Винтовой насос Советский патент 1993 года по МПК F04C2/16 

i.

fe

Сущность изобретения: в цилиндрических расточках обоймы корпуса с образованием полостей всасывания и нагнетания установлены сопряженные между собой од- нозаходные ведущий и ведомый роторы. Гребни роторов на первом по ходу движения жидкости витке выполнены конусообразные с сужением к началу витка и с образованием расширяющихся впадин. Гребни расположены в полости всасывания и в обойме. Роторы, наиболее удаленные от всасывающего патрубка, имеют большую глубину погружения в полость всасывания. Конусообразная поверхность гребней .выполнена прямолинейной или криволинейной и расположена со стороны полости всасывания или со стороны полости нагнетания или с обеих сторон одновременно. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. .

Изобретение относится к насосострое- нию, и может быть использовано для улучшения рабочих характеристик винтовых насосов с однозаходной нарезкой роторов. ... «

В современном насосостроении широкое распространение получили винтовые насосы для перекачки жидкостей.

Недостатком винтовых насосов является высокая за громожденность зоны всасывания. Плохогорганизованное подтекание жидкости в полости рбторов приводит к неудовлетворительной кадитзционной характеристике, повышенным вибрации и шуму. Указанные недостатки сильно проявляются при перекачке такими насосами жидкостей высокой вязкости.

Указанными недостатками обладает, например двухроторный насос по ТУ 465-3373-57, плохая кавитационная и рабочая характеристики, которого обусловлены загро- можденностью зоны всасывания, затрудненным притоком жидкости в рабочие полости роторов, особенно жидкостей высокой вязкости.

Известный метод снижения виброактивности винтовых насосов, основанный на увеличении перетекания жидкости через конические расточки (обточки) со стороны полости нагнетания, хотя и снижают вибрацию, но ведут к снижению объемного КПД насоса,-повышению энергозатрат,

Цель изобретения - создать винтовой насос с однозаходной нарезкой роторов с улучшенными кавитационной и рабочими характеристиками, с лучшим объемным КПД, снизить виброактивность и шум.

Указанная цель достигается тем, что гребни ведомых и ведущего роторов на первых по ходу жидкости витках выполнены по толщине конусными к началу витка с образованием расширяющихся впадин, причем витки с коническими гребнями располагаются как в полости всасывания, так и

XI 00 О

ю

00

XI

в обойме, а начала гребней.в полости всасывания находятся в разных уровнях.

На фиг.1 изображен винтовой насос, продольный разрез; на фиг.2 - развертка конусной части гребня ведомого ротора с вариантами образования конусности гребней.

Винтовой насос содержит корпус 1 с обоймой 2, размещенные в цилиндрических расточках обоймы 2, сопряженные между собой однозаходные винтовые роторы, ведущий 3 и ведомый (ведомые) 4, а также полости всасывания 5 и нагнетания 6, синхронизирующие шестерни 7.

Ведущий .и ведомые роторы имеют рабочие гребни 8 и впадины 9. Гребни 8 первых витков по ходу жидкости ведущего 3 и ведомого (ведомых) 4 роторов выполнены на конус к началу витков, как это показано на фиг.2, где изображена развертка конусного гребня и варианты образования конусности,

Конусность гребней 8 (фиг.2) образуется за счет удаления металла или только со стороны всасывания, или только со стороны нагнетания, или с обеих сторон. По форме .конусность может быть (в развертке) прямолинейной или криволинейной.

В результате такого выполнения гребней 8 у роторов 3 и 4 образуются расширяющиеся навстречу потоку жидкости впадины 10.

Роторы 3 и 4 в обойму 2 (фиг.1) устанавливаются так, чтобы конусные гребни располагались и в обойме, ив полости всасывания, образуя в пределах обоймы закрытые шне- ковые ступени насоса, а в полости всасывания - открытые ступени 11. Переходы 12 (фиг.2) от конического гребня к рабочему выполняются хорошо обтекаемыми.

Длина части ротора с конусными гребнями, а также их распределение между полостью всасывания и обоймой обуславливается вязкостью перекачиваемой жидкости, диаметром и быстроходностью роторов, поэтому определяется из конкретных условий.

Для обеспечения спокойного захвата жидкости конусными гребнями, последние в полости всасывания расположены в разных уровнях, гребни более удаленных роторов от горловины всасывающего патрубка более заглублены.

Винтовой насос работает следующим образом.

С вращением ведущего ротора 3 .через шестерни 7 приводится во вращение ведомый (ведомые) ротор 4.

При вращении роторов 3 и 4 находящиеся в полости всасывания открытые шнековые ступени ускоряют подтекание жидкости из глубинных слоев к срезу обоймы 2, а далее уже закрытые шнековые ступени подают жидкость в рабочие впадины 8, обеспёчивая гарантированное быстрое и хорошее их заполнение. Это обеспечивается тем, что производительность шнековых ступеней выше производительности отдельного ротора, так как рабочие впадины шнековых частей имеют большую площадь поперечного сечения, чем рабочие впадины ротора.

Хотя прямолинейная форма конусности (фиг.2) проще в изготовлении, но криволинейная форма конусности обеспечивает

больший напор и лучшую подачу жидкости к рабочим камерам роторов. .

Роторы, удаленные от всасывающего патрубка, подхватывают жидкость из более глубоких слоев, не оказывая влияния на подхватывание жидкости другими роторами.

При вращении, взаимно замыкаясь, нарезки роторов отсекают некоторый объем, в рассматриваемом случае хорошо заполненной жидкостью, перемещают его поступательно вдоль оси роторов 3 и 4 и вытесняют его в полость нагнетания 6.

При смыкании отсечного обьема с полостью нагнетания мгновенно возрастает давление в отсечном объеме, что при плохом

заполнении объема жидкостью вызывает гидроудары, вибрацию и снижение объемного КПД насоса.

В случае же хорошего заполнения отсечных объемов указанные недостатки не

вызываются.

Предлагаемое устройство винтового насоса обеспечивает надежную работу при большой высоте всасывания; повышение объемного КПД насоса, снижение вибрации

и шума насоса, конусообразные гребни практически не увеличивают энергозатраты, простоту осуществления изобретения за счет удаления (фрезеровки) металла гребня без изменения существующей технологии

изготовления роторов,

Формул а изобретения 1, Винтовой насос, содержащий корпус с обоймой, в цилиндрических расточках которой с образованием полостей всасывания и нагнетания установлены сопряженные между собой одноэах одные ведущий и ведомые роторы и всасывающий и нагнетательный патрубки, отличающийся тем, что,

с целью улучшения кавитационной и рабочих характеристик, повышения КПД, снижения уровня вибрации и шума, гребни роторов на первом по ходу движения жидкости витке выполнены конусообразными с сужением к началу витка и с образованием

расширяющихся впадин, при этом конусообразные гребни расположены в полости всасывания и в обойме.

pui. /

//az#es77a/4 sЈ

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 238Тираж , . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор Л. Филь