close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2853

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2853
(13)
C1
6
(51) F 04D 1/06
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС
(21) Номер заявки: 960104
(22) 1996.03.11
(46) 1999.06.30
(71) Заявитель: Закрытое акционерное общество
"Гидродинамика" (BY)
(72) Авторы: Субботин С.П., Андреев С.Л.,
Яхницкий А.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Закрытое
акционерное
общество "Гидродинамика" (BY)
(57)
1. Двухступенчатый центробежный насос, содержащий корпус с отводом, подключенным к напорному
патрубку, и всасывающим патрубком, установленные на валу, снабженном передним и задним подшипниками, центробежные рабочие колеса, при этом последние установлены на валу с направлением нагнетания навстречу друг другу, а передний подшипник размещен между ними, и устройство перепуска жидкости с нагнетания первой ступени на всасывание второй, отличающийся тем, что он снабжен промежуточной
втулкой, охватывающей отвод с образованием каналов устройства перепуска, причем отвод размещен над
передним подшипником, а к промежуточной втулке присоединены всасывающий патрубок насоса и опора
заднего колеса подшипника, на которой установлена перегородка с образованием каналов перепуска.
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что привод его выполнен через муфту с постоянными магнитами, а
контур смазки заднего подшипника и охлаждения ведомой полумуфты подключен к нагнетанию, а по выходу - к всасыванию первой ступени насоса.
(56)
1
BY 2853 C1
1. Лясин О.Ф. и др. Питательные насосы для ТЭС и АЭС: Обзорная
ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. ХМ-4. - Москва, 1984.
2. Робожев А.В. Насосы для атомных электрических станций. - М.: Энергия, 1979.
3. Каталог фирмы Леберле-Херметик, Германия.
4. А.с. СССР 1763721, МПК F 04D 13/02, 1990.
5. А.с. СССР 186289, МПК F 04D 1/06, 1966 (прототип).
информация
Изобретение относится к насосостроению и касается усовершенствования насоса, перекачивающего различные жидкости с повышенным напором.
Для перекачивания жидкостей на ТЭС и АЭС применяют питательные насосы, обеспечивающие достаточное давление нагнетания [1, стр. 11, рис. 3]. Известный насос фирмы "Weir Pumps" имеет характерную
для многоступенчатых центробежных насосов конструкцию. Рабочие колеса насоса установлены на роторе,
снабженном опорными и упорными подшипниками. Перепуск жидкости с нагнетания первой ступени на
всасывание второй выполнен с помощью размещенного в промежуточном корпусе лопаточного обратного
направляющего аппарата. Осевые силы ротора при этом уравновешивают с помощью разгрузочного барабана, а неуравновешенные силы воспринимаются упорным подшипником. Насос выполнен с внешним приводом, охлаждение и смазка подшипников выполнена от специальной системы смазки.
Однако, стоимость изготовления этого насоса очень высока из-за увеличенных габаритов и сложности
конструкции, что ограничивает применение таких насосов стационарными энергетическими установками.
Известны различные технические решения, упрощающие конструкцию насосного агрегата, снижающие
требования к его подшипникам, одним из которых является установка ротора на подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой [2, стр. 77 - 80, рис. 37]. Известный "Конденсатный насос типа КсВ-500-85"
оборудован передним радиальным подшипником, который работает в среде перекачиваемой жидкости, что
позволяет компоновать насосный агрегат с улучшенными кавитационными характеристиками.
Однако, использование в этом насосе обратных направляющих аппаратов для перепуска жидкости между
ступенями усложняет конструкцию и увеличивает габарит насоса.
Известны также герметичные насосы с приводом через муфту на постоянных магнитах, смазка и охлаждение которых выполнены перекачиваемой средой [3]. "Герметичный стандартный насос химического назначения по ДИН 24256/ИСО 2858 с муфтой постоянного магнита типа MCN(F)" этой фирмы выполнены с
приводом через муфту с постоянными магнитами, что позволяет обеспечить полную герметичность проточной части. Смазка подшипников и охлаждение ведомой полумуфты выполнена в этом насосе перекачиваемой средой, которую отбирают из напорного патрубка насоса и отводят в полость разгрузочного поршня.
Однако, при выполнении насоса двухступенчатым и увеличении напора проявляются существенные недостатки этой конструкции. Снижается надежность работы герметизирующей гильзы, установленной между
магнитами ведущей и ведомой полумуфт, т.к. увеличивается величина внутреннего давления на гильзу и ее
длина, что вызывает недопустимый прогиб гильзы. Кроме того, традиционная конструкция спирального отвода известного насоса и консольная установка рабочего колеса приводит к увеличенным габаритам.
Насосы с приводом через муфту на постоянных магнитах усиленно совершенствуются [4]. Известный
герметичный насосный агрегат также содержит ротор центробежного насоса, установленный на подшипниках, смазываемых перекачиваемой средой, а для уравновешивания осевых сил используется магнитное поле
постоянных магнитов муфты.
Однако, при необходимости установить вторую центробежную ступень для повышения напора, проявляется недостаток известной конструкции, заключающийся в увеличенных габаритах. Увеличение длины ротора насоса снижает его жесткость, что приводит к необходимости увеличить зазор между деталями муфты
(постоянными магнитами и герметизирующей гильзой) или вообще отказываться от такого типа привода.
Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является "Двухступенчатый центробежный насос" [5], принятый авторами за прототип.
Принятый за прототип насос, содержит корпус с отводом, подключенным к напорному патрубку, и всасывающим патрубком, установленные на валу, снабженном передним и задним подшипниками, центробежные рабочие колеса, при этом последние установлены на валу с направлением нагнетания навстречу друг
другу, а передний подшипник размещен между ними, и устройство перепуска жидкости с нагнетания первой
ступени на всасывание второй.
Указанный насос обеспечивает разгрузку ротора насоса от осевых сил за счет установки рабочих колес
ступеней с направлением напора навстречу друг другу. Перепуск жидкости с нагнетания на всасывание следующей ступени выполнен при этом по специальному переводному каналу, выполненному в корпусе.
2
BY 2853 C1
Однако, он имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что компоновка этого насоса имеет
увеличенный габарит, так как перепуск жидкости с нагнетания первой ступени на всасывание второй выполнен с помощью перепускного трубопровода, а корпус имеет сложную конструкцию с разъемом. Конструкция
деталей насоса усложнена, что затрудняет его изготовление, повышает стоимость и снижает конкурентоспособность.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и надежно работающего
насоса с улучшенной весогабаритной характеристикой, конкурентоспособного с известными насосами для
различных жидкостей, в том числе и требующих полной герметичности насоса.
В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в том, что
разработан двухступенчатый герметичный центробежный насос, разгруженный от осевых сил ротора при
удобной для монтажа компоновке, малых габаритах и при упрощенной конструкции деталей, снижающей
стоимость изготовления насоса.
Данный технический результат достигнут тем, что в двухступенчатом центробежном насосе, содержащем
корпус с отводом, подключенным к напорному патрубку, и всасывающим патрубком, установленные на валу, снабженном передним и задним подшипниками, центробежные рабочие колеса, при этом последние установлены на валу с направлением нагнетания навстречу друг другу, а передний подшипник размещен между ними, и устройство перепуска жидкости с нагнетания первой ступени на всасывание второй, согласно
изобретению, он снабжен промежуточной втулкой, охватывающей отвод с образованием каналов устройства
перепуска, причем отвод размещен над передним подшипником, а к промежуточной втулке присоединены
всасывающий патрубок насоса и опора заднего подшипника, на которой установлена перегородка с образованием каналов перепуска. Кроме того, привод насоса выполнен через муфту с постоянными магнитами, а
контур смазки заднего подшипника и охлаждения ведомой полумуфты подключен к нагнетанию, а по выходу — к всасыванию первой ступени насоса.
Отличительной особенностью заявляемого насоса является то, что он снабжен промежуточной втулкой,
охватывающей отвод с образованием каналов устройства перепуска, причем отвод размещен над передним
подшипником, а к промежуточной втулке присоединены всасывающий патрубок насоса и опора заднего
подшипника, на которой установлена перегородка с образованием каналов перепуска.
Такое решение позволяет получить удобную для монтажа компоновку и уменьшить габарит насосной установки за счет использования пространства между рабочими колесами для размещения отвода второй ступени. В то же время устройство перепуска жидкости с нагнетания первой ступени на всасывание второй за
счет большой протяженности гидравлического тракта не требует использования лопаточного аппарата, как в
известных конструкциях многоступенчатых центробежных насосов с обратным направляющим аппаратом
[2], что упрощает конструкцию деталей, снижает стоимость изготовления.
В заявляемом насосе лопатки спрямляющих аппаратов обеих ступеней фрезеруют на открытых торцах
деталей, образующих отвод, что является дополнительным преимуществом предложенного размещения отвода между рабочими колесами ступеней, т.к. упрощает изготовление.
Негативный эффект от указанного размещения обоих центробежных колес, заключающийся в увеличении перепада давлений на межступенчатое уплотнение, компенсируется тем, что передний подшипник выполнен в виде опорно-упорного подшипника скольжения, смазываемого перекачиваемой средой. Так как
этот подшипник установлен в корпусе между центробежными колесами, он выполняет функцию межступенчатого уплотнения. За счет малых зазоров и автоматической установке одной из двух упорных пар в положение минимального зазора он является идеальным межступенчатым уплотнением.
Другой отличительной особенностью заявляемого насоса является то, что привод насоса выполнен через
муфту с постоянными магнитами, а контур смазки заднего подшипника и охлаждения ведомой полумуфты
подключен к нагнетанию и всасыванию первой ступени насоса.
Такое решение позволяет обеспечивать надежность смазки и охлаждения и в то же время уменьшить нагрузку на герметизирующую гильзу в сравнении с известными техническими решениями [3], [4]. Разработанная в заявляемом насосе опорная система ротора, компоновка подшипников и ведомой полумуфты позволяют получить значительное сокращение осевых габаритов ротора, что обеспечивает его повышенную в
сравнении с известными насосами жесткость и надежность работы.
Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом позволяют снизить стоимость изготовления, упростить конструкцию деталей насоса и уменьшить его
габариты, а также уменьшить внутренние протечки, повысить надежность работы.
На рисунке представлена принципиальная схема заявляемого насоса.
Насос содержит корпус 1 снабженный отводом 2, подключенным к напорному патрубку 3, а также всасывающим патрубком 4. Насос содержит установленные на валу 5, снабженном передним 6 и задним 7 подшипниками, центробежные рабочие колеса 8 и 9. Центробежные колеса 8 и 9 установлены на валу с направ3
BY 2853 C1
лением нагнетания навстречу друг другу, а в корпусе с помощью каналов 10 выполнено устройство перепуска жидкости с нагнетания первой ступени на всасывание второй.
Передний подшипник 6 размещен между рабочими колесами, отвод 2 размещен над передним подшипником, а напорный патрубок 3 соединен с втулкой 11, охватывающей отвод 2 с образованием каналов 10
устройства перепуска. К втулке 11 присоединены всасывающий патрубок 4 и опора 12 заднего подшипника
7, на которой установлена с образованием продолжения каналов 10 перепуска перегородка 13.
Передний подшипник 6 выполнен в виде опорно-упорного подшипника скольжения, смазываемого перекачиваемой средой под перепадом давления между ступенями.
Привод насоса выполнен через муфту 14 с постоянными магнитами, а контур смазки заднего подшипника
7 и охлаждения ведомой полумуфты 15 подключен к нагнетанию и всасыванию первой ступени насоса с помощью каналов 10 и осевого сверления 16 по валу 5.
На наружных торцах деталей отвода 2 выфрезерованы лопатки, образующие спрямляющие аппараты 17
первой и 18 второй ступеней.
Заявляемый насос работает следующим образом.
При вращении вала 5 жидкость, поступающая через всасывающий патрубок 4, подается на рабочее колесо 8 первой центробежной ступени. Пройдя через спрямляющий аппарат 17 жидкость поступает в устройство перепуска, образованное каналом 10. Этот канал сформирован сначала расточкой фланца всасывающего
патрубка 4 за счет того, что крепление этого фланца выполнено к втулке 11 на диаметре большем, чем выход
из спрямляющего аппарата 17. Затем канал 10 образован кольцевым зазором между корпусом 1 отвода 2 и
втулкой 11. И наконец, канал 10 выполнен установкой перегородки 13, дистанционно укрепленной к опоре
12 заднего подшипника, в которой выполнена соответствующая расточка, за счет крепления этой опоры к
втулке 11 на диаметре большем, чем выход жидкости из кольцевого зазора между корпусом 1 и втулкой 11.
С выхода из канала 10 жидкость поступает на рабочее колесо 9. Пройдя через рабочее колесо 9 второй
ступени и спрямляющий аппарат 18, жидкость под полным давлением нагнетания поступает в отвод 2 и через выходной патрубок 3 направляется в сеть к потребителям.
Увеличение протяженности гидравлического тракта канала 10 от выхода из спрямляющего аппарата 17
до входа в рабочее колесо 9 позволяет стабилизировать поток, что упрощает конструкцию в сравнении с известными, когда используется лопаточный обратный направляющий аппарат [2], установленный практически на выходе из лопаток спрямляющего аппарата первой ступени, что вызывает увеличенные гидравлические потери на входе в обратный направляющий аппарат, требует увеличения количества его лопаток и
усложняет закрутку последних.
Под действием перепада давления между первой и второй ступенями насоса часть жидкости перетекает в
зазорах переднего подшипника 6. Величина этой перетечки ограничивается благодаря гораздо меньшим зазорам в подшипнике и большей его длине в сравнении с щелевым уплотнением. Это приводит к тому, что
величина перетечки между ступенями заявляемого насоса значительно меньше, чем в случае конструктивного исполнения, приведенного в качестве прототипа [5].
Часть жидкости от входа в рабочее колесо 9 под давлением, создаваемым первой ступенью, поступает в
зазоры заднего подшипника 7, затем перетекает по зазору между герметизирующей гильзой и ведомой полумуфтой 15 и по осевому сверлению 16 отводится на вход в рабочее колесо 8 первой ступени. При этом
обеспечивается смазка перекачиваемой средой подшипника 7 и охлаждение магнитов полумуфты 15.
В связи с тем, что на смазку соответствующих подшипников отбор жидкости выполнен от отдельной
ступени (на смазку переднего 6 подшипника - от второй 9 ступени, а на подшипник 7 - от первой 8 ступени)
величина расхода через первую и вторую ступени остается практически одинаковой. Этим достигается баланс осевых сил на ступенях насоса при всех режимах работы, что повышает надежность.
Таким образом, заявляемый насос в сравнении с известными такого же назначения имеет уменьшенные
внутренние протечки, разгруженный от осевых сил ротор при удобной для монтажа компоновке самого насоса, малых габаритах и при упрощенной конструкции деталей, снижающей стоимость изготовления насоса.
Насос обеспечивает повышенный напор и полную герметичность проточной части при повышенной надежности работы герметизирующей гильзы. Изготовление и испытания опытных образцов насоса подтвердили
его простоту в изготовлении и надежную работу.
4
BY 2853 C1
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
145 Кб
Теги
by2853, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа