Багатоступінчастий відцентровий насос

1. Багатоступінчастий відцентровий насос в двовальному виконанні, який містить корпус, жорстко закріплені на привідному валу робочі колеса першого й наступних ступенів, вільно установлене на валу з гідроприводом низькообертове передвключене колесо двобічного входу першого ступеня, який відрізняється тим, що робочі колеса ступенів розміщені з обох боків передвключеного колеса і мають зустрічне розташування, а передвключене колесо першого ступеня споряджене додатковим гідроприводом від робочого колеса наступного ступеня. 2. Насос за п.1, який відрізняється тим, що гідроприводи розташовані на виході з робочих коліс насоса. Корисна модель відноситься до галузі насособудування, а саме: до багатоступінчастих відцентрових насосів, у яких перше за ходом потоку насосне колесо закріплене на окремому від решти коліс валу, має власний привід і завдяки цьому знижену, в порівнянні з рештою коліс, частоту обертання. Таке виконання конструкції, головною особливістю якої є наявність у складі першого ступеня низькообертового насосного передвключеного колеса, вирішує проблему кавітаційного зриву й зруйнування при збільшенні частоти обертання привідного вала насоса, що дозволяє створювати високообертові двовалові насоси, які мають значно менші габарити й масу в порівнянні з одновальними відцентровими насосами, де частота обертання всіх коліс однакова. Відомий багатоступінчастий відцентровий насос, який має у складі першого ступеня низькообертове насосне передвключене колесо однобічного входу, яке обертається за допомогою гідротурбіни, розташованої в потоці рідини, що перекачується, на виході з першого за ходом потоку високообертового робочого колеса [Авторське свідоцтво СРСР №530111; кл. F04D1/06, 1974]. Недоліком такої конструкції насоса є повна відсутність симетрії в розташуванні коліс низькообертового ротора. Наслідком цього є осьове зусилля, що діє на ротор, і необхідність установлення упорного підшипника, який сприймає дане зусилля. Це ускладнює конструкцію першого ступеня, робить насос менш економічним внаслідок втрат на тертя в упорному підшипнику, знижує надійність насоса в період пуску. Відомий також багатоступінчастий відцентровий насос у двовальному виконанні, прийнятий за прототип, який містить корпус, жорстко закріплені на привідному валу робочі колеса першого й наступних ступенів, вільно установлене на валу низькообертове передвключене колесо двобічного входу, що входить до складу першого ступеня й обертається за допомогою гідротурбіни, розташованої поза потоком рідини, що перекачується насосом [Патент США №3, 391, 642. -НКИ 417-244; 1968]. Для даної конструкції насоса характерна неповна симетрія коліс низькообертового ротора (тільки в насосній частині). Внаслідок цього, як і у відомих конструкціях, зберігається необхідність в установленні упорного підшипника для низькообертового ротора і пов'язані з цим ускладнення конструкції насоса, зниження його економічності. Окрім того, через розташування привідної гідротурбіни поза проточною частиною насоса виникає необхідність у передачі енергії від високообертового ротора до низькообертового за допомогою спеціального приладу по типу гідротрансформатора [Кочкарев А.Я. Гидродинамические передачи. -Л.: Машиностроение, 1971] або шляхом застосування автономного джерела живлення робочою рідиною со 1 CM CM О) О) 9227 гідротурбіни й установлення перед нею приладу для закручування потоку у вигляді направляючого апарата з поворотними лопатями. Останній додатково ускладнює конструкцію насоса й знижує економічність насосного агрегату, звужує сферу його застосування. В основу корисної моделі поставлена задача створення багатоступінчастого відцентрового насоса, в якому шляхом нового взаємного розташування елементів - передвключеного колеса, робочих коліс і гідротурбін, а також уведення додаткового елемента (гідротурбіни) - забезпечується суттєве спрощення конструкції насоса, зниження його габаритів й підвищення економічності. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому багатоступінчастому відцентровому насосі у двовальному виконанні, який містить корпус, жорстко закріплені на привідному валу робочі колеса першого й наступних ступенів, вільно установлене на валу низькообертове передвключене колесо двобічного входу, яке входить до складу першого ступеня і обертається за допомогою гідротурбіни, робочі колеса розміщені з обох боків передвключеного колеса і мають зустрічне розташування, а передвключене колесо споряджене додатковим гідроприводом від робочого колеса наступного ступеня. Гідроприводи при цьому розташовані на виході з робочих коліс насоса. Корисна модель, що пропонується, зображена на кресленні, де подано її вигляд у розрізі за віссю вала. Насос містить корпус, що складається з двох половин - верхньої 1 та нижньої 2 - з горизонтальним розняттям за віссю привідного вала 3, установлені в корпусі два високообертові ступені з робочими колесами 4 і 5 однобічного входу, які жорстко закріплені на привідному валу 3, один перший ступінь з низькообертовим робочим колесом 6 двобічного входу й двома гідротурбінними колесами 7 і 8, які разом з насосним колесом 6 жорстко закріплені на порожнистому валу 9, що охоплює вал З, який є для вала 9 радіальною опорою. Гідротурбінні колеса 7 і 8 разом з насосними колесами 4 і 5, на виході з яких вони відповідно установлені, розташовані симетрично відносно площини симетрії низькообертового насосного колеса 6. Насос працює таким чином. Рідина, яку засмоктує насос, надходить через вхідний патрубок 10 і напівспіральний підвід 11 на вхід у низькообертове передвключене робоче колесо 6 першого ступеня, звідкіля, отримавши приріст енергії, достатній для забезпечення безкавітаційних умов роботи колеса 4, рухається через спіральний відвід 12 і перевідний канал (на кресленні не вказаний) до напівспірального підводу 13 першого за ходом потоку високообертового ступеня. Робоче колесо 4 першого ступеня надає рідині першу половину повного напору насоса, частина якого за допомогою гідротурбіни 7 витрачається на привід низькообертового колеса 6. Після цього рідина, яка пройшла крізь турбінне колесо 7, по спіральному відводу 14 і перевідному каналу 15 надходить до напівспірального підводу 16 другого високообертового ступеня. Робоче колесо 5 другого (наступного) ступеня надає рідині другу половину повного напору насоса, частина якої в тій же кількості, що й у випадку гідротурбіни 7, витрачається за допомогою гідротурбіни 8 на привід низькообертового колеса 6. Із колеса 5 рідина по спіральному відводу 17 відводиться до вихідного патрубка 18 насоса. Так як низькообертовий ротор, який містить насосне колесо 6, турбінні колеса 7 і 8 й порожнистий вал, має повну симетрію, то він розвантажений від дії осьової сили. Отже, упорний підшипник для нього не потрібен, і це спрощує конструкцію першого ступеня. Напір, який спрацьовується в гідротурбінах 7 і 8, у сумі дорівнює з точністю до гідравлічних втрат напору насосного колеса 6. Так як потік рідини в колесах 6, 7 і 8 з точністю до розміру витоку однаковий, потужність, що витрачається потоком у високообертових ступенях на привід колеса 6, не втрачається, а в значній мірі лише за вирахуванням потужності втрат, відновлюється. Розрахунки свідчать, що за певного співвідношення частоти обертання високо- і низькообертових ступенів частина потужності дискового тертя у кишенях а та б, яка в одновальних насосах цілком перетворюється в тепло, використовується з користю, тобто передається високообертовим ротором на привід низькообертового, до того ж у кількості, близькій до потужності гідравлічних витрат у ґратах гідротурбін. Таким чином, насос, що пропонується, не тільки простіший у порівнянні з аналогами, але й більш економічний. 9227 Фіг. Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко 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 - 4 2 , 01601