Узел крепления рабочего колеса насоса на валу Советский патент 1992 года по МПК F04D29/20 

Изобретение относится к насосострое- нию, в частности к конструктивным элементам и узлам закрепления рабочего колеса на валу.

Известны центробежные насосы, в конструкциях которых для закрепления рабочего колёса применены переходные наконечники, удлиняющие вал стандартного двигателя, например центробежные насосы серии ZMK и ZMH фирмы Пасилак Флоу (Дания).

В насосах данных серий составное колесо ступицей насаживается на наконечник и закрепляется колпачковой гайкой. Такое, ставшее классическим закрепление рабочих колес в конструкциях консольно-моно- блочных насосов, является традиционным и для отечественных электронасосов для жидких молочных продуктов типа 36-1Ц1, 8-12 и 36-1Ц2.8-20, освоенных на предприятии-заявителе.

Такое конструктивное выполнение закрепления рабочего колеса требует наличия резьбы на конце вала, что не технологично. Кроме этого, Колпачковая гайка при работе насоса закручивает поток и разрывает его

на входе, создает сопротивления, снижает КПД. Для насоса серии ZMK и ZMH КПД составляет 65%, для насосов 36-1Ц1,8-12 и 26-1Ц2,8-20-55%.

Известен также центробежный насос с непосредственной посадкой рабочего колеса на вал двигателя серий К110...К710 финского производства формы КОЛТЕК.

В насосах этой серии закрепление рабочего колеса непосредственно на валу специ- ального двигателя обеспечивается посадкой ступицы на вал с последующим закреплением нажимной гайкой.

Уменьшенная консольность насоса в некоторой степени решает компактность конструкции, однако требует организации применения специального двигателя с валом с резьбой на конце вала, и BMecte с этим им присущи недостатки описанных выше насосов, потери в насосе - 20..25%.

Цель изобретения - повышение КПД насоса, снижение металлоемкости, упрощение конструкции и демонтажа рабочего колеса, обеспечение возможности блокировки ступицы от проворота и улучшение динамических характеристик.

ч

00

со

VI СО

Поставленная цель достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус с размещенным внутри него рабочим колесом со ступицей на ведущем диске, обеспечивающей соединение с валом электродвигателя, ступица рабочего колеса выполнена глухой со стороны ведущего диска в виде удлиненной на величину конца вала электродвигателя втулки, содержащей участок посадки с натягом и участок, снабженный сквозными прорезями, обеспечивающими соединение клеммового типа.

Кроме того, поставленная цель ется тем, что при аажиме клеммового соединения на ступице размещена нажимная гайка с конической резьбой или элементы зажима клеммового соединения выполнены в виде утков на торце разрезной ступицы.

Длина участка посадки с натягом выполнена меньше расстояния от торца ступицы до заданного торца нажимной гайки в положении, обеспечивающем клеммовое соединение.

Также цель достигается и тем, что в шпоночном пазу вала электродвигателя размещен стержнеобразный фиксатор, входящий под действием центробежных сил в прорезь ступицы.

На фиг. 1 изображен узел крепления рабочего колеса полоса на валу электродвигателя с использованием в качестве зажимного устройства в клеммовом соединении круглой гайки с конической резьбой; на фиг. 2 - то же, С вариантом применения ст яжного хомута, узлы которого образованы из лепестков разрезного участка ступицы,

Узел крепления состоит из корпуса 1 с крышкой 2, образующих проточную полость насоса и имеющих осевой подвод. Рабочее колесо 3 своей ступицей непосредственно насажено и закреплено на валу 4 электродвигателя. Ступица с одного конца ограничена ведущим диском, выполнена глухой и удлиненной на величину конца вала двигатели и имеет продольные прорези S. Внутренняя поверхность ступицы проточкой разделена на участок посадки с натягом б и посадки клеммового соединения 7.

Клеммовое соединение конца ступицы на валу осуществляется либо стяжным элементом, например винтом 8 (см. фиг. 2), устанавливаемым в ушках на лепестках конца ступицы, полученного в результате разреза ступицы, либо нажимной гайкой 9 (см. фиг. 1) с конической резьбой, навинченной на конец ступицы. Во время сборки насоса в шпоночный паз 10 вала 4 вкладывается стержневой фиксатор 11, который располагается в пазу. Длина фиксатора 11 равна длине паза 10 вала 4 Ширина прорезей 5 на

ступице больше толщины фиксатора 11. От выполнения выпадания из паза через прорезь в ступице фиксатор ограничен с одного конца участком посадки с натягом, где ступица не имеет прорезей, а с другого конца - гайкой (винтом) клеммового соединения.

Для удобства демонтажа рабочих колес при использовании посадки с большим натягом и применении в клеммовом соедине0 нии круглой гайки с конической резьбой длину участка с натягом ступицы выбирают меньше расстояния от торца ступицы до заднего торца гайки в положении, когда гайка затянута и обеспечивает клеммовое соедИ5 нение. Это позволяет, во-первых, производить насаживание рабочего колеса на вал, не повреждая резьбовое соединение, а во-вторых, после освобождения от затяжки, используя это резьбовое содинение, производить

0 съем колеса вала, устанавливая подкладки под торец гайки и свинчивая ее со ступицы,

Узел крепления работает следующим образом.

Рабочее колесо 3 приводится во враще5 ние валом 4 электродвигателя и сообщает энергию проходящему через проточную часть колеса потоку рабочей жидкости, повышая давление. Крутящий момент при этом от вала двигателя к рабочему колесу

0 передается через ступицу за счет двух участков посадки: участка б посадки с натягом, размещенного ближе к проточной централь-1 ной части рабочего колеса, и участка клеммового соединения 7 на конце ступицы. При

5 этом участок посадки с натягом 6 для отбалансированного колеса помимо функции закрепления колеса на валу обеспечивает качественное центрирование. Участок клеммового соединения 7 выгодно решает на0 дежноб закрепление при многократном съеме при эксплуатации насоса, так как длина посадки с натягом выполнена только для конца вала.

При постановке рабочего колеса на зал

5 двигателя в шпоночный паз 10 вала 4 закладывается стержневой фиксатор 11. При этом специальная ориентировка положения паза 10 относительно прорези 5 на ступице не обязательна. Фиксатор помещен на случай,

0 если произойдет проворот ступицы на валу. В этом случае под действием центробежных сил фиксатор займет положение (как показано на фиг. 1 и 2), т.е. одним концом он окажется размещенным в шпоноч5 ном в пазу двигателя, а другим - в прорези ступицы и тем самым блокирует ступицу от проворота.

Наличие фиксатора в пазу (заполнение паза металлом) устраняет в некоторых случаях дисбаланс вала.

Проведение опытных работ на предприятии-заявителе базового насоса 36-1 Ц, 2,8- 20 ГОСТ 3347-75 с использованием элементов предлагаемого технического решения показало улучшение технических характеристик: КПД повысился на 17% и. как следствие, повысились напор и расход насоса. Снизилась металлоемкость насоса и улучшилась ремонтопригодность.

Формула изобретения

1. Узел крепления рабочего колеса насоса на валу, содержащий глухую удлинен- ную с тыльной стороны ведущего диска колеса ступицу, по крайней мере один элемент радиальной фиксации колеса, расположенный по крайней мере частично в осевых прорезях вала и ступицы, и прижимной элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения монтажа колеса на вал

и его демонтажа с вала, элемент радиальной фиксации выполнен в виде стержня, размеры поперечного сечения которого выполнены меньшими соответствующих им ширины

и высоты прорезей, при этом прорезь или прорези в ступице выполнены сквозными, а конец стержня, удаленный от ведущего диска, радиальнр зафиксирован от выхода из прорези ступицы прижимным элементом,

причем часть внутренней поверхности ступицы, прилегающая к ведущему диску, сопряжена с валом по посадке с натягом.

2.Узел по п. 1,отличающийся тем, что прижимной элемент выполнен в виде

гайки с конической резьбой, причем на крн- це ступицы выполнена ответная резьба и гайка навинчена на последнюю.

3.Узел по п.1,отличающийся тем, что прижимной элемент выполнен в виде

проушин со стяжными элементами, расположенных на конце ступицы над прорезями

Использование: гидромашиностроение. Сущность изобретения: элемент радиальной фиксации выполнен в виде стержня С 11, расположенного в осевых прорезях П 5, 10 вала 4 и ступицы. Конец С 11 зафиксирован от выхода из П 10 прицепами элемента 9, При вращении колеса 3 С 11 частично выходит из П 10 и фиксирует радиально колесо 3 на валу 4. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

4

а

Фиг.1

4 &

Ф&.2