Центробежный вихревой насос для перекачивания жидкостей
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к центробежным вихревым насосам для перекачивания жидкостей, и может быть использована в частности для заполнения сжиженными углеводородными газами баллонов газобаллонных автомобилей, бытовых баллонов, стационарных и передвижных емкостей объектов газоснабжения и газопотребления. Насос содержит одноступенчатый цилиндрический корпус, установленный на подшипниках качения вал, закрепленное на валу рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный тангенциальные патрубки, снабженные фланцами. Рабочее колесо выполнено в виде диска, со стороны боковой поверхности которого выполнены два ряда впадин, примыкающих к торцевым поверхностям диска, а со стороны торцевой поверхности диска выполнены отверстия для прохождения перекачиваемой жидкости. При этом рабочее колесо установлено на валу с возможностью осевого перемещения в пределах зазора, образованного между рабочим колесом и стопорными кольцами, установленными на валу. Технический результат - повышение производительности, надежности и долговечности насоса, снижение уровня шума и вибрации при работе насоса.
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к центробежным вихревым насосам для перекачивания жидкостей, и может быть использована в частности для заполнения сжиженными углеводородными газами баллонов газобаллонных автомобилей, бытовых баллонов, стационарных и передвижных емкостей объектов газоснабжения и газопотребления.
Из уровня техники известен центробежный вихревой насос для перекачивания жидкостей, содержащий многоступенчатый цилиндрический корпус, установленный в корпусе на подшипниках вал, рабочее колесо, закрепленное на валу, всасывающий и нагнетательный патрубки (см. например, US 6364605 B1, 02.04.2002). Недостатками известных насосов является низкая производительность, большое количество деталей, кратное количеству ступеней нагнетания, и в связи с этим большая масса, недостаточная надежность и высокая требуемая мощность электродвигателя.
Задачей заявленной полезной модели является создание высокопроизводительного и надежного насоса для перекачивания жидкостей.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении производительности, надежности и долговечности насоса, снижении уровня шума и вибрации при работе насоса.
Указанный технический результат достигается за счет того, что центробежный вихревой насос для перекачивания жидкостей содержит ступенчатый цилиндрический корпус, установленный в корпусе на подшипниках качения вал, закрепленное на валу рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный тангенциальные патрубки, снабженные фланцами. Рабочее колесо выполнено в виде диска, со стороны боковой поверхности которого выполнены два ряда впадин, примыкающих к торцевым поверхностям диска, а со стороны торцевой поверхности диска выполнены отверстия для прохождения перекачиваемой жидкости. При этом рабочее колесо установлено на валу с возможностью осевого перемещения в пределах зазора, образованного между рабочим колесом и стопорными кольцами, установленными на валу.
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:
- в рабочем колесе впадины одного ряда, смещены относительно впадин другого на расстояние равное половине ширины впадины.
- в диске в каждом ряду выполнено 60 впадин.
Конструкция заявленного насоса представлена на фиг.1. На фиг.2 показано рабочее колесо насоса.
Центробежный насос содержит одноступенчатый корпус 1, имеющий цилиндрическую ступенчатую форму, вал 2, установленный в корпусе 1 на подшипниках качения 3, всасывающий 4 и нагнетательный 5 тангенциальные патрубки, снабженные фланцами 6 и 7. На валу 2 установлено рабочее колесо 8, имеющее «плавающее» крепление за счет зазора 9, образованного между колесом 8 и стопорными кольцами 10, установленными на валу. За счет «плавающего» зазора обеспечивается осевая подвижность рабочего колеса относительно корпуса 1 насоса в пределах этого зазора. Между рабочим колесом 8 и корпусом 2 имеется гарантированный зазор, обеспечивающий свободный проход жидкости. В корпусе со стороны рабочего колеса установлена крышка 11 корпуса. В конструкции насоса имеется торцевое уплотнение, представляющее собой соединение, включающее неподвижную втулку 12, графитовую втулку 13, подвижную втулку 14 и пружинный корпус 15. Графитовая втулка 13 обеспечивает герметичное уплотнение между подвижной втулкой 14 и неподвижной втулкой. 12, подвижная втулка 14, обеспечивает герметичное уплотнение между валом 2 и графитовой втулкой 13. Пружинный корпус 15, обеспечивает соединение между графитовой втулкой 13 и неподвижной втулкой 12.
Рабочее колесо 8 представляет собой диск диаметром 150 мм, на боковой поверхности которого имеется два ряда впадин 16 (шириной 4,48 мм и глубиной 3,75 мм), примыкающих к торцевым поверхностям диска и чередующиеся с выступами 17 (шириной 1,8 мм и высотой 3,75 мм). Впадины и выступы в одном ряду смещены относительно другого ряда на величину половины ширины впадины. Предпочтительное количество впадин и выступов в каждом ряду - 60. В рабочем колесе со стороны торцевой поверхности имеются четыре резьбовых отверстия 18 (M12), обеспечивающие выравнивание давление жидкости с обеих сторон рабочего колеса, и одновременно служащих для его демонтажа. Конструкция рабочего колеса и его «плавающее» крепление на валу обеспечивают свободный проход жидкости (сжиженного газа) и ее тихое течение. В результате насос работает без вибраций и пульсаций и характеризуется высокой надежностью и длительным сроком эксплуатации.
Подшипники в насосе закрытые, необслуживаемые предназначены для работы в условиях высоких радиально-осевых нагрузок, обеспечивают высокую эксплуатационную надежность и долговечность работы насоса.
Рабочее колесо может быть изготовлено из сплава БрАЖ9-4. Корпус и крышка изготовлены из прочной стали и выдерживают испытательное гидравлическое давление 2,34 МПа.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Жидкость, поданная на входной патрубок насоса, распределяется по кольцевому каналу в обе стороны рабочего колеса, попадает на лопасти вращающегося рабочего колеса (образованные выступами и впадинами) и проходит по кольцевому каналу в выходной патрубок и частично перетекает на вход насоса. Такая рециркуляция происходит постоянно.
Перепад давлений жидкости между входным и выходным патрубками обеспечивается за счет перемычки между входным и выходным патрубками на корпусе 1, а также за счет минимального зазора, образованного между рабочим колесом и корпусом 1.
Мощность, требуемая для работы электродвигателя насоса, растет с увеличением перепада давлений. При этом одновременно уменьшается подача жидкости в насосе.
Заявленный насос может создавать рабочее давление до 1,6 МПа. Средний срок службы такого насоса не менее 10 лет. Устройство может успешно применяться для перекачивания сжиженных углеводородных газов на газонаполнительных станциях (ГНС), газонаполнительных пунктах (ГНП) и автогазозаправочных станциях (АГЗС).
Следует отметить, что вся приведенная совокупность существенных признаков направлена на достижение указанного технического результата, а именно - на повышение производительности, надежности, долговечности.
1. Центробежный вихревой насос для перекачивания жидкостей, содержащий ступенчатый цилиндрический корпус, установленный в корпусе на подшипниках качения вал, закрепленное на валу рабочее колесо и всасывающий и нагнетательный тангенциальные патрубки, снабженные фланцами, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено в виде диска, со стороны боковой поверхности которого выполнены два ряда впадин, примыкающих к торцевым поверхностям диска, а со стороны торцевой поверхности диска выполнены отверстия для прохождения перекачиваемой жидкости, при этом рабочее колесо установлено на валу с возможностью осевого перемещения в пределах зазора, образованного между рабочим колесом и стопорными кольцами, установленными на валу.
2. Насос по п.1, характеризующийся тем, что в рабочем колесе впадины одного ряда смещены относительно впадин другого на расстояние, равное половине ширины впадины.
3. Насос по п.2, характеризующийся тем, что в диске в каждом ряду выполнено 60 впадин.
