Центробежный насос

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус и закрепленное в нем на валу рабочее колесо, с наружной стороны ведущего диска которого выполнены пазы с расположенными в них радиальными ребрами , жестко соединенными с втулкой, установленной коаксиально валу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем регу лирования уравновешивающей осевой силы изменением ширины пазов ведущего диска, ребра расположены заподлицо с торцовой поверхностью ведущего диска с возможностью поворота в пазах вокруг оси насоса совместно с втулкой, причем по одну сторону каждого ребра пазы заполнены эластичным материалом . (Л со 00 N3 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1097825 з 5р F 04 D 1/00, 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3509760/25-06 (22) 10. 11.82 (46) 15.06.84. Бюл. № 22 (72) С. Л. Александров (53) 621.671 (088.8) (56) 1. Краев М. В.и др. Гидродинамические радиальные уплотнения высокооборотных валов. М., «Машиностроение», 1976, с. 30.

2. Авторское свидетельство СССР № 681217, кл. F 04 D 29/04, 1979. (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус и закрепленное в нем на валу рабочее колесо, с наружной стороны ведущего диска которого выполнены пазы с расположенными в них радиальными ребрами, жестко соединенными с втулкой, установленной коаксиально валу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем регу лирования уравновешивающей осевой силы изменением ширины пазов ведущего диска, ребра расположены заподлицо с торцовой поверхностью ведущего диска с возможностью поворота в пазах вокруг оси насоса совместно с втулкой, причем по одну сторону каждого ребра пазы заполнены эластичным матер и алом.

1097825

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к центробежным насосам с импеллерным устройством для уравновешивания осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса.

Известен центробежный насос, содержащий колесо с ведущим диском, имеющим гидродинамическое радиальное уплотнение, выполненное в виде пазов, расположенных на торцовой поверхности, ведущего диска, которые более экономичны по сравнению с 1О лопатками, выступающими относительно диска (1) .

Недостатком данного насоса является отсутствие возможности регулирования его характеристик, поскольку напорные характеристики уплотнения постоянны.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату центробежный насос, содержащий корпус и закрепленное в нем на валу рабочее колесо, с наружной стороны ведуще- 20 го диска которого выполнены пазы с расположенными в них радиальными ребрами, хкестко соединенными с втулкой, установленной коаксиально валу, причем уравновешивание осевых сил осуществляется регулированием геометрических параметров лопаток импеллера, выступающих из пазов (2) .

Недостатком известных центробежных насосов является низкий КПД, объясняющийся тем, что импеллерные устройства с 30 радиальными лопатками потребляют сравнительно большую мощность.

Цель изобретения — повышение КПД путем регулирования уравновешивающей осевой силы изменением ширины пазов ведущего диска. 35

Указанная цель достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус и закрепленное в нем на валу рабочее колесо, с наружной стороны ведущего диска которого выполнены пазы с расположенными в них радиальными ребрами, жестко соединенными с втулкой, ребра расположены заподлицо с торцовой поверхностью ведущего диска с возможностью поворота в пазах вокруг оси насоса совместно с втулкой, причем по одну сторону каждого реб- 45 ра пазы заполнены эластичным материалом.

На фиг. 1 изображен центробежный насос с ручным приводным механизмом поворота и фиксации, продольный разрез на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б- — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — 50 центробежный насос с автоматическим приводным механизмом поворота и фиксации, осуществляемых от осевых перемещений рабочего колеса по валу насоса, продольный разрез; на фиг. 5 — то же, с валом в корпусе насоса; на фиг. 6 — то же, от

55 осевых перемещений подвижной втулки по валу под действием изменяющегося давления в боковой пазухе насоса.

Центробежный насос (на фиг. 1) содержит корпус 1 и закрепленное в нем на валу 2 рабочее колесо 3, с наружной стороны 4 ведущего диска 5 которого выполнены пазы 6 с расположенными в них радиальными ребрами 7, жестко соединенными с втулкой 8, установленной коаксиально валу

2, ребра 7 расположены заподлицо с торцовой поверхностью ведущего диска 5 с возможностью поворота в пазах 6 вокруг оси насоса совместно с втулкой 8, причем по одну сторону каждого ребра 7 пазы 6 заполнены эластичным материалом 9, а втулка закреплена гайкой 10 и снабжена приводным механизмом поворота и фиксации углового положения ребер 7 относительно стенок пазов 6 ведущего диска 5 рабочего колеса 3.

В центробежном насосе на фиг. 4 приводной механизм поворота и фиксации образован перемещающимся в осевом направлении по валу 2 по прямым шлицам ll рабочим колесом 3, причем втулка 8 с ребрами 7 установлена на ступице 12 рабочего колеса 3, а на валу 2 закреплено коль. цо 13, причем втулка 8 и кольцо 13 образуют между собой косое зубчатое соединение 14.

В центробежном насосе на фиг. 5 приводной механизм поворота и фиксации образован перемещающимся в осевом направлении рабочим колесом 3 с валом 2 в корпусе 1, причем втулка 8 с ребрами 7 установлена на валу 2, а в корпусе на подшипнике 15, раположено кольцо 16 связанное косым зубчатым соединением 17 с втулкой 8 и прямозубым шлицевым соединением 18 с валом 2.

В центробежном насосе на фиг. 6 приводной механизм поворота и фиксации образован подвижной в осевом направлении втулкой 19, подпружиненной к рабочему колесу 3 и связанной косым зубчатым соединением 20 с втулкой 8 и прямозубым соединением 21 с валом 2, причем хвостовик подвижной втулки 19 выведен наружу корпуса 1 и уплотнен относительно последнего и вала 2.

Устройство работает следующим образом.

П ри работе центробежного насоса на рабочем колесе 3 возникает осевая сила, которая урановешивается за счет создания с торцовой поверхности ведущего диска 5 пазов 6 шириной h.

Пазы необходимой ширины h образуются при повороте втулки 8 с ребрами 7 относительно рабочего колеса 3. Поворот втулки 8 в центробежном насосе (фиг. 1) осуществляется вручную путем сжатия или растяжения эластичного материала 9 при остановке рабочего колеса 3, затем фиксируется положение ребер 7 гайкой 10, т. е. в данной конструкции гайка 10 не только ограничивает осевое перемещение втулки 8 относительно ведущего диска 5, но и фиксирует угловое расположение втулки 8.

1097825

Поворот втулки 8 в центробежных насосах (фиг. 4 — 6) осуществляется автоматически, гайка 10 здесь только ограничивает осевое перемещение втулки 8, но не фиксирует ее углового положения.

Поворот и фиксация втулки 8 центробежного насоса (фиг. 4) осуществляется при осевом перемещении центробежного колеса 3 по прямозубым шлицам ll под действием неуравновешенной осевой силы. При осевом перемещении рабочего колеса 3 по валу 2 с помощью косого зубчатого соединения 14 производится поворот втулки 8 с ребрами 7 в пазах 6 до тех пор, пока на ведушем диске 5 не будут образованы пазы шириной h, достаточной для уравновешивания осевой силы.

Центробежный насос (фиг. 4) может быть использован тогда, когда не имеется возможности обеспечить осевое перемещение рабочего колеса с валом в корпусе насоса, например, при наличии концевых уплотнений с плавающими кольцами или с торцовыми контактными или торцовыми бесконтактными уплотнениями.

В конуструкциях (фиг. 4 и 5) поворот втулки 8 с ребрами 7 ограничен осевыми перемещениями рабочего колеса 3 или рабочего колеса 3 и вала 2, которые не могут быть неограниченно болшими.

Большие осевые перемещения этих деталей находятся в силовой схеме насоса. Поэтому конструкции (фиг. 4) имеют ограничение по угловому повороту втулки 8 и могут применяться только при уравновешивании определенных осевых сил. Таких ограничений не имеет конструкция, изображенная на фиг. 6. Поворот и фиксация втулки 8 в этом случае осуществляется от подвижной втулки 19, перемещающейся по валу 2 в зависимости от давления в боковой пазухе между ведущим диском 5 и стенкой корпуса 1, которое определяет величину осевой силы, действующей на рабочее колесо 3.

Подвижная втулка 19 не находится в силовой схеме насоса, ее перемещение может быть значительным, так как оно ограничено только длиной вала 2. Перемещение втулки

19 осуществляется под действием изменяющегося на ней перепада давления, которое ,зависит только от давления в боковой пазухе насоса, так как давление снаружи корпуса 1 постоянно и равно атмосферному.

Давление в боковой пазуе, при котором на20 чинается поворот втулки 8, определяется жесткостью пружины, подпружинивающей подвижную втулку 19.

Такое выполнение центробежного насоса позволяет повысить его КПД путем урановешивания осевых сил регулированием геометрических параметров импеллера, выполненного в виде пазов, и вследствие реализации различных приводов регулирования пазов расширить область распространения импеллерных разгрузочных устройств в роторных машинах.

1097825

1097825

Составитель T. Куликова

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4180/31 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4