Центробежный насос Советский патент 1981 года по МПК F04D29/04 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Изобретение относится.к насосостроению. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является центробежный насос, содержёщий корпус с поло тями низкого и высокого давления и установленное в нем на валу рабочее колесо с ведомым и ведущим дисками образующими с корпусом задисковы полости и имеющими уплотняющие выступы, расположенные по внешнему, среднему и внутреннему диаметрам колеса, причем в ведущем диске выполнены , разгрузочные отверстий, соо щающие полость низкого давления насоса с задисковыми полостями Г. Однако в известном насосе гидростатический поддшпник не обладает достаточной жесткостью. Он частично или полностью исключить действие гидравлических рещиёшьпых сил, возникающих на рабочем колесе но не может згименить радиальный под шипник, устанавливаемый вблизи рабо чего колеса. Кроме того, в насосе необходим подшипник, воспринимающий осевую силу, что также усложняет конструкцию, увеличивает его вес и габариты. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения радиальной и осевой сил, действующих на рабочее колесо. Указанная цель достигается тем, что насос дополнительно содержит обойму, установленную в корпусе, образующую с выступами одного из дисков на среднем диаметре колеса лабиринтное уплотнение и имеющую осевые и радиальные пазы, сообщенные между собой и с полостями высокого и низкого давления насоса, а выступы другого диска на внешнем и внутреннем диаметрах колеса образуют с корпусом уплотнения. На фиг.1 изображен центробежный насос с лабиринтным уплотнением, выполненным на ведомом диске, продольный разрез; на фиг.2 - то же, с Jjaбиринтным уплотнением на ведущем диске; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1. Центробежный насос содержит корпус 1 и установленное в нем на валу 2 рабочее колесо 3 с ведомым и ведущим дисками 4 и 5, образующими о корпусом 1 задисковые полости 6 и 7 и имеющими уплотняющие выступы 8, расположенные по внешнему, среднему и внутО. колеса D,, Dj, реннему диаметрам 3, причем в ведущем диске 5 выполнены разгрузочные отверстия 9, сообщакндие полость 10 низкого давления насоса с задисковыми полостями 6 и 7, причём насос дополнительно содержит Обойму 11, установленную в корпусе 1 образующую с выступами 8 одного из дисков на среднем диаметре D, колеса 3 лабиринтное уплотнение 12 и имеющую сообщенные осевые и радиальные пазы 13 и 14, сообщенные между собой и с полостями 15 и 10 высокого и низ кого давления насоса, а выступы 8 др гого диска на внешнем и внутреннем диаметрах Dj, и Dj колеса 3 образуют с корпусом 1 уплотнения 16. Лабиринт ное уплотнение 12 имеет кольцевые щели 17 и 18. Насос работает следующим образом. .Вследствие, наличия йерепада давле ния между полостями 15 и 10 высокого и низкого давления жидкость сначала будет протекать через насос через осевые и радиальные пазы 13 и 14 и вытекать в полость 10 низкого давления. Когда рабочее колесо 3 насоса находится в центральном положении, благодаря равенству размеров щелей 17 и 18, а следовательно, равенству их сопротивлений в осевых пазах 13 гидростатическое давление будет оди.наковое, равное примерно половине давления напора насоса При смещении рабочего колеса 3, вызванном действием силы в направлении стрелки Б {фиг.1), щель 17 уменьшается, увеличивая свое сопроти ление, а щель 18 увеличивается, умен шая свое сопротивление.. Оба эти явле ния вызовут уменьшение давления в осевом пазу 13. В противоположном пазу 13 вследствие увеличения щели 17 и уменьшения ее сопротивления и уменьшения щели 18 давление возрасте Появившийся перепад давления в проти воположных пазах 13 вызывает силу, направленную в противеположную сторо ну направления силы, действующей на рабочее колесо 3, стремящейся удержа рабочее колесо 3 в центральном положении. Со стороны уплотнения 16 жидкость сначала протекает через уплотнение 16 внешнего диаметра, затем задисковую полость 6 через уплотнение 1б внутреннего диаметра в полост 10 низкого давления насоса. В случае действия посторонней силы например в направлении стрелки В фйГо) щель уплотнения 16 внешнего 16 (Нешнего диаметра увеличивается и сопротивление ее уменьшается, а щель уплотнения 16 внутреннего диаметра DJ уменьшается, а сопротивлени ее возрастает. Вследствие этого давление в задисковой полости 6 возрастает и .становится больше половины давления напора насоса. .С противоположной стороны рабочего колеса 3 в полости 7 давление остаётся без изме нени.я. В результате нарушения равновесия появляется сила, направленная в противоположную сторону направления посторонней силы, т.е. в сторону восстановления положения рабочего к олеса 3, При действии посторонней силы в направлении стрелки щель уплотнения 16 внешнего диаметра уменьшается сопротивление ее увеличивается, а щель уплотнения 16 внутреннего диаметра увеличивается, сопротивление ее уменьшается. Вследствие этого давление в задисковой полости 6 становится меньше половины давления напора. В результате нарушения равновесия появляется сила, направленная в сторону восстановления положения рабочего колеса 3. Предлагаемое техническое решение увеличивает надежность работы насоса по той причине, что в известных насосах в лабиринтном уплотнении зазор между вращающимися поверхностями и неподвижными выполняют больше зазора переднего подшипника в 3-4 раза. Но при этих зазорах частой причиной выхода из строя насоса является заедание в лабиринтном уплотнении, чему способствует износ подшипника, недостаточная жесткость конроли вала, на которой закреплено рабйчее колесо, неточности изготовления в пределах допусков по яесоосности и посадкам. В предлагаемом центробежном насосе, где рабочее колесо является опорой вращения, это явление исключается полностью Формула изобретения Центробежный насос, содержащий корпус с полостями низкого и высокого давления и установленное в нем на валу .рабочее колесо с ведомым и веду1чим дисками, образующими с корпусом задисковые полости и имеющими уплотняющие выступы, расположенные по внешнему, среднему и внутреннему диаметрам колеса, причем в ведущем диске выполнены разгрузочные отверстия, сообщгиощие полость низкогода вления насоса с задисковыми полостями, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности путём уменьшения ргщиальной и осевой сил, действующих на рабочее колесо, насос дополнительно содержит обойму, установленную в корпусе, образующую с выступами одного из дисков на среднем диаметре колеса лабиринтное уплотнение и имеющую осевые и радиальные пазы, сообщенные между собой и.-, с полостями высокого и низкого давления насоса, а выступы другого диска на внешнем и внутреннем д уаметрах колеса образуют с корпусом уплотнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Японии № 49-46801, кл, 63 {З; В 103, опублик. 1974.