перекачиваемой среды приводит к увеличению давления на входе в насос, так как увеличивается давленив насьш;енных паров Р Р + п где РБ, - давление на входе в насос; РП - давление насьш1енных паров; лЬ - кавитационный запас. В насосе с односторонним выходом вала 3 появляется направленная в сторону нагнетания дополнительная осевая сила Т , воспринимаемая упорпым подшипником насоса и влияющая на его долговечность. Ее величина определяется по формуле Т, Р ..f,, где л - приращение давления на входе в насос вследствие увеличения давления насьш енных паров, вызванного повыщёнием температуры; f площадь поперечного сечения вала под концевым уплотнением. С увеличением температуры перекачиваемой среды вал 3, барабаны 1 и 2 и втулка 12 нагреваются и так как коэффициент линейного расширения последней больше, она перемещает барабан. Между барабанами I и 2 зуется зазор. Перекачиваемая среда из зоны В высокого давления через дросселирующую щель 6, камеру 4, зазор между торцовыми поверхностями барабанов 1 и 2 и каналы 11 поступает в зону 9 низкого давления. Давление в камере 4 уменьшается и сила Rj, действующая на барабан 2, уменьшается на величину R. При этом дополнительная сила Т уравновешивается следующим образом TOC Т, + R, -f- (R - лк). Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уравновесить возникающую в направлении нагнетания осевую силу при увеличении давления на всасывании путем уменьшения урав новешивающей силы, действующей на торцовую поверхность второго бараба на 2, что достигается образованием торцового зазора между барабанами I и 2, за счет линейного расширения расположенной между ними втулки I2, в результате чего в разгрузке участ вует только первый барабан 1 меньше го диаметра. Формула изобретени Разгрузочное устройство центробежного насоса, содержащее два разгрузочных барабана разного диаметра, установленные на валу с образованием камеры и с корпусом - цилинд рических дросселирующих щелей, при этом первый барабан, образующий щел сообщенную с зоной высокого давления, вьтолнен меньшего диаметра, а 20 щель, образованная вторым барабаном, жестко закрепленным на валу, сообщена с зоной низкого давления, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона значений уравновешиваемьгк осевых сил путем ререгулирования гидравлического сопротивления устройства при изменении давления на входе насоса в зависимости от температуры перекачиваемой среды, первый барабан установлен с примыканием его торцовой поверхности к торцовой поверхности второго барабана и с возможностью осевого перемещения вдоль вала, в барабанах со сторон примыкающих поверхностей выполнены цилиндрические расточки, образующие дополнительную камеру, а во втором барабане - каналы, сообщающие дополнительную камеру с зоной низкого давления, при этом в дополнительной камере установлена втулка из материала с коэффициентом линейного расширения больРШ}, чем у материала барабанов.