Центробежный насос Советский патент 1983 года по МПК F04D1/00 F04D15/00 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

1

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

Известен центробежный насос, содержащий корпус, установленное в нем на валу на шлицах с возможностью осевого перемещения рабочее колесо со ступицей, на торцах которой и валу закреплены кольцевые диафрагмы, образующие вокруг шлицевого соединения кольцевые полости, заполненные жидкостью, а также устройство уравновешивания осевой силы 1.

Недостатком этого насоса является низкая надежность вследствие невозможности отстройки и регулирования амплитудно-частотных характеристик осевых колебаний вала при изменении режимов работы насоса.

Известен центробежный насос с линией нагнетания, содержащий корпус, установленное в нем с возможностью осевого перемещения рабочее колесо со ступицей, на торцах которой и валу закреплены кольцевые диафрагмы, образующие полости, заполненные жидкостью, и устройство уравновешивания осевой силы, снабженное каналами, соединяющими полости и автоматически регулирующими уравновешивание осевой силы 2.

Недостатком этого насоса является низкая надежность устройства, объясняющаяся невозможностью отстройки и регулирования амплитудно-частотных характеристик осевых колебаний вала при изменении режимов работы насоса.

Цель изобретения - повыщение надежности путем регулирования амплитудно-час10 тотных характеристик осевых колебаний ротора на различных режимах работы насоса.

Указанная цель достигается тем, что центробежный насос с линией нагнетания, содержащий корпус, установленное в нем с

15 возможностью осевого перемещения рабочее колесо со ступицей, на торцах которой и валу закреплены кольцевые диафрагмы, образующие полости, заполненные жидкостью, и устройство уравновешивания осевой

2Q силы, дополнительно содержит датчик осевых колебаний вала и магистраль, соединяющую вышеуказанные полости с линией нагнетания снабженную редукционным клапаном, связанным с датчиком осевых колебаний вала. ll;i чертеже изображен центробежный насос, продольный разрез. Центробежный насос с линией нагнетания (не ноказана) содержит корпус 1, установленное в нем с возможностью осевого перемещения рабочее колесо 2 со стуницей 3, на торцах 4 которой и валу 5 закреплены кольцевые диафрагмы 6, образующие полости 7, заполненные жидкостью, и устройство 8, уравновешивания осевой силы, причем насос дополнительно содержит датчик 9 осевых колебаний вала 5 и магистраль 10, соединяющую вышеуказанные полости 7 с линией над-нетания (не показаны) и снабженную редукционным клапаном 11, связанным с датчиком 9 осевых колебаний вала 5, снабженным программным устройством 12, рабочее колесо 2 установлено на валу, посредством шлицевого соединения 13, а устройство 8 уравновешивания осевой силы выполнено гидростатического типа, включает щелевые радиальное и торцовое уплотнения 14 и 15. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При работе центробежного насоса осевое усилие, возникающее на колесе 2, уравновешивается устройством уравновешивания осевой силы следующим образом. Под действием осевой силы колесо 2 сдвигается но шлицевому соединению 13 и валу 5, что приводит к изменению давления в зоне между радиальным и торцовым уплотнениями 14 и 15 и возникновению уравновешивающего усилия. Однако в связи с тем, что динамические системы инерционны, колесо 2 колеблется около некоторой нейтральной точки, определяющей величину торцового зазора уплотнения 15, достаточную для уравновешивания действующей на колесо 2 осевой силы. Кроме того, в насосах возникают гидродинамические силы, которые в автоматических устройствах уравновешивания осевых сил могут привести к потере осевой устойчивости и возникновению интенсивных самовозбуждающихся колебаний ротора. Вероятность этих явлений увеличивается для многорежимных центробежных насосов. Частота и амплитуда осевых колебаний системы автоматического уравновещивания зависят от демпфирующих свойств устройства. Так, в предлагаемой конструкции амплитудно-частотные характеристики колебаний колеса 2 по валу 5 определяются жесткостью демпфирующего устройства, выполненного в виде ограниченных кольцевыми диафрагмами 6 полостей 7, имеющих переменный объем и заполненных жидкостью. Жесткость демпфирующего устройства регулируется величиной давления жидкости в полостях 7. При изменении режима работы насоса изменяются амплитудно-частотные характеристики осевых колебаний вала, насоса, которые контролируются датчиком 9 и в программном устройстве 12 сравниваются с допустимыми значениями. При недопустимых величинах амплитудно-частотных характеристик колебаний вала 5 с програ.ммного устройства 12 подается сигнал в систему управления редукционного кланана 11, что позволяет через магистраль 10 изменять дав.тение в полостях 7 и регулировать амплитудно-частотные характеристики осевых колебаний колеса 2 по валу 5. Регулированием амплитудно-частотных характеристик осевых колебаний колеса 2 по валу 5 производится отстройка осевых колебаний вала 5 от режимов автоколебаний и резонанса, что позволяет у.меньщить значения динамических нагрузок на подшипниковые опоры, на которых установлен вал 5. Такое выполнение насоса позволяет повысить его надежность и работоспособность путем отстройки системы автоматического уравновешивания осевых сил, действующих на ротор, от режимов автоколебаний и резонанса и за счет этого увеличить ресурс работы подшипниковых опор насосов. Формула изобретения Центробежный насос с линией нагнетания, содержащий корпус, установленное в нем с возможностью осевого пере.мещения рабочее колесо со ступицей, на торцах которой и валу закреплены кольцевые диафрагмы, образующие полости, заполненные жидкостью, и устройство уравновещивания осевой силы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем регулирования амплитудно-частотных характеристик осевых колебаний ротора на различных режимах работы насоса, насос дополнительно содержит датчик осевых колебаний вала и магистраль, соединяющую вышеуказанные полости с линией нагнетания и снабженную редукционным клапаном, связанным с датчиком осевых колебаний вала. Цсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №879043, кл. F 04 D 29/10, 1980. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3307588, кл. F 04 D 1/00, 16.06.81.