Центробежный насос Советский патент 1993 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относится к насосострое- нию и может быть использовано при разработке малонапорных центробежных насосов.

Целью изобретения является повышение надежности путем автоматического уравновешивания осевой силы.

На чертеже изображен общий вид центробежного насоса.

Центробежный насос состоит из корпуса 1, рабочего колеса 2 с ведущим диском 3, которые установлены на валу 4. Ведущий диск 3 образует с корпусом 1 задисковую пазуху 5, в- которой размещено устройство для уравновешивания осевых сил в виде пьезоэлемента 6 с электрическими выводами 7. Между корпусом 1 и валом 4 находится радиальная щель 8, сообщенная с задиско- вой пазухой 5. Электрические выводы 7 от пьезоэлемента 5 присоединены к автогенератору 9, состоящему из пьезоэлектрического источника питания 10, размещенного в корпусе 1 вдоль радиальной щели 8, и преобразователя 11. Участок ротора, находящийся напротив пьезоэлектрического источника питания 10, снабжен продольно-поперечными выступами 12.

Центробежный насос работает следующим образом.

Рабочее колесо перекачивает жидкость, часть которой попадает в задисковую пазуху 5 и сообщенную с осью радиальную щель 8, где создается повышенное давление, которое приводит к появлению осевой силы, направленной справа налево. Давление жидкости в радиальной щели 8 еще несколько увеличивается за счет создания турбулентного потока продольно-поперечными выступами 12 ротора. Это возросшее давление действует на пьезоэлектрический источник питания 10, который может состоять из п-го количества дисков или пластин, механически соединенных последовательно, и электрически - параллельно. В этом случае напряжение источника питания находится по формуле

I

U n

Р,

0)

00

с

XI

00

ю VI

ON О

где п - количество пьезоэлектрических элементов (дисков или пластин);

d - пьезоэлектрический модуль материала; . I и а - габариты элемента Р - приложенная сила (давление).

С пьезоэлектрического источника питания 10 напряжение поступает на преобразователь 11, где оно преобразуется в электрический сигнал определенной частоты, который по электрическим выводам передается на пьезоэлемент 6 устройства для уравновешивания осевых сил. При подаче электрического сигнала переменной частоты на кольцевые элементы пьезоэлемента 5 последние начинают сокращаться, причем частота сокращений равна частоте электрического сигнала, подаваемого на пьезоэлемент 6. Это приводит к выделению пузырьков газа из перекачиваемой среды в пазухе 5.

Появление газа уменьшает момент, тормозящий закрутку среды в пазухе, вызванную вращением колеса 2, и приводит к возрастанию угловой скорости среды в пазухе 5, что уменьшает осевые силы, действующие на рабочее колесо 2, а значит, уменьшает и давление в пазухе 5 и радиальной щели 8.

Уменьшение давления (Р) в радиальной щели 8 приводит к уменьшению напряжения, вырабатываемого пьезоэлектрическим

0

5

0

5

источником питания 10 (согласно ф-ле (1)), и уменьшению мощности электрического сигнала переменного тока, вырабатываемого преобразователем 11 для подачи на пьезоэлемент 6. При уменьшении мощности электрического сигнала переменного тока, поступающего на пьезоэлемент 6, амплитуда сокращения уменьшается, что ведет к уменьшению количества выделяемого газа в пазухе 5.

Этим достигается автоматическое регулирование мощности устройства для уравновешивания осевых сил центробежного насоса, а значит, повышается его эффективность.

Техническое преимущество заявляемого изобретения заключается в следующем:

1. В центробежном насосе не используется отдельный источник электрической энергии.

2. Обеспечивается автоматическое регулирование мощности устройства для уравновешивания осевых сил, а значит, и автоматическое уравновешивание осевой силы, возникающей на рабочем колесе центробежного насоса.

Сущность изобретения: в корпусе установлено рабочее колесо с ведущим диском. Диск образует с корпусом задисковую пазуху. Устр-во для уравновешивания осевых сил размещено в пазухе и выполнено в виде пьезоэлемента с электрическими выводами для подключения к генератору частоты. Генератор выполнен в виде преобразователя из пьезоэлектрического источника питания, размещенного вдоль радиальной щели, образованной корпусом и ротором и сообщенной с пазухой. На роторе в зоне установки пьезоэлектрического источника выполнены продольно-поперечные выступы. 1 ил.

Формула изобретения Центробежный насос, содержащий корпус, установленное в нем рабочее колесо с ведущим диском, образующим с корпусом задисковую пазуху, и устройство для уравновешивания осевых сил, размещенное в задйсковой пазухе и выполненное в виде пьезоэлемента с электрическими выводами для подключения к генератору частоты, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности путем автоматического уравновешивания осевой силы, генератор частоты выполнен в виде преобразователя из пьезоэлектрического источника питания, размещенного вдоль радиальной щели, образованной корпусом и ротором и сообщенной с задйсковой пазухой, а на роторе в зоне установки пьезоэлектрического источника питания выполнены продольно-поперечные выступы,