Центробежный насос Советский патент 1982 года по МПК F04D1/00 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в центробежных насосах.

Известен центробежный насос, содержащий корпус и установленное в нем на валу колесо с лопатками, закрепленными на покрывном диске 1.

Недостатком известного центробежного насоса является его низкая всасывающая способность.

Известен также центробежный насос, содержащий корпус и установленное в нем на валу рабочее колесо с лопастями, закрепленными на диске, и с предвключенньщ осевым колесом, повышающим их всасывающую способность 2.

Недостатками известного насоса являются возможность засорения межлопаточных каналов центробежного колеса при перекачивании суспензий, быстротвердеющих смесей и жидкостей с твердыми включениями, возникновение осевой силы, действующей на осевое колесо, для уравновешивания которой в насосе необходимо предусмотреть специальное устройство, что усложняет конструкцию, а также увеличенные габаритные размеры и, следовательно, повышенная

масса насоса за счет того, что предвключенное осевое колесо устанавливается последовательно с центробежным колесом во входном корпусе насоса, увеличивая осевые размеры.

5Цель изобретения - улучшение энергетических и кавитационных характеристик путем повышения напора и всасывающей способности.

Указанная цель достигается тем, что

10 лопасти выполнены в виде винтовых элементов, например в виде шнеков с осями, совпадающими со средними линиями меридиального сечения рабочего канала, снабженных приводами и установленных с возможностью вращения в подшипниковых опорах,

15 причем диск может быть снабжен расположенными на его внутренней поверхности ребрами, подшипниковые опоры размещены в последних, при этом выходные части щнеков расположены на диаметре, меньшем наружного диаметра колеса, и по средней линии канала могут быть установлены стержни, а на последних расположены винтовые элементы с возможностью осевого перемещения, и привод винтовых элементов может быть выполнен регулируемым, в виде гидротурбины с поворотными лопатками, расположенными на выходе из рабочего колеса и снабженными рычагами их поворота, причем в зоне расположения последних стенка корпуса имеет люки.

На фиг. 1 изображен вариант выполнения насоса в разрезе с рабочим колесом с кольцевыми ребрами; на фиг. 2 - вариант выполнения насоса в разрезе с рабочим колесом с радиальными ребрами; на фиг. 3 - вариант выполнения насоса в разрезе со шнеками, установленными на стержнях; на фиг. 4 - вариант выполнения насоса в разрезе с регулируемым приводом, выполненным в виде гидротурбины.

Центробежный насос содержит корпус 1 и установленное в нем на валу 2 рабочее колесо 3 с лопастями 4, закрепленными на диске 5, причем лопасти 4 выполнены в виде винтрвых элементов, например в виде шнеков с осями, совпадаюшими со средними линиями меридиального сечения рабочего канала 6, снабженных приводами 7 и установленных с возможностью врашения в подшипниковых опорах 8, диск 5 может быть снабжен расположенными на его внутренней поверхности 9 ребрами 10 и подшипниковые опорц 8 размеш.ены в последних, при этом выходные части шнеков 4 расположены на диаметре, меньшем наружного диаметра колеса 3, а для обеспечения регулирования характеристик по средней линии канала 6 могут быть установлены стержни 11 и на последних расположены винтовые элементы 4 с возможностью осевого перемешения.

Привод 7 может быть выполнен регулируемым в виде гидротурбины 12 с поворотными лопатками 13, расположенными на выходе из рабочего колеса 3 и снабженными рычагами их поворота, причем в зоне расположения последних стенка корпуса 1 имеет люки 14. Привод также имеет зубчатое соединение шестерни 15 с колесом 16 с определенным передаточным числом.

При работе насосного агрегата при вращении центробежного колеса 3 происходит обкатывание шестерни 15 по неподвижному зубчатому колесу 16. От шестерен 15 через косозубую зубчатую передачу осуществляется привод 7 шнеков 4. Шнеки 4 при врашении всасывают жидкость в центробежное колесо 3, улучшая всасывающую способность насосного агрегата. Так, осевые колеса обладают лучшими антикавитационными свойствами по сравнению с центробежным. Напор, создаваемый насосным агрегатом, определяется в первую очередь герметическими режимными параметрами центробежного колеса 3, в котором шнеки 4 сообщают потоку жидкости, протекающему в гидравлическом тракте, угловую скорость врашения колеса 3, в то же время вращение шнеков 4 создает дополнительный напор.

Угловая скорость вращения шнеков 4, обеспечивающая оптимальную всасывающую способность насосного агрегата, задается передаточным отношением зубчатых колес 16 и шестерен 15 привода 7. Выполнение опор 8 в ребрах 10, расположенных на выходе из центробежного колеса 3, играющих роль неподвижных лопастей, позволяет сохранить напорность насосного агрегата и получить структуру потока на выходе из рабочего колеса 3, характерную для центробежных насосов. Это дает возможность эффективно использовать выходные устройства, применяющиеся в цe тpoбeжныx насосах.

В ряде случаев необходимо производить регулирование характеристик насосных агрегатов. Регулирование характеристик осуществляется за счет изменения шага между соседними витками шнеков 4 за счет уменьшения или увеличения длины стержня 11, на котором посажены шнеки 4. Более широкие пределы регулирования характеристик позволяют получить, регулируемый привод 7 шнеков 4.

Изменение углового положения лопаток гидротурбины 12 осушествляется через люки 14, выполненные в корпусе 1. Регулирование угловой скорости врашения гидротурбины 12 позволяет производить регулирование угловой скорости вращения шнеков 4. Такое выполнение насосного агрегата позволяет повысить всасывающую способность и исключить возникновение осевой силы.

Использование изобретения позволяет улучшить энергетические и кавитационные характеристики и, таким образом, повысить экономичность и долговечность насосов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I

Щ