Сварное рабочее колесо двустороннего всасывания центробежного насоса

 

Изобретение может быть использовано в конструкциях центробежных насосов. Сварное рабочее колесо двустороннего всасывания содержит ведущий и два покрывных диска и расположенные между ними лопатки. По наружным краям лопаток выполнены прямоугольные шипы, имеющие длину, в 3-5 раз большую толщины лопаток, и расположенные на расстояниях, кратных 1-1,3 длины шипов. В покрывных дисках по линиям сопряжения с лопатками выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток с образованием зазоров по ширине и длине. С наружной стороны покрывных дисков по контуру отверстий сняты фаски для сварных швов. Шипы лопаток выполнены с высотой, на 1-2 мм большей толщины стенок покрывных дисков, и установлены с образованием зазоров 0,1-0,15 мм. Фаски, снятые по контуру отверстий, равны 0,3-0,5 толщины лопаток. Изобретение направлено на создание недорогого и эффективного сварного колеса с надежной фиксацией дисков и лопаток между собой за счет повышения качества сварных швов. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным лопастным насосам для жидкостей, и может найти применение как в единичном производстве в ремонтных службах, так и в серийном производстве.

Известно рабочее колесо двустороннего всасывания центробежного насоса, включающее в себя ведущий средний диск, два покрывных диска и расположенные между ними лопатки. Известные сварные рабочие колеса выполняются только небольших диаметров из-за невозможности достать электродом большие глубины. Кроме того, сварные швы в межлопастном пространстве увеличивают гидравлическое сопротивление, что снижает гидравлический КПД. (См., например, патент США №4322200, М.кл F 04 D 29/30, опубл. 1982 г.)

Задачей настоящего изобретения является создание недорогого и эффективного сварного рабочего колеса двустороннего всасывания для центробежного насоса, снятие ограничения по его максимальному диаметру, а также расширение арсенала сварных рабочих колес двустороннего всасывания для центробежных (лопастных) насосов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в обеспечении надежной фиксации покрывного, ведущего дисков и лопаток между собой, уменьшении гидравлического сопротивления за счет отсутствия сварных швов в межлопаточном пространстве для соединения лопаток с дисками, повышении долговечности и надежности за счет повышения качества выполнения сварных швов и, следовательно, надежности фиксации лопаток и дисков.

Сущность изобретения состоит в том, что в сварном рабочем колесе двустороннего всасывания центробежного насоса, содержащем ведущий и два покрывных диска с расположенными между ними лопатками, по наружным краям которых выполнены шипы длиной, в 3-5 раз большей толщины лопаток, расположенные на расстояниях между ними, кратных 1-1,3 длины шипов, в покрывных дисках по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены указанные шипы с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны покрывных дисков по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов, выполненных по наружной стороне покрывных дисков.

Предпочтительно шипы лопаток выполнены прямоугольными с высотой, на 1-2 мм большей толщины стенок покрывных дисков, и установлены в отверстиях этих дисков с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм, а фаски, снятые по контуру отверстий дисков, равны 0,3-0,5 толщины лопаток, причем по оси каждой лопатки выполнен вырез, длина которого равна длине линии сопряжения ведущего диска с лопаткой, внутренняя ширина выреза равна толщине ведущего диска по наружному диаметру, а наружная ширина выреза равна толщине ведущего диска в месте начала примыкания лопаток со стороны оси колеса.

Одновременно входной участок лопаток выполнен со скосом по радиусу, равным 0,5 внутреннего диаметра покрывного диска. При выполнении рабочего колеса большого диаметра в начале лопатки в сборе с ведущим диском, а затем шипы лопаток в сборе с покрывными дисками обварены электродуговой сваркой.

На фиг.1 изображено рабочее колесо в разрезе, на фиг.2 - вид на покрывной диск по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 - ведущий диск, вид сверху, на фиг.4 - лопатка, вид спереди.

Сварное рабочее колесо двустороннего всасывания центробежного насоса содержит ведущий диск 1 и два покрывных диска 2,3 с расположенными между ними лопатками 4, по наружным краям которых выполнены прямоугольные шипы 5 длиной L, в 3-5 раз большей толщины h лопаток 4, расположенные на расстояниях Н между ними, кратных 1-1,3 длины L шипов 5. В покрывных дисках 2, 3 по линиям сопряжения с краями лопаток 4 выполнены сквозные отверстия 6, в которых установлены шипы 5 лопаток 4 с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны покрывных дисков 2, 3 по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов, выполненных по наружной стороне покрывных дисков 2, 3.

Предпочтительно шипы 5 лопаток 4 выполнены с высотой, на 1-2 мм большей толщины стенок покрывных дисков 2, 3, и установлены в отверстиях 6 дисков 2, 3 с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм. Фаски, снятые по контуру отверстий 6 дисков 2, 3, равны 0,3-0,5 толщины лопаток 4. По оси каждой лопатки 5 выполнен вырез 7 трапецеидальной формы, длина которого равна длине линии сопряжения ведущего диска 1 с лопаткой 4, внутренняя ширина выреза 6 равна толщине ведущего диска 1 по наружному диаметру, а наружная ширина выреза 6 равна толщине ведущего диска 1 в месте начала примыкания лопаток 4 со стороны оси колеса.

Одновременно входной участок 8 лопаток 4 выполнен со скосом по радиусу, равным 0,5 внутреннего диаметра покрывного диска 2 (3). Вначале лопатки 4 в сборе с ведущим диском 1, а затем шипы 5 лопаток 4 в сборе с покрывными дисками 2, 3 обварены электродуговой сваркой. Рабочее колесо имеет большой диаметр (по периферийной окружности дисков 2, 3).

Сварное рабочее колесо двустороннего всасывания работает следующим образом.

В составе центробежного насоса рабочее колесо приводится во вращение, например, электродвигателем, через установленный на валу последнего ведущий диск 1, захватывает лопатками 4 перекачиваемую жидкость из камеры подвода насоса и подает ее лопатками 4 по отводу, например спиральному, в выходное отверстие. Лопатки 4 обеспечивают преобразование кинетической энергии потока в энергию давления (напор) насоса. Надежное соединение лопаток 5 с дисками 2, 3 реализовано с помощью конструктивно простых и технологичных элементов. Скосы по радиусам образующей конуса выполнены на лопатках для уменьшения сопротивления и лучшего забора жидкости во внутренней стороне колеса. Отсутствие внутренних сварных швов в соединениях лопаток 4 с дисками 2, 3 уменьшает износ, упрощает технологию изготовления, обеспечивает высокое качество и надежность фиксации покрывного, ведущего дисков и лопаток между собой, снимает ограничение по диаметру сварных рабочих колес, снижает гидравлические потери и повышает гидравлический КПД при преобразовании кинетической энергии жидкости в напор за счет отсутствия сварных швов в межлопаточном пространстве. При этом обеспечивается уменьшение количества деталей, сокращение габаритов, улучшение условий нагнетания жидкости, снижение трудозатрат вследствие упрощения технологии изготовления колеса, с одновременным повышением долговечности, качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшения материалоемкости.

В результате настоящего изобретения создана конструкция недорогого и эффективного сварного рабочего насоса двустороннего всасывания для центробежного насоса, а также расширен арсенал сварных рабочих колес для центробежных (лопастных) насосов.

Формула изобретения

1. Сварное рабочее колесо двустороннего всасывания центробежного насоса, содержащее ведущий и два покрывных диска с расположенными между ними лопатками, по наружным краям которых выполнены шипы, длиной в 3-5 раз большей толщины лопаток, расположенные на расстояниях между ними, кратных 1-1,3 длины шипов, при этом в покрывных дисках по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены указанные шипы с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны покрывных дисков по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов, выполненных по наружной стороне покрывных дисков.

2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что шипы лопаток выполнены прямоугольными, с высотой, на 1-2 мм большей толщины стенок покрывных дисков и установлены в отверстиях этих дисков с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм, а фаски, снятые по контуру отверстий дисков, равны 0,3-0,5 толщины лопаток.

3. Рабочее колесо по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что по оси каждой лопатки выполнен вырез, длина которого равна длине линии сопряжения ведущего диска с лопаткой, внутренняя ширина выреза равна толщине ведущего диска по наружному диаметру, а наружная ширина выреза равна толщине ведущего диска в месте начала примыкания лопаток со стороны оси колеса.

4. Рабочее колесо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что входной участок лопаток выполнен со скосом по радиусу, равным 0,5 внутреннего диаметра покрывного диска.

5. Рабочее колесо по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что при выполнении рабочего колеса большого диаметра в начале лопатки в сборе с ведущим диском, а затем шипы лопаток в сборе с покрывными дисками обварены электродуговой сваркой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 10.08.2007

Наименование лица, которому выдан дубликат:Закрытое акционерное общество "Уралэлектро-К" (RU)

Извещение опубликовано: 10.11.2007        БИ: 31/2007