Центробежный насос

 

Изобретение касается средств разгрузки колеса центробежного насоса от осевых сил и м. б. использовано при создании высоконапорных центробежных насосов малой производительности. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности насоса путем устранения возможности возникновения автоколебаний рабочего колеса (К) и снижения внутренних перетечек. Рабочее К 2 установлено на валу 11 посредством муфты 12, допускающей осевое перемещение . Ведущий 3 и ведомый 4 диски К 2 установлены в корпусе I на подшипниках 5 и 6 и образуют с последним задисковые пазухи 7 и 8. В корпусе па периферии пазух 7 и 8 расположены кольпевые выступы 9 и 10, на которых выполнины наклонные нарезки I3 и 4 образующие каналы. Выход из каналов в пазухи fia- правлен в сторону направления вращения К 2. На поверхностях дисков 3 и 4, оп.тозитных выступам 9 и 10, выполнены нарезки 15 и 16, угол наклона которых совпадает по направлению и превыщает по величине угол наклона нарезок 13 и 14. При таком выполнении обеспечивается дополнительная закрутка потока, способствующая понижению осевого усилия со стороны одной из пазух, достигаемому за счет увеличен1 я протечек. Благодаря суммированию эффектов от изменения протечки через пазухи при осевом сдвиге К и дополнительной закрутке потока в одной из.пазух увеличивается разница в изменениях эпюр давлений жидкости в пазухах, которая воспринимает действующую осевую силу. 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„. 1435841 А 1

F 04 D 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ь..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4208117/25-06 (22) 10.03.87 (46) 07.11.88. Бюл. ¹ 41 (71) Институт ядерной энергетики АН БССР (72) С. С. Герасименко, А. П. Пименов, А. В. Наганов и В. С. Пономаренко (53) 621.671 (088.8) (56) Патент США № 3370828, кл. 415 — 107, опублик. 1968.

Авторское свидетельство СССР № 1139896, кл. F 04 D 29/04, 1983. (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫ 1! НАСОС (57) Изобретение касается средств разгрузки колеса центробежного насоса от осевых сил и м. б. использовано при создании высоконапорных центробежных насосов малой производительности. Цель изобретения — повышение надежности и экономичности насоса путем устранения возможности возникновения автоколебаний рабочего колеса (К) и снижения внутренних перетечек.

Рабочее К 2 установлено на валу 11 посредством муфты 12, допускающей осевое перемещение. Ведущий 3 и ведомый 4 диски К 2 установлены в корпусе 1 на подши»никах 5 и 6 и образуют с последним задисковые пазухи 7 и 8. В корпусе на пер«ферии пазух 7 и 8 расположены коль нвые выступы 9 и 10, на которых выпол»сны наклонные нарезки 13 и 14, образующие каналы. Выход из каналов в пазухи»Jправлен в сторону. направления нращен»я

К 2. На поверхностях дисков 3» 4, о»»озитных выступам 9 и 10, вьшолне»ы»арезки !5 и 16, угол наклона которых совпадает по направлению и превышает»о всличине угол наклона нарезок 13 и 14. Г!р» таком выполнении обеспечивается дополнительная закрутка потока, способствующа я понижению осевого усилия со стороны одной из пазух, достигаемому за счет увеличения протечек. Благодаря суммированию эффектов от изменения протечки через пазухи при осевом сдвиге К и дополнительной закрутке потока в одной из. пазух увеличивается разница в изменениях эпюр давлений жидкости в пазухах, которая воспринимает действующую осевую силу. 2 ил.

1435841

1

Изобретение относится к насосостроению, касается средств разгрузки колеса центробежного насоса от осевых сил и может быть использовано при создании высоконапорных центробежных насосо«з малой производительности.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности путем устранения возможности возникновения автоколебаний рабочего колеса и снижения внутренних перемычек.

На фиг. 1 изображен центробежный насос, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. (с наложенными на него нарезками, выполненными на диске рабочего колеса, изображенными пунктиром) .

Центробежный насос содержит корпус 1 и рабочее колесо 2 с ведущим 3 и ведомым 4 дисками, установленными в корпусе 1 на подшипниках 5 и 6 и образующими с последним задисковые пазухи 7 н 8. В корпусе 1 со стороны пазух 7 и 8 выполнены кольцевые выступы 9 и 10, а колесо 2 установлено на валу 11 посредством муфты 12, например зубчатой, допускающей осевое перемещение. Кольцевые выступы 9 и 10 располо>ке««««на периферии задисковых пазух 7 и 8 и ««а них выполнены наклонные нарезки 13 и 14, образующие каналы, выход из которых в задисковые пазухи 7 и 8 направлен в сторону на««равления вращения рабочего колеса 2 (стрелка на фнг. 2). На поверхностях дисков 3 и 4, оппозитных кольцевым выступам 9 и 10 корпуса 1, выполнены нарезки 15 и 16 угол р наклона которых совпадает по направлению и превышает по величине угол Р«,. наклона нарезок 13 и 14 выступов 9 и 10 корпуса 1. Корпус 1 снабжен полостями 17 и 18 всасывания и нагнета««ИЯ.

Нарезки 13 — 16 на поверхностях дисков

3 и 4 и на кольцевых выступах 9 и 10 корпуса

1 образуют лабиринтно-вихревую сетку. Эти нарезки 13 — 16 при вращении рабочего колеса 2 образуют насосный элемент с напором, направленным против протечек жидкости через пазухи 7 и 8, что повышает экономичность, а высокая чувствительность радиально-вихревого насосного элемента к зазору позволяет обеспечить автоматическое уравновешивание действующих на рабочее колесо 2 осевых сил.

Центробежный насос р««ботает следующим образом.

При включении привода вал 11 с помощью зубчатой муфты 12 ««риводит во вращение рабочее колесо 2, которое нагнетает жидкость из полости 17 всасывания в полость 18 нагнетания. 11ри этом ведущий 3 и ведомый 4 диски вращаются в подшипниках 5 и 6, установленных в корпусе 1, а муфта 12 передает только крутящий момент, что полностью разгружает вал 11 от действующих на рабочее колесо 2 гидравли5

1О

25 ческих сил. Под действием созданного рабочим колесом 2 перепада давлений жидкость перетекает из полости 18 нагнетания в полость 17 всасывания через пазухи 7 и 8, образованные корпусом 1 и дисками 3 и 4.

Под действием давления жидкости в пазухах

7 и 8 рабочее колесо 2 самоустанавливается в подшипниках 5 и 6. При этом благодаря симметричности гидравлического тракта через пазухи 7 и 8 в случае насоса с горизонтальным валом 11 (фиг. ) зазоры между кольцевыми выступами 9 и 10 и дисками 3 и 4 устанавливаются примерно одинаковыми, а эпюры давлений в пазухах— практически симметричны.

Величина протечек через пазухи 7 и 8, определяющая внутренние потери в насосе, задается расходом жидкости через зазоры между кольцевыми выступами 9 и !О корпуса 1 и дисками 3 и 4, а также расходом через каналы, образованные нарезками !

3 — — 16. Так как нарезки 13 — 16 образуют радиально-вихревую сетку при вращении рабочего колеса 2 в сторону, обозначенную стрелкой ь (фиг. 2), образующиеся»а кромках нарезок 13 — -16 вихри нагнетают жидкость от центра к периферии, т. е. создают напор, противоположный направленик«перепада давлений между полостями 18 и 17 насоса, что снижает протечки и внутренние потери в насосс.

При воздействии осевой нагрузки, ««апример, при эволюциях транспортного средства, на котором установлен насос, рабочее колесо 2 смещается в подшипниках 5 и 6, и зазоры между кольцевыми выступами 9 и 10 и дисками 3 и 4 изменяются. С уменьшением зазора напор радиально-лабиринтного насосного элемента увеличивается, что снижает величину протечки через соответствующую пазуху, а с увеличением зазора соответствующий напор другого элемента уменьшается. При этом кроме уменьшения величины напора снижается (а при достижении определенной величины становится почти горизонтальной) крутизна характеристики радиально-лабиритного насоса, что свидетельствует о том, что генерируемые нарезками

15 и 16 дисков 3 и 4 вихри перестают взаимодействовать с нарезками 13 и 14 кольцевых выступов 9 и 10.

Таким образом, при увеличении зазора, например, между кольцевым выступом 9 корпуса 1 и диском 3 каналы, образованные нарезками 13, открываются и перепускают жидкость из полости нагнетания в пазуху 7 рабочего колеса 2. 3а счет того, что выход из этих каналов направлен в сторону вращения рабочего колеса 2 под углом р«„ вьггекающие из каналов струйки жидкости дополнительно закручивают поток жидкости в пазухе 7, вращательное движение которому передается силами тпения жидкости о

1435841

3 диск 3 колеса 2. Дополнительная закрутка потока способствует понижению осевого усилия со стороны пазухи 7, достигаемому за счет увеличения протечек. Благодаря суммированию эффектов от изменения протечки через пазухи 7 и 8 при осевом сдвиге рабочего колеса 2 и дополнительной закрутке потока в одной из пазух — пазухе 7 (со стороны действия внешней осевой силы) увеличивается разница в изменениях эпюр давлений жидкости в пазухах 7 и 8, которая воспринимает действующую осевую силу. При этом, так как выступы 9 и 1О находятся на периферии пазух 7 и 8, изменение эпюр в пазухах относится к большим поверхностям, и устойчивость в осевом направлении рабочего колеса насоса повышается.

Кроме того, предлагаемое рещение позволяет использовать для установки дисков 3 и 4 в корпусе 1 подшипники 5 и 6, скольжения или качения, которые не требуют дополнительного отбора жидкости из полости 18 нагнетания, что для малорасходных насосов весьма существенно.

Формула изобретения

Центробежный насос, содержащий корпус и рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, установленными в корпусе на под5 шипниках и образующими с последним задисковые пазухи, при этом в корпусе со стороны пазух выполнены кольцевые выступы, а колесо установлено на валу посредством муфты, допускающей осевое перемещение, 1ð отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности путем устранения возможности возникновения автоколебаний рабочего колеса и снижения внутренних перетечек, кольцевые выступы расположены на периферии задисковых пазух, и на них выполнены наклонные нарезки, образующие каналы, выход из которых в задисковые пазухи направлен в сторону направления вращения рабочего колеса, а на поверхностях дисков, оппозитных кол ьцевым выступам корпуса, выполнены нарезки, угол наклона которых совпадает по направлению и превышает по величине угол наклона нарезок выступов корпуса.

Составитель Л. Анисимов

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 562 7/34 Тираж 574 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4