Центробежный насос Советский патент 1987 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкции регулируемых центробежных насосов.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 изображена конструкция насоса с устройством разворота поворотного элемента, выполненным в виде втулки; на фиг. 2 - то же, с гидравлическим устройством разворота; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 4.

Центробежный насос содержит корпус 1

10

носительно ведущего диска 6. При этом пальцы И (фиг. 3-5), перемещаясь одновременно во взаимно перекрещивающихся радиальных к дуговых пазах 10, 14, выполненных соответственно в поворотном элементе 9 и ведущем диске 6, поворачивают лопатки 7 вокруг штифтов 13, изменяя геометрические размеры рабочего колеса 5 и угол наклона лопаток 7. В результате изменяются подача и напор насоса. Чем больше угол наклона лопаток по отношению к выходному каналу насоса, чем больще наружный и меньше внутренний диаметр рабочего колеса (т.е. чем больше площадь проекции лопаток на плоскость, проходяс зонами 2 и 3 всасывания и нагнетания, установленное в нем на валу 4 рабо- с щую через центр рабочего колеса перпен- чее колесо 5 с ведущим диском 6 и лопат-дикулярно ведущему диску), тем больше поками 7, закрепленными на ведущем диске б, устройство 8 для регулирования напора и подачи насоса, выполненное в виде поворотного элемента 9 с пазами 10, контактирующего посредством пальцев 11, расположен- 20 ных в пазах 10, с ведущим диском 6, и устройство 12 разворота поворотного элемента 9. Поворотный элемент 9 выполнен в виде диска, а лопатки 7 выполнены со

щтифтами 13, закрепленными, шарнирно наа вместе с ней и поворотный элемент 9

ведущем диске 6, в котором выполненыотносительно вала 4 рабочего колеса 5.

пазы 14, при этом пальцы 11 закрепленыПри этом пользуются шкалой 28, проградача насоса. На фиг. 3 сплошными линия- .ми показано положение лопаток 7 при максимальной подаче насоса, а пунктирными - при минимальной.

Регулирование характеристик насоса с помощью устройства разворота (фиг. 1) производится при остановленном насосе. Отвернув стопорный винт ключем, закрепленным в отверстии 17, поворачивают втулку 15,

на лопатках 7 и пропущены через пазы 14 в ведущем диске 6, причем пазы 10 в поворотном элементе выполнены радиальными, а в ведущем диске 6 - по дугам окружностей OQ с центрами, совпадающими с центрами штифтов 13 соответствующих лопаток 7.

Устройство 12 разворота поворотного элемента может быть выполнено в виде жестко соединенной с поворотным элементом

дуированной в единицах подачи насоса. После этого посредством стопорного винта, вворачиваемого в отверстие 18, фиксируют положение втулки 15 относительно вала 4 и включают насос.

С помощью устройства разворота (фиг. 2 и 6) можно проводить регулирование характеристик как при остановленном, так и при работающе.м насосе. Полости 24 и 25

9 втулки 15, снабженной измерительной 5 i aMepbi 21 через зазоры в подвижных де- шкалой 16, установленной на валу 4 с воз-талях сообщаются с зоной 3 нагнетания

можностью поворота, выведенной из корпу- насоса. Когда запорно-регулирующий орган са 1 и уплотненной относительно него, при. 27 полностью закрыт, давление в полостях этом во втулке 15 выполнены отверстия24 и 25 одинаково и примерно равно дав17, 18 для ее поворота и фиксации на валу 4.лению нагнетания насоса. Силы, действуюКроме того, устройство 12 разворота эле- 40 щие с двух сторон на перегородку 22, ком- мента может быть также выполнено в видепенсируют друг друга. Поскольку резуль- установленного с возможностью поворота относительно вала 4 барабана 19, соединенного с поворотным элементом 9, и втулки 20, закрепленной неподвижно на валу 4, при

этом поворотный элемент 9, барабан 19 и втул- поворачивается относительно вала 4 и века 20 расположены с образованием ка.меры

21,снабженной двумя радиальными диаметрально расположенными перегородками

22,23, закрепленными одна 22 на барабане 19, а другая 23 на втулке 20 и разделяющими камеру 21 на две полости 24 и 25, одна из которых 24 посредством выполненных в теле вала 4 и корпусе 1 каналов 26 сообщена через запорно-регулируютирующая центробежных и гидродинамических сил, действующих на лопатки 7, стремится повернуть их против часовой стрелки (фиг. 3), поворотный элемент 9

щий орган 27 с зоной 2 всасывания насоса.

Насос работает следующим образом.

В зависимости от положения устройства 12 разворота элемент 9 поворачивается отдущего диска 6 до упора. Лопатки 7 и перегородка 22 при закрытом органе 27 занимают положение, изображенное на фиг. 3 и 6 пунктиром. При этом давление

50 в зоне 3 нагнетания и полостях 24 и 25 .максимально, а подача насоса минимальна. По мере открывания запорно-регулирующего органа 27 давление жидкости в полости 24 постепенно снижается,а в камере 25 остается неизмененным. Давление в полости 24

55 зависит от соотноиления проходного сечения органа 27 и суммарной площади зазоров между подвижными деталями, образующими камеру 21. При определенном по

носительно ведущего диска 6. При этом пальцы И (фиг. 3-5), перемещаясь одновременно во взаимно перекрещивающихся радиальных к дуговых пазах 10, 14, выполненных соответственно в поворотном элементе 9 и ведущем диске 6, поворачивают лопатки 7 вокруг штифтов 13, изменяя геометрические размеры рабочего колеса 5 и угол наклона лопаток 7. В результате изменяются подача и напор насоса. Чем больше угол наклона лопаток по отношению к выходному каналу насоса, чем больще наружный и меньше внутренний диаметр рабочего колеса (т.е. чем больше площадь проекции лопаток на плоскость, проходящую через центр рабочего колеса перпен- дикулярно ведущему диску), тем больше по щую через центр рабочего колеса перпен- дикулярно ведущему диску), тем больше поа вместе с ней и поворотный элемент 9

дача насоса. На фиг. 3 сплошными линия- .ми показано положение лопаток 7 при максимальной подаче насоса, а пунктирными - при минимальной.

Регулирование характеристик насоса с помощью устройства разворота (фиг. 1) производится при остановленном насосе. Отвернув стопорный винт ключем, закрепленным в отверстии 17, поворачивают втулку 15,

дуированной в единицах подачи насоса. После этого посредством стопорного винта, вворачиваемого в отверстие 18, фиксируют положение втулки 15 относительно вала 4 и включают насос.

С помощью устройства разворота (фиг. 2 и 6) можно проводить регулирование характеристик как при остановленном, так и при работающе.м насосе. Полости 24 и 25

i aMepbi 21 через зазоры в подвижных де- талях сообщаются с зоной 3 нагнетания

щие с двух сторон на перегородку 22, ком- пенсируют друг друга. Поскольку резуль-

тирующая центробежных и гидродинамических сил, действующих на лопатки 7, стремится повернуть их против часовой стрелки (фиг. 3), поворотный элемент 9

поворачивается относительно вала 4 и ведущего диска 6 до упора. Лопатки 7 и перегородка 22 при закрытом органе 27 занимают положение, изображенное на фиг. 3 и 6 пунктиром. При этом давление

0 в зоне 3 нагнетания и полостях 24 и 25 .максимально, а подача насоса минимальна. По мере открывания запорно-регулирующего органа 27 давление жидкости в полости 24 постепенно снижается,а в камере 25 остается неизмененным. Давление в полости 24

5 зависит от соотноиления проходного сечения органа 27 и суммарной площади зазоров между подвижными деталями, образующими камеру 21. При определенном положении органа 27 результирующая сил гидростатического давления, действующая на перегородку 22 по часовой стрелке (фиг. 6), становится больше результирующей центробежных и гидродинамических сил, действующих через лопатки 7 против часовой стрелки. Элемент 9 начинает поворачиваться по часовой стрелке, увеличивая угол наклона лопаток 7. В результате, давление в зоне 3 нагнетания насоса и полости 25 понижается. Давление в полости 24 также понижается, но в меньщей степени, так как оно определяется, в основном, положением запорно-регулирующего органа 27. Когда описанные результирующие силы уравняют- .ся, лопатки 7 займут положение, определяемое положением органа 27. При полностью открытом запорно-регулирующем органе 27 лопатки 7 занимают положение, изображенное на фиг. 3 сплошными линиями. В этом случае подача насоса возрастает до максимального значения.

Таким образом, в насосе имеется возможность в широких пределах регулировать его характеристики за счет одновременного изменения геометрических размеров рабочего колеса и угла наклона лопаток. По мере износа лопатки 7 могут быть заменены новыми, что повышает долговечность насоса, так как изменение геометрических размеров рабочего колеса производится в вертикальной плоскости, длина насоса вдоль его оси небольшая.

Формула изобретения

. Центробежный насос, содержащий корпус с зонами всасывания и нагнетания, установленное в нем на валу рабочее колесо с ведущим диском и лопатками, закрепленными на ведущем диске, устройство для регулирования напора и подачи насоса.

выполненное в виде поворотного элемента с пазами, контактирующего посредством пальцев, расположенных в пазах, с ведущим диском, и устройство разворота поворотного

элемента, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона регулирования, поворотный элемент выполнен в виде диска, а лопатки выполнены со штифтами, закрепленными шарнирно на ведущем диске, в ко- тором выполнены пазы, при этом пальцы закреплены на лопатках и пропущены через пазы в ведущем диске, причем пазы в поворотном элементе выполнены радиа.и.ным а в ведущем диске - по дугам ок:;уж- ностей с центрами, совпадающими с цеит5 рами штифтов соответствующих лопаток.

2. Насос по п. I, отличающийся тем, что устройство разворота поворотного элемента выполнено в виде жестко соединенной с поворотным элементом втулки, уста0 новленной на валу с возможностью поворота, выведенной из корпуса и уплотненной относительно него, при это.м во втулке, выполнены отверстия для ее поворота и фиксации на валу.

5 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство разворота элемента выполнено в виде установленного с возможностью поворота относительно вала барабана, соединенного с поворотным элементом, и втулки, закрепленной неподвижно на валу, при

0 этом поворотный элемент, барабан и втулка расположены с образованием камеры, снабженной двумя радиальными диаметрально расположенными перегородками, закрепленными одна на барабане, а другая на втулке и разделяющими камеру на две полости,

5 одна из которых посредством выполненных в вале и корпусе каналов сообщена через запорно-регулирующий орган с зоной всасывания насоса.

26

TF

21

Изобретение относится к области на- сосостроения и позволяет расширить диапазон регулирования. Поворотный элемент 9 устройства для регулирования напора и подачи насоса выполнен в виде лиска с пазами 10, в которых расположены пальцы 11. Поворотный элемент контактирует с щим диском (БД) 6 посредством пальце 11, закрепленных на лопатках 7 и пропущенных через пазы 14 ВД 6. Лопатки 7 имеют штифты 13, шарнирно закрепленные на ВД 6. Пазы 10 выполнены радиальными, а пазы 14 -- по дугам окружносте , центры которых совпадают с центрами штифтов 13 соответствующих лопаток. В результате обеспечивается возможность в широких пределах регулировать характеристики насоса за счет одновременного изменения геометрических размеров рабочего колеса и угла наклона лопаток. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. Г- г (поВернуто) СП СО 00 Ю 4 7

13

13

/5

/ /

В ид Б

14

1Э

22

25

24

23