Відцентрово-вихровий насос

Відцентрово-вихровий насос, який містить штамповану підставку, нагнітаючий ковпак, кришку, корпус, робоче колесо з відцентровими та вихровими лопатями з осердям зі струмопровідного 3 вий статор якого складається з активного та неактивного елементів, ізоляційну перегородку та направляючий апарат, згідно винаходу, забезпечено двома протилежно розташованими входами для рідини, зробленими у кришці та у корпусі, з однаковою геометрією проточної частини. Рідина спрямовується з протилежних боків направляючим апаратом, який виконано з двох симетричних частин, що розташовані у кришці та у корпусі й утворюють у середині опорну циліндрову поверхню. Робоче колесо забезпечено двобічними симетричними відносно власної середньої площини відцентровими лопатями, які з'єднані з внутрішнього боку кільцем. Між кільцем та опорною циліндровою поверхнею симетричного направляючого апарату встановлено обмежений зазор 0,2...0,5мм. Технічним результатом є зниження вібрацій та шумів при роботі насосу завдяки забезпеченню центрального положення робочого колеса та "левітації" у потоці рідини, обмеженню його можливого радіального зсуву і биття при обертанні; зниження витрат енергії на тертя; зменшення зносу деталей; підвищення ККД та технічного ресурсу насосу завдяки зрівноваженню осьових гідродинамічних сил і виключенню механічного контакту між робочим колесом та нерухомими поверхнями при обертанні. На Фіг.1 показаний фронтальний вид відцентрово-вихрового насосу (обмотки показані умовно) зі стрілками, що вказують напрям потоків рідини; на Фіг.2 - вид зверху активного елементу дискового статора з нахиленими під кутом А пазами, у яких розташована трифазна електрична обмотка, стрілкою зображено напрям обертання магнітного поля та робочого колеса. Відцентрово-вихровий насос містить штамповану підставку 1, нагнітаючий ковпак 2, робоче колесо 3 з відцентровими 14 та вихровими 15 лопатями з осердям 4 зі струмопровідного немагнітного матеріалу, асинхронний електродвигун, дисковий статор якого складено з неактивного елементу 5, закріпленого у кришці 6, а також активного елементу 7 з електричними обмотками 8 у нахилених пазах, закріпленого у корпусі 9. Елементи дискового статора розташовано співвісно та закріплено болтами, обмотки 8 відокремлено ізоляційною перегородкою 10 від робочого простору. Рідина потрапляє у насос з двох протилежних входів 12 та 13, зроблених у кришці 6 та у корпусі 9, і направляючим апаратом 11, який виконано з двох симетричних частин, спрямовується зверху та знизу до двобічних симетричних відцентрових лопатей 14 робочого колеса 3. Рідина захоплюється двобічними симетричними лопатями 14 з двох боків, рівномірно обтікає робоче колесо 3 по зазорах і попадає на вихрові лопаті 15, звідки витікає з тиском через нагнітаючий ковпак 2, що показано стрілками на Фіг.1. Відцентрові лопаті 14 робочого колеса 3 виконано двобічними та симетричними для рівномірного захоплення рідини зверху і знизу. З внутрішнього боку вони з'єднані кільцем 16. Внутрішня поверхня кільця 16 та циліндрова поверхня двох симетричних частин направляючого апарату 11 у центральному положенні мають між собою малий 90584 4 зазор 0,2...0,5мм, який обмежує можливий радіальний зсув робочого колеса 3 при обертанні. Відцентрово-вихровий насос працює наступним чином. Робоче колесо 3 з металевим осердям 4 розміщено у робочому просторі насоса, який одночасно є робочим простором асинхронного електродвигуна. У робочому просторі, сформованому корпусом 9, ізоляційною перегородкою 10 та кришкою 6, обертається магнітне поле, створене активним елементом 7 з електричними обмотками 8 та посилене неактивним елементом 5 дискового статора. При взаємодії струмів індукції металевого осердя 4, яке є вторинним елементом асинхронного електродвигуна, з обертовим магнітним полем виникають електродинамічні сили, які приводять безпосередньо робоче колесо 3 з двобічними симетричними відцентровими лопатями 14 та вихровими лопатями 15 до обертального руху і сприяють його обертанню у центральному положенню (вісь обертання співпадає з віссю насоса). Рідина поступає до насосу з двох боків через входи 12 та 13, охолоджує корпус 9, у якому розташовані електричні обмотки 8, і симетричним направляючим апаратом 11 рівномірно підводиться до робочого колеса 3 знизу й зверху. Рідина захоплюється з двох боків двобічними відцентровими лопатями 14, які виконано симетричними відносно середньої площини робочого колеса 3, тому вона в однакових умовах протікає у зазорі між робочим колесом 3 та кришкою 6, а також у зазорі між робочим колесом 3 та ізоляційною перегородкою 10 від центра до периферії робочого колеса 3, чим забезпечується його стійка "левітація" у потоці. Далі рідина потрапляє на вихрові лопаті 15, що підвищують її тиск, і витікає з насосу через нагнітаючий ковпак 2 (див. стрілки на Фіг.1). Обертання робочого колеса 3 утворюється без застосування механічної передачі - приводного валу, тому його коливання та можливі зміщення у радіальному напрямку обмежено малим зазором 0,2...0,5мм між кільцем 16, що з'єднує двобічні симетричні відцентрові лопаті 14, та циліндровою поверхнею симетричного направляючого апарату 11. Робоче колесо 3 обертається у центральному положенні (напрям обертання показано стрілкою на Фіг.2), контактує практично тільки з рідиною, а при зупинці насосу лежить на ізоляційній перегородці 10. Відцентрово-вихровий насос закріплюється за допомогою штампованої підставки 1. На Фіг.2 показано активний елемент 7 з укладеними електричними обмотками 8, які утворюють магнітне поле за вказаним стрілкою напрямом обертання, котрий збігається з напрямом обертання робочого колеса 3. Величина крутного моменту та стабілізуючих електродинамічних сил визначається нахилом пазів з електричними обмотками 8 (кут А на Фіг.2), який може мати різні значення приблизно від 30° до 70, що встановлюється при проектуванні в залежності від призначення насосу. Включення та виключення насосу, регулювання у широкому діапазоні частоти обертання робочого колеса 3 забезпечується зміною частоти струмів у електричних обмотках 8 активного еле 5 90584 менту 7 дискового статора. Використання відцентрово-вихрового насосу з робочим колесом, що обертається без приводного валу, дозволяє: - забезпечити максимально високий рівень герметичності та безпеки при перекачуванні небезпечної рідини; Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 - перекачувати рідину з високою або дуже низькою (кріогенна техніка) температурою; - значно зменшити вібрації та шум при роботі насосного обладнання; - підвищити ККД насосу; - підвищити надійність насосу завдяки зменшенню динамічних навантажень та сил тертя. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601