Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе Советский патент 1987 года по МПК F04D29/04 

всасывания, К 3 - с зоной 9 нагнетания насоса, К 5 и 6 соответствен- но с кольцевыми полостями (КП) 10 и 11. Мембранный привод золотника 7 включает мембрану (М) 19, закрепленную в корпусе 18, и регулируемую пружину 23, установленную между корпусом 18 и М 19 со стороны, противоположной подсоединению золотника 7 . С золотником 7 М 19 соединена

Изобретение относится к насосо- строению и может быть использовано в центробежных насосах, в которых предусмотрено регулирование осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса.

Цель изобретения - повьшение надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагр ужения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления .

На чертеже изображено устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе, продольный разрез.

Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе содержит золотниковый регулятор, включающий

корпус 1 и установленный в нем с образованием камер 2-6 золотник 7, при этом камеры 2 и 4 сообщены с зоной 8 всасывания, камера 3-е зоной 9 нагнетания насоса, а камеры 5 и 6 соответственно с центральными частями кольцевых полостей 10 и 11, образованных корпусом 12 насоса, веду- ищм и ведомым дисками 13 и 14 его рабочего колеса 15 и уплотнениями 16 и 17.

Золотник 7 снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе 18 мембрану 19, соединенную с золотником 7 штоком 20 и разделяющую корпус 18 на две мембраны 21 и 22, сообщенные соответственно с кольцевыми полостями 10 и 11. Мембранный привод снабжен регулируемой пружиной 23, установленной между корпусом 18 k мембраной 19 со стороны, противо88366 штоком 20. М 19 разделяет корпус 18 на две К 21 и 22, сообщенные с КП 10 и 11. При возникновении разности давлений в КП 10 и 11 происходит смещение М 19 и золотника 7, Пояски золотника приоткрывают К 5 и 6, и происходит автоматическое изменение эпюр давления в КП 10 и 11 и уравновешивание осевых сил. 1 3. п. ф-лы, 1 ил.

положной подсоединению золотника 7. Регулирование пружины 23, нагружающей мембрану 19, осуществляется винтом 24.

Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе работает cлeдyюtt им образом.

При вращении ротора насоса рабочее колесо 15 перекачивает жидкость из зоны 8 всасывания в зону 9 нагнетания, при этом на рабочем колесе 15 возникает осевая сила, которая определяется разницей давлений в полостях 10 и 11 между дисками 13 и 14 колеса 15 и корпусом 12, а также разницей давления в зоне 8 всасывания и в камере ротора, (не показаны), противоположной рабочему колесу 15. Кроме того, на рабочее колесо 15 действует реакция поворота потока, направленная в сторону привода (не показан) . Для рабочих колес с быстроходностью п 60-100 основной составляющей осевой силы является разница давлений в полостях 10 и 11, а разница давлений на всасывание и в противоположной камере ротора, а также реакция потока, составляют сравнительно меньшую величину и воспринимаются или уравновешиваются известными способами.

Так как по наружному диаметру обеих полостей 10 и 11 давление практи35 чески одинаково и определяется давлением нагнетания насоса, эпюра давлений в каждой из полостей 10 и 11 определяется величиной давления перед уплотнениями 16 и 17, т.е. в цент ральных частях полостей 10 и 11.

При настройке золотникового регулятора его золотник 7 устанавливают в нейтральное положение, при котором пояски,золотника 7 перекрывают камеры 5 и 6. При необходимости по- лучить результирующую осевую силу от давления в полостях 10 и 11 равной нулю, мембрану 19 не нагружают, а в случае необходимости получить эту результирующую заданной по ве- личине и направлению (например, для.уравновешивания указанных других осевых сил или для силового замыкания упорного подшипника ротора насоса) с помощью пружины 23, вра- щая винт 24, нагружают мембрану 19, смещая при этом золотник 7 от нейтрального положения.

При работе насоса и возникновени разницы давлений в полостях 10 и 11 (например, при осевом смещении ротора, вызывающем изменение геометрии полостей 10 и 11 и соответственно величины закрутки жидкости в них) соответственно изменяется давление в камерах 21 и 22 привода регулятор что приводит к смещению мембраны 19 от нейтрального положения. В случае предварительного нагруження мембраны 19 пружиной 23 смещение от нейт- рального положения происходит при отклонении.разницы, давлений в полостях 10 и 11 от заданной величины. Перемещение мембраны 19 через шток 20 вызывает соответствующее смеще- ние золотника 7. Например, при повышении давления в полости 10 соот- ветственно увеличится давление в камере 21 привода, мембрана 19 и золотник 7 перемещаются влево. Пояс ки золотника 7 приоткрывают камеры 5 и 6 регулятора, причем камера 6 сообщается с камерой 3 высокого давления, подключенной к зоне 9 нагнетания насоса, а камера 5 - с каме рой 4 низкого давления, подключенной к зоне 8 всасывания. Протечка от периферии к центру в полости 10 со стороны-ведущего диска 13 увеличивается, а в полости 11 со стороны ведомого диска 14 - уменьшается, что приводит соответственно к понижению давления в полости 10 и повышению в полости 11. Таким образом.

ВНИИ1Ш Заказ 7785/31 Тираж 596 Подпис йое Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

O 5

0 0 5 0

происходит автоматическое изменение эпюр давления в полостях 10 и 11 и соответственно уравновешивание осевых сил .(или поддержание заданной величины и направления осевой силы) при возможных возмущениях: изменении геометрии полостей- 10 и 11 от осевого смещения ротора при внешних нагрузках, изменении величин протечек через уплотнения 16 и 17 в результате их неравномерного износа и т.п.

Таким образом, в насосе при изменении параметров и режимов работы происходит автоматическое поддержание величины осевой сшты на. заданной (в том числе и равной нулю) величине, что повьшает надежность работы насоса, исключает возможность изменения направления осевой силы на роторе и связанных с этим неустойчивых режимов.

Формула изобретения

1.Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе, содержащее золотниковьй регулятор, включающий корпус и установленный в нем с образованием камер золотник, при отом камеры сообщены в зонами нагнетания и всасывания насоса и центральными частями кольцевых полостей, образованных корпусом насоса, веду- щим и ведомым дисками его рабочего колеса и уплотнениями, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой, силы, действующей на рабочее колесо, золотник снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе мембрану, соединенную с золотником и разделяющую корпус на две камеры, сообщенные с кольцевыми полостями.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления, мембранный привод снабжен регулируемой пружиной, установленной между корпусом и мембраной со стороны, противоположной подсоединению эолот- .ника.

Изобретение относится к насосо- строению и позволяет повысить надежность путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления. Золотник 7 установлен в корпусе i с образованием камер (К) 2-6.- При этом К 2 и 4 сообщены с зоной 8 23 22 X