Одновинтовой насос Советский патент 1992 года по МПК F04C2/107 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к средствам для перекачивания жидких продуктов и пластичных подвижных составов, а именно к одновинтовым насосам, и может найти применение в химической промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства.

Известен одновинтовой насос, содержащий корпус с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой свободно установлена упругая обойма с внутренней двухзаходной винтовой поверхностью и од- нозаходным винтом, фланцевый торец которой жестко закреплен в корпусе. Недостатком этого винтового насоса является разрыв обоймы по линии перехода между закрепленной и свободной поверхностью с последующей разгерметизацией и потерей работоспособности из-за заклинивания винта подачи. При недостаточно жестком закреплении резинового фланца возможен его проворот совместно с винтом,

сопровождаемый перегревом и потерей производительности насоса.

Известен также одновинтовой насос, содержащий корпус с цилиндрической,резь- бовой внутренней поверхностью, в которой жестко установлена цилиндрическая упругая обойма с внутренней двухзаходной поверхностью и однозаходным винтом, обжатая с торцов плоскими фланцами, стянутыми шпильками.

Жесткая связь корпуса с упругой обой- .мой исключает возможность ее проворота совместно с винтом. Однако со временем происходит нарастание амплитуд циклических упругих деформаций винтовой поверхности обоймы с одновременным увеличением растягивающих напряжений, имеющих необратимый характ ер из-за потери выносливости материала, приводящей к осевому смещению массы упругого материала в сторону магистрали низкого давления, разгерметизации торца со стороны магистрали высокого давления, заклиниванию

(/)

С

VJ VJ

оо

со о

00

винта, усиленному износу и разрывам винтовой поверхности, снижающих долговечность насоса.

Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения остаточных растягивающих напряжений на винтовой поверхности.

Цель достигается тем, что в одновинтовом насосе, содержащем корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и торцевыми фланцами, соединенными между собой посредством шпилек, концентрмч- но размещенную в корпусе упругую цилиндрическую обойму с внутренней двух- заходной винтовой поверхностью, в которой с образованием рабочих камер установлен однозаходный винт, насос снабжен кольцевыми уплотнительными элементами, торцевые поверхности обоймы и ответные поверхности фланцев выполнены с коническими участками, сопряженными между собой, на наружной поверхности обоймы со стороны корпуса непосредственно за коническими участками выполнены кольцевые канавки, в которые с гарантированным боковым зазором размещены уп- лотнительные элементы, а угол конусности участков обоймы и фланцев равен углу трения взаимодействующих между собой материалов.

Угол конусности участков обоймы и фланцев, а также охватывающие уплотни- тельные элементы с боковыми зазорами, обеспечивают упругое проскальзывание обоймы, т.е. редуцированное вращение, способствуя снижению остаточных растягивающих напряжений на винтовой поверхности и повышению долговечности насоса, что позволяет в процессе изготовления обоймы эффективно использовать упругие материалы с пониженными усталостными характеристиками.

На чертеже изображен предлагаемый насос.

Одновинтовой насос содержит корпус 1 с цилиндрической внутренней поверхностью, в которую концентрично установлена упругая цилиндрическая обойма 2, в которой, в свою очередь, с образованием рабочих камер установлен однозаходный винт 3. С торцов корпус 1 и обойма 2 обжаты фланцами 4 и 5, стянутыми шпильками 6. Торцовые поверхности обоймы 2 и ответные поверхности фланцев 4 и 5 выполнены с коническими участками, сопряженными между собой. На наружной поверхности обоймы 2 со стороны корпуса непосредственно за коническими участками выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные элементы 7 с

гарантированным боковым зазором 8 для устранения утечек и обеспечения упругого относительного скольжения конусных поверхностей при вращении винта 3. Гарантированный зазор 8 позволяет полностью заполнять канавку дополнительно сжатым сечением уплотнения 7 при вращении винта 3 и тем самым обеспечить упругое скольжение контактирующих конусных участков и

редуцированное вращение обоймы 2, Угол конусности участков обоймы 2 и фланцев 4 и 5 равен углу трения взаимодействующих между собой материалов. Обойма 2 устанавливается в корпус 1 без зазора между их

сопряженными цилиндрическими поверхностями, что позволяет обеспечить заданный натяг на винте 3. Уплотнение между корпусом 1 и фланцами 4 и 5 осуществляется резиновыми кольцами 9.

Одновинтовой насос работает следующим образом.

При вращении винта 3 жидкость поступает на вход фланца 4 из магистрали всасывания и перекачивается в сторону выхода

фланца 5 магистраль нагнетания. Одновременно на винтовой поверхности упругой обоймы 2 формируются циклические упругие волны напряжения, обусловленные набеганием сопряженных поверхностей винта

подачи 3, установленного с натягом, способствуя упругому скольжению и редуцированному вращению обоймы 2. При этом обойма 2 заклинивается на конических участках в местах контакта винта 3 и расклинивается

уплотнительными элементами 7 на остальной поверхности. В месте контакта винта 3 уплотнительный элемент 7 дополнительно сжимается, заполняя гарантированный боковой зазор 8 в канавке, исключая резкое

увеличение контактного давления и растягивающих напряжений в обойме 2.

Таким образом обойма 2 не имеет возможности проворачиваться свободно в корпусе 1, но упруго проскальзывает на

сопряженных конических участках, т.е. редуцированно вращается при вращении винта 3. Редуцированное вращение обоймы 2 обеспечивает снижение контактных давлений и растягивающих напряжений на винтовой поверхности, что и способствует повышению долговечности насоса.

Формула изобретения Одновинтовой насос, содержащий кор- пус с цилиндрической внутренней поверхностью и торцевыми фланцами, соеди; ненными между собой посредством шпилек, и концентрично размещенные в корпусе упругую цилиндрическую обойму с внутренней двухэаходной винтовой поверхностью, в которой с образованием рабочих камер установлен однозаходный винт, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения остаточных растягивающих напряжений на винтовой поверхности, насос снабжен кольцевыми уплотнительными элементами, торцевые поверхности обоймы и ответные поверхности фланцев выполнены с коническими участками, сопряженными между собой, на наружной поверхности обоймы со стороны корпуса непосредственно за коническими участками выполнены кольцевые канавки, в которых с гарантированным боковым зазором размещены уплотнительные элементы, а угол конусности участков обоймы и фланцев равен углу трения взаимодействующих между собой материалов.

Сущность изобретения: торцовые фланцы корпуса с цилиндрической внутренней поверхностью соединены между собой шпильками. В корпусе концентрично размещена упругая цилиндрическая обойма с внутренней двухзаходной винтовой поверхностью, в к-рой с образованием рабочих камер установлен однозаходный винт. Торцовые поверхности обоймы и ответные поверхности фланцев выполнены с коническими участками, сопряженными между собой. На наружной поверхности обоймы со стороны корпуса непосредственно за коническими участками выполнены кольцевые канавки, в к-рых с гарантированным боковым зазором размещены уплотнигельные элементы. Угол конусности участков равен углу трения взаимодействующих между собой материалов. 1 ил.

5 9

L А А 74