Герметичный центробежный насос

 

Изобретение может быть использовано в герметичных электронасосах. Цель изобретения состоит в повышении надежности путем автоматической разгрузки вала от неуравновешенной осевой силы. Устройство содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и полостью двигателя 3, разделенными стенкой 4 корпуса 1 с осевыми отверстиями 5. Герметичная гильза 10 ротора 9 установлена в полости 3 с образованием со стенкой 4 торцовой щели 11. Сила давления жидкости , действующая на торцовую поверхность гильзы 10, уравновешивает осевую силу. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s F 04 0 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,Ч1,Рvrrg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

О

) ЬЭ (21) 4787906/29 (22) 30.01.90 (46) 23.01.92. Бюл, М 3 (72) А.В.Полупан, А.Д.Савчук, С.В.Козелков и С.В.Яковлев (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 964244, кл. F 04 О 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1038597, кл, F 04 О 13/06. 1983, (54) ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

ЭЛЕКТРОНАСОС (57) Изобретение может быть использовано

Изобретение относится к насосостроению, в частности к герметичным электронасосам.

Цель изобретения — повышение надежности путем автоматической разгрузки вала от неуравновешенной осевой силы.

На фиг,! изображена схема конструкций центробежного герметичного электронасоса; на фиг.2 (а и б) приведены расчетные схемы конструкции центробежного герметичного электронасоса.

Герметичный центробежный электронасос содержит корпус 1 с рабочей полостью

2 и полостью двигателя 3. разделенные стенкой 4 корпуса 1 с осевыми отверстиями

5, закрепленные на валу 6 в рабочей полости

2 рабочее колесо 7 с ведущим диском 8 и в полости двигателя 3 ротор 9 двигателя в герметичной гильзе 10. При этом полость двигателя 2 сообщена с входом в рабочее колесо через полый вал 6 или обводным трубопроводом. Герметичная гильза 10 ротора 9 установлена в полости двигателя с образованием со стенкой корпуса 4 торцо„„SU„„1707261 А1 в герметичных электронасосах. Цель изобретения состоит в повышении надежности путем автоматической разгрузки вала от неуравновешенной осевой силы. Устройство содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и полостью двигателя 3, разделенными стенкой 4 корпуса 1 с осевыми отверстиями 5.

Герметичная гильза 10 ротора 9 установлена в полости 3 с образованием со стенкой

4 торцовой щели 11. Сила давления жидкости, действующая на торцовую поверхность гильзы 10, уравновешивает осевую силу. 2 ил. вой щели 11, а осевые отверстия 5 стенки корпуса 4 расположены на радиусе, меньшем внешнего радиуса герметичной гильзы

10 ротора 9 двигателя.

Герметичный центробежный насос работает следующим образом.

После заполнения полостей 2 и 3 корпуса 1 насоса включается электродвигатель, приводящий во вращение полый вал б с рабочим колесом 7 и ведущим диском 8. Перекачиваемая жидкость поступает в напорную магистраль. Часть ее отводится в пространство между рабочим колесом 7, а именно между ведущим диском 8 и торцовой стенкой корпуса 4. которая через осевые отверстия 5 в торцовой стенке корпуса 4 попадает в торцовый зазор между стенкой корпуса 4 и торцом герметичной гильзы 10 ротора 9.

Сила давления жидкости, действующая на торцовую поверхность гильзы 10 ротора 9 уравновешивает осевую силу, возникающую при работе насоса. Торец гильзы 10 служит таким образом разгрузочной поверхностью. После этого перекачиваемая жид1707261 кость проходит через зазор между гильзой статора и гильзой ротора двигателя, охлаждая его, и далее возвращается на вход в рабочее колесо, например через отверстия в крышке корпуса и полый рабочий вал 6. 5

Во время работы величина кольцевого зазора между стенкой корпуса 4 и торцом герметичной гильзы 10 принимает некоторое установившееся значение, соответствующее стационарному режиму, которое при 10 изменении величины осевой силы самопроизвольно устанавливается на необходимую величину.

Расчет для определения основного конструктивного размера — диаметра торца 15 гильзы ротора приведен ниже. Расчетная схема изображена на фиг.2 (а и б). На расчетной схеме обозначены конструктивные размеры:

d< — наружный диаметр полого вала, м; 20

41- внутренний диаметр полого вала, м;

Ь1 — диаметр входа отверстия в рабочее колесо, м;

dz — диаметр рабочего колеса, м; бз — диаметр торца гильзы ротора, м; 25 бг — диаметр цилиндра гильзы ротора, (2) Величина силы Рл.

Рп = д (бз — бн )Рг: (3) Величина силы Р». — бз Рз.

7г (4) 30

Рг — Р1 бз =d>

Pz- Рз (6) Если наружный диаметр обмотки рото40 ра электродвигателя превышает расчетный диаметр бз гильзы ротора, то гильзу можно выполнить со ступенькой диаметром 43 и диаметром гильзы dr, как это показано на фиг.2,б.

45 Диаметр бз в этом случае определим также по формуле (6), т.к. по одному из принятых допущений давления на входе и на выходе из зазора между гильзамИ статора и ротора равны, и силы от давления Рз на

50 торцовые поверхности гильзы ротора, ограниченные окружностями диаметрами 4з и

4». будут уравновешены.

Предлагаемый герметичный центробежный электронасос позволит разгрузить

55 вал насоса от осевой силы беэ установки дополнительных разгрузочных устройств, что упрощает конструкцию герметичного центробежного электронасоса. повышает

его надежность, обеспечивает простоту изготовления.

= -Poc + Рл — Р» - 0.

Х,—

На фиг.2,а бг = бз, Указательными линиями показаны эоны действия давлений, обозначенных буквами:

P> — давление на входе в рабочее колесо, Па;

Рг — давление на выходе иэ рабочего колеса.Па;

Рз — давление на выходе из кольцевого зазора между торцовой стенкой корпуса электродвигателя и торцом гильзы ротора, Па.

При расчете приняты следующие допущения: на поверхность рабочего колеса, ограниченную окружностями диаметрами d > и

dz со стороны входа действует давление Рг; давление в кольцевом зазоре между торцовой стенкой корпуса электродвигателя и торцом гильзы ротора в установившемся режиме равно Р2: давления на входе и выходе иэ зазора между гильзами статора и ротора, под кожухом крышки корпуса электродвигателя и внутри вала равны между собой и равняются Рз, причем Pz > Рз > P>.

По условию равновесия сумма проекций сил на ось О» (см.фиг.2,а) где Рос — модуль осевой неуравновешенной силы, возникающей при работе насоса, всегда направлена влево, Н;

Рп — модуль силы давления на торец гильзы ротора со стороны торцовой стенки корпуса электродвигателя, Н;

Р» — модуль силы давления, действующей со стороны кожуха крышки электродвигателя на торцовую поверхность гильзы ротора и на вал, Н.

Величина силы Р«.

Рос (41 б н ) Рг — б 1 Р1 = г

4 4 — ((4 f — d ) Р2 — 41 P1);

Из уравнения (1) с учетом равенств (2), (3), (4) после сокращения на получаем

di Pi — (41 - dÄ )Pz +

Чбз — d )Pz — бз Рз=0.

Отсюда получим выражение для определения искомой величины:

1707261

Формула изобретения

Герметичный центробежный электронасос, содержащий корпус с двумя полостями, разделенными стенкой корпуса с осевыми отверстиями, насаженные на вал рабочее колесо с ведущим диском и ротор двигателя в герметичной гильзе, расположенные в разных полостях, при этом полость двигателя сообщена с входом в рабочее колесо и расположена со стороны ведущего диска, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения надежности путем автоматической разгрузки вала от неурав5 новешенной осевой силы, герметичная гильза установлена в полости с образованием со стенкой корпуса торцовой щели, а осевые отверстия расположены на радиусе, меньшем внешнего радиуса последней.

1707261

2 3

Составитель А.Полупан

Техред М.Моргентал Корректор О,Кундрик

Редактор А.Бер

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 251 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5