Завантажити PDF файл.

Текст

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в узлах уплотнений центробежных насосов, предназначенных для перекачки загрязненных твердыми включениями жидкостей. В центробежных насосах, предназначенных для перекачки загрязненных жидкостей, в частности дренажной воды в горных выработках, актуальным является защита узла уплотнения вала от попадания в узел твердых абразивных включений, присутствующих в перекачиваемой жидкости. В большинстве случаев эта задача решается путем снижения концентрации твердых включений перед узлом уплотнения вала, для чего в конструкциях насосов предусматриваются специальные технические средства. Так, известен узел уплотнения вала лопастного насоса в виде сальникового уплотнения с подводом запирающей воды (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. М., "Ма шиностроение", 1977, с. 209). Между кольцами уплотнения выполняют гидравлическое кольцо в виде полости, охватывающей вал, в которую подводится под давлением запирающая жидкость. Подача запирающей жидкости в гидравлическое кольцо уплотнения предотвращает проникание перекачиваемой жидкости в узел уплотнения вала, а значит и снижает вероятность попадания в узел уплотнения твердых включений. Такое уплотнение вала использовано в известном грунтовом насосе, предназначенном для транспортирования земляных, угольных и других гидросмесей (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. М., "Машиностроение", 1977, с. 264-266). Насос содержит корпус, в котором установлен вал с рабочим колесом насоса, узел уплотнения вала, представляющий собой сальниковое уплотнние с гидравлическим кольцом, полость которого соединена с каналом для подвода под давлением запирающей жидкости. При работе насоса в полость гидравлического кольца нагнетают запирающую жидкость, например очищенную воду, что обеспечивает вытеснение твердых включений из области рабочего контакта уплотняющих элементов направленным течением запорной жидкости. Такое выполнение насоса, в частности узла уплотнения вала насоса, позволяет применить в конструкции недефицитные материалы для уплотнительных элементов и обеспечить их защиту от разрушающего воздействия твердых включений перекачиваемой среды, однако требует дополнительных устройств и приспособлений для непрерывной подачи под напором очищенной запирающей жидкости в гидравлическое кольцо уплотнения, что усложняет конструкцию, повышает материалоемкость и снижает уровень ее ремонтопригодности. В качестве прототипа выбран центробежный насос с импеллером для разгрузки уплотнения (Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. М., "Машиностроение", 1986, с. 405), содержащий корпус, в котором установлен вал с рабочим колесом насоса, узел сальникового уплотнения вала, радиальный импеллер, выполненный на рабочем колесе насоса со стороны уплотнения вала. При вращении рабочего колеса насоса лопатки импеллера увлекают жидкость во вращение. В результате вращения на жидкость действуют радиально направленные силы инерции, которые препятствуют течению жидкости по направлению к оси вращения и, следовательно, перетеканию ее наружу через сальниковое уплотнение, что снижает вероятность попадания твердых включений в уплотнение. Кроме того, выполнение импеллера на тыльной стороне рабочего колеса насоса обеспечивает разгрузку сальникового уплотнения от осевых усилий. Общими признаками прототипа с заявляемым решением являются корпус насоса, в котором установлен вал с рабочим колесом, узел уплотнения вала, радиальный импеллер, выполненный на рабочем колесе со стороны узла уплотнения вала. Выполнение импеллера на рабочем колесе позволяет снизить концентрацию твердых включений перед уплотнением вала, снижает вероятность протекания загрязненной жидкости через уплотнение, что улучшает условия работы уплотнения, однако не исключает попадания твердых включений в узел уплотнения, так как узел уплотнения со стороны рабочего колеса насоса находится постоянно в контактер перекачиваемой насосом жидкостью. В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования центробежного насоса, в котором за счет конструктивных особенностей его выполнения предотвращается попадание твердых включений из перекачиваемой жидкости в узел уплотнения вала, чем достигается повышение надежности и срока службы уплотнения. Поставленная задача решается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, в котором установлен вал с рабочим колесом насоса, узел уплотнения вала, радиальный импеллер, выполненный на рабочем колесе насоса со стороны узла уплотнения вала, согласно полезной модели, между радиальным импеллером и узлом уплотнения вала соосно валу установлен винтовой импеллер, а узел уплотнения вала выполнен с гидравлическим кольцом, полость которого соединена каналом с источником пластической смазки. Указанные признаки составляют сущность полезной модели. Целесообразно узел уплотнения вала выполнить в виде двух манжет с противоположным направлением рабочих кромок, установленных на валу с возможностью образования между ними полости гидравлического кольца. Целесообразно также источник пластической смазки выполнить в виде пресс-масленки, полость которой соединена каналом с полостью гидравлического кольца. Технический результат - предотвращение попадания твердых включений из перекачиваемой жидкости в узел уплотнения вала - достигается перетеканием через узел уплотнения вала пластической смазки в направлении противоположном перемещению твердых включений из перекачиваемой жидкости в узел уплотнения. Возможность такого перетекания пластической смазки обеспечивается выполнением радиального импеллера на рабочем колесе насоса со стороны узла уплотнения вала, на котором установлено рабочее колесо насоса, установкой винтового импеллера соосно валу между радиальным импеллером и узлом уплотнения вала, а также выполнением узла уплотнения вала с гидравлическим кольцом, полость которого соединена каналом с источником пластической смазки. Такое выполнение насоса обеспечивает перетекание пластической смазки через узел уплотнения за счет перепадов давлений, создаваемых радиальным и винтовым импеллерами, и предотвращения попадания твердых включений в узел уплотнения. Таким образом технический результат находится в причинно-следственной связи с признаками, составляющими сущность полезной модели. На чертеже изображен продольный разрез центробежного насоса. Центробежный насос содержит корпус 1, вал 2 с рабочим колесом 3 и узел уплотнения вала 2. На рабочем колесе 3, на его тыльной поверхности со стороны узла уплотнения выполнены радиальные лопасти 4, образующие радиальный импеллер. Узел уплотнения содержит установленную неподвижно на валу 2 втулку 5, манжеты 6 и 7, разнесенные вдоль вала 2 с образованием гидравлического кольца с полостью 8. Полость 8 гидравлического кольца каналом 9 соединена с полостью пресс-масленки 10. Манжеты 6 и 7 установлены на валу 2 с противоположным направлением рабочих кромок. Между рабочим колесом 3 и узлом уплотнения вала 2 соосно валу 2 установлен винтовой импеллер, состоящий из неподвижной втулки 11 и вращающейся, установленной на валу 2, втулки 12. На наружной поверхности втулки 12 выполнена винтовая нарезка. Неподвижная втулка 11 закреплена на корпусе 1. Между узлом уплотнения и втулкой 12 выполнена полость 13, а между втулками 11 и 12 и рабочим колесом 3 - полость 14. Втулка 11 одновременно служит ограничителем положения манжет 6 и 7. Перед пуском насоса полости 13 и 14 заполнены жидкостью с твердыми включениями, а полость 8 пластичной смазкой. При вращении рабочего колеса 3 радиальные лопатки 4, выполненные на тыльной стороне рабочего колеса 3, откачивают из полости 14 имеющуюся там жидкость с твердыми включениями. В результате давление в полости 14 снижается. Одновременно с этим происходит откачивание жидкости из полости 13 вращающейся втулкой 12 с винтовой нарезкой в полость 14. При этом давление в полости 13 снижается. Пластичная смазка, находящаяся в полости 8, под действием разности давлений, возникающих между атмосферным давлением и давлением в полости 13, протекает через область рабочего контакта уплотняющих элементов из полости 8 в полость 13, смазывает рабочий контакт и предотвращает попадание в него твердых включений из перекачиваемой жидкости. Таким образом, в предлагаемой конструкции центробежного насоса предотвращается попадание твердых включений из перекачиваемой жидкости в область рабочего контакта уплотнения вала, благодаря откачке включений радиальным и винтовым импеллерами и вытеснения твердых включений непосредственно из области контакта уплотняющих элементов пластичной смазкой. Этим обеспечивается повышение надежности работы узла уплотнения вала, а использование пластичной смазки исключает подсос воздуха через узел уплотнения, включая работу насоса в режиме самовсасывания. При этом исключается необходимость применения специальных фильтров или внешних источников для подачи чистой жидкости для смазки рабочих контактов узла уплотнения.

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Kosianenko Oleksandr Semenovych

Автори російською

Косяненко Александр Семенович

МПК / Мітки

МПК: F04D 29/08, F04D 1/00

Мітки: насос, відцентровий

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-74-vidcentrovijj-nasos.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Відцентровий насос</a>

Подібні патенти