Центробежный насос

Техническое решение центробежный насос, относится к области машиностроения и может использоваться в насосах, конструктивная схема которых включает в себя встроенную и выносную подшипниковые опоры. Центробежный насосос включает корпус 1 и/или корпусные детали в виде секций 2, направляющих аппаратов 3, входной и напорной крышек 4, 5, скрепленных стяжными шпильками 6, Ротор насоса, установленный на подшипниках 7, 8, содержащий вал 9, с закрепленными на нем рабочими колесами 10 и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гипропяты 11 или разгрузочного барабана 12, во входной крышке 4 размещен подшипник 7 скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом 9 и внутренней цилиндрической поверхностью крышки 4 образована камера 13, соединенная с напорной полостью 14 одного из рабочих колес 10, осевым и радиальными каналами 15, 16, выполненными в вале 9, ротор насоса может быть снабжен предвключенным колесом 17, напорная сторона 18 которого гидравлически соединена с камерой 13. При этом, на торце вала 9 установлена колпачковая гайка 19 с радиальными отверстиями 20, гидравлически соединенными с осевым каналом 15 и камерой 13.

Техническое решение центробежный насос, относится к области машиностроения и может использоваться в насосах, конструктивная схема которых включает в себя встроенную и выносную подшипниковые опоры

Известен насос [1], включающий корпусные детали, являющиеся основанием. Корпусные детали выполнены в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек и скреплены стяжными шпильками. Имеется ротор, установленный на подшипниках скольжения, которые установлены снаружи и на расстоянии от торцевых крышек. Ротор содержит вал. с закрепленными на нем рабочими колесами и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты.

Также известен насос [2], включающий корпус, внутри которого установлены корпусные детали в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек. Устройство гидравлической разгрузки осевой силы в этом насосе, выполнено в виде барабана,

Общими недостатками указанных насосов является их компоновка, предусматривающая расположение подшипников скольжения за пределами корпуса При этом удлиняется база, а значит - увеличивается погрешность установки подшипников, длина вала и габариты каждого насоса.

Кроме того, увеличивается прогиб вала между двумя подшипниковыми опорами, что отрицательно сказывается на уплотнениях и на зазорах между статорной и роторной частями, обуславливая, при этом, повышенную виброактивность роторной системы Это приводит к снижению надежности работы концевых уплотнений, повышению утечек и

снижению рабочих характеристик насоса. Существенным недостатком является и то, что смазка подшипников скольжения осуществляется от отдельной маслоустановки.

Для устранения указанных недостатков поставлена задача, создать центробежный насос со встроенным подшипником скольжения во входной крышке.

Для решения поставленной задачи, заявляется центробежный насос, включающий корпус или корпусные детали в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек, скрепленных стяжными шпильками, ротор, установленный на подшипниках, содержащий вал, с закрепленными на нем рабочими колесами и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты или разгрузочного барабана.

В отличие от известного, в заявляемом техническом решении, во входной крышке размещен подшипник скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом и внутренней цилиндрической поверхностью крышки, образована камера, соединенная с напорной полостью одного из рабочих колес осевым и радиальными каналами, выполненными в вале. Кроме того, ротор может быть снабжен предвключенным колесом, напорная сторона которого гидравлически соединена с камерой. К тому же, на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями, гидравлически соединенными с осевым каналом и камерой.

Перечисленные выше отличительные признаки являются новыми, необходимы и достаточны для достижения положительного результата, а именно:

- во входной крышке размещен подшипник скольжения. Учитывая то, что внутренняя сторона входной крышки имеет выпуклость, направленную в сторону рабочей полости насоса, а наружная сторона - плоская, причем, крышка нагружена давлением, то

расчетная толщина крышки - значительна Поэтому, в крышке выполнена цилиндрическая полость для установки наружной втулки подшипника скольжения, что позволило более эффективно использовать толщину крышки в предложенном техническом решении;

- со стороны внешнего торца подшипника, между валом и внутренней цилиндрической поверхностью крышки, образована камера. Такое техническое решение позволяет не только конструктивно выполнить и оптимально расположить подшипник скольжения, но и создать, со стороны внешнего торца подшипника, камеру для накопления и подачи смазывающей охлаждающей жидкости. Кроме того, в камере смазывающая охлаждающая жидкость, вышедшая с осевого канала, меняет направление, и поступает на подшипник. Таким образом, несложным техническим решением, осуществлен переток жидкости из осевого канала в радиальный зазор, образованный рабочими поверхностями подшипника скольжения;

- камера соединена с напорной полостью одного из рабочих колес осевым и радиальными каналами, выполненными в вале. Такое соединение позволило использовать разность давления перекачиваемой жидкости в напорной полости одного из рабочих колес и давления на входе в насос. Осевой и радиальные каналы обеспечивают поступление жидкости в камеру и далее - в рабочий зазор подшипника;

- ротор снабжен предвключенным колесом. Это позволяет использовать заявляемое техническое решение и в конструкциях насосов, имеющих предвключенные колеса;

- напорная сторона предвключенного колеса гидравлически соединена с камерой. Предвключенное колес создает напор жидкости и таким же образом, как и рабочее колесо, обеспечивает поступление жидкости под давлением в каналы, камеру и на подшипник;

- на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями, гадравлически соединенными с осевым каналом и камерой. Учитывая то, что напор предвключенного колеса значительно меньше, чем любого из рабочих колес, и требуемая смазка и охлаждение подшипника могут быть не обеспечены, на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями. Это позволяет за счет центробежной силы повысить давление жидкости, поступающей на смазку и охлаждение подшипника

Все отличительные признаки, как самостоятельно, так и в совокупности, неразрывно связаны и находятся в причинно - следственной связи с получаемым положительным результатом, который позволяет на высоком техническом уровне осуществить разработку новой конструкции центробежного насоса.

Таким образом, использование отличительных признаков позволило перенести подшипник скольжения, установленный снаружи, насоса, в середину корпусной детали, то есть - в крышку, обеспечив при этом, в комплексе охлаждение и смазку. Это позволило укоротить вал, уменьшить расстояние между подшипниками, повысить тем самым динамическую устойчивость ротора и уменьшить в целом габариты насоса и его вес. Центробежный насос поясняется чертежами.

На фиг.1 схематически изображен насос в разрезе, корпус которого состоит из корпусных деталей.

На фиг.2 схематически изображен насос с цельным корпусом и предвключенным колесом.

На фиг.3 - выноска 1.

Заявляемый центробежный насосос включает корпус 1 и/или корпусные детали в виде секций 2, направляющих аппаратов 3, входной и напорной крышек 4, 5, скрепленных стяжными шпильками 6. Ротор насоса, установленный на подшипниках 7. 8, содержащий вал 9, с закрепленными

на нем рабочими колесами 10 и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты 11 или разгрузочного барабана 12. Во входной крышке 4 размещен подшипник 7 скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом 9 и внутренней цилиндрической поверхностью крышки 4 образована камера 13, соединенная с напорной полостью 14 одного из рабочих колес 10, осевым и радиальными каналами 15, 16, выполненными в вале 9.

Кроме того, ротор насоса может быть снабжен предвключенным колесом 17, напорная сторона 18 которого гидравлически соединена с камерой 13. При этом, на торце вала 9 установлена колпачковая гайка 19 с радиальными отверстиями 20, гидравлически соединенными с осевым каналом 15 и камерой 13.

Центробежный насос работает следующим образом.

На рабочее колесо 10 первой ступени, поступает перекачиваемая жидкость. Далее по каналам направляющего аппарата 3 жидкость подается на рабочее колесо второй ступени. Пройдя через все ступени, жидкость направляется на выход из насоса. По ходу движения жидкости, за каждым колесом напорной полости 14, давление жидкости увеличивается. Часть жидкости, под давлением поступает в радиальные и осевой каналы 16, 15, вала 9. Жидкость, вышедшая из осевого канала 15, поступает в камеру 13, внутри которой меняет направление и подается на подшипник 7 скольжения. Через радиальный зазор подшипника 7 скольжения, жидкость поступает во входную полость насоса В процессе прохождения через радиальный зазор, жидкость смазывает и охлаждает рабочие поверхности подшипника 7 скольжения, давление ее понижается, однако оно больше давления жидкости, поступающей на колесо первой ступени, обеспечивая переток жидкости.

В случае, когда центробежный насос имеет предвключенное колесо 17, напорная его сторона 18 создает давление жидкости часть которой, также подается в радиальные и осевой каналы 16,15. Жидкость из осевого канала

15 попадает в колпачковую гайку 19 и под действием центробежной силы, через отверстия 20 направляется к подшипнику 7. В данном случае давление жидкости увеличилось вращающейся гайкой 19. Таким образом, недостача давления жидкости, созданного предвключенным колесом 17 и потеря его в каналах, компенсируется колпачковой гайкой 19.

Данное техническое решение обеспечивает надежное охлаждение и смазку подшипника скольжения, так как, при вхождении жидкости в радиальные каналы, происходит процесс сепарации. То есть, при наличии в жидкости механических включений, под действием центробежной силы, они тангенциально удаляются от вращающегося вала. Таким образом, в радиальные каналы поступает чистая жидкость.

Заявляемое техническое решение позволяет выполнить поставленную задачу, одновременно улучшить условия эксплуатации, уменьшить массу и габариты насоса.

Центробежный насос конструктивно усовершенствован, практически выполним и для его изготовления не требуется специального оборудования, приспособлений и инструментов.

1. Центробежный насос, включающий корпус и/или корпусные детали в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек, скрепленных стяжными шпильками, ротор, установленный на подшипниках, содержащий вал, с закрепленными на нем рабочими колесами, и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты или разгрузочного барабана, отличающийся тем, что во входной крышке размещен подшипник скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом и внутренней цилиндрической поверхностью крышки, образована камера, соединенная с напорной полостью одного из рабочих колес осевым и радиальными каналами, выполненными в вале.

2. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что ротор снабжен предвключенным колесом, напорная сторона которого гидравлически соединена с камерой.

3. Центробежный насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями, гидравлически соединенными с осевым каналом и камерой.