Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе

 

Изобретение относится к насосостроению и позволяет повысить надежность путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления . Золотник 7 установлен в корпусе i с образованием камер (К) 2-6.- При этом К 2 и 4 сообщены с зоной 8 23 22 X

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ц1)1 F 04 D 29!04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3942763/25-06 (22) 12.08.85 (46) 07.02 ° 87. Бвл. Ф 5 (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (72) С.С.Герасименко, И.Г.Качанов, А.В.Наганов и В.С.Селицкий (53) 621.671(088.8) (56) Патент США М 4205942, кл. 415-106, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1244566, кл. G 01 N 3/56, 1985. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСЕВОЙ

CHJIbl В ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ (57) Изобретение относится к насосостроению и позволяет повысить надежность путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления. Золотник 7 установлен в корпусе 1 с образованием камер (К) 2-6;

При этом К 2 и 4 сообщены с зоной 8

1288366 всасывания, К 3 — с зоной 9 нагнетания насоса, К 5 и 6 соответственно с кольцевыми полостями (КП) 10 и

11. Мембранный привод золотника 7 включает мембрану (М) 19, закрепленную в корпусе 18, и регулируемую пружину 23, установленную между корпусом 18 и M 19 со стороны, противоположной подсоединению золотника 7, C золотником 7 М 19 соединена

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в центробежных насосах, в которых предусмотрено регулирование осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы, действующей на рабочее колесо, и нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления.

На чертеже изображено устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе, продольный разрез, Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе содержит золотниковый регулятор, включающий корпус 1 и установленный в нем с образованием камер 2-6 золотник 7, при этом камеры 2 и 4 сообщены с зоной 8 всасывания, камера 3 — с зоной

9 нагнетания насоса, а камеры 5 и 6 соответственно с центральными частями кольцевых полостей 10 и 11, образованных корпусом 12 насоса, ведущим и ведомым дисками 13 и 14 его рабочего колеса 15 и уплотнениями

16 и 1?.

Золотник 7 снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе 18 мембрану 19, соединенную с золотником 7 штоком 20 и разделяющую корпус 18 на две мембраны 21 и 22, сообщенные соответственно с кольцевыми полостями 10 и 11. Мембранный привод снабжен регулируемой пружиной

23, установленной между корпусом 18 и мембраной 19 со стороны, противоштоком 20. М 19 разделяет корпус 18 на две К 21 и 22, сообщенные с КП 10 и 11. При возникновении разности давлений в КП 10 и 11 происходит смещение М 19 и золотника 7. Пояски золотника приоткрывают К 5 и 6, и происходит автоматическое изменение эпюр давления в КП 10 и 11 и уравновешивание осевых сил. 1 з. и. ф-лы, 1 ил. положной подсоединению золотника 7.

Регулирование пружины 23, нагружающей мембрану 19, осуществляется винтом 24.

5 Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе работает следующим образом.

При вращении ротора насоса рабочее колесо 15 перекачивает жидкость из зоны 8 всасывания в зону 9 нагнетания, при этом на рабочем колесе 15 возникает осевая сила, которая определяется разницей давлений в полостях 10 и 11 между дисками 13 и 14 колеса 15 и корпусом 12, а также разницей давления в зоне 8 всасывания и в камере ротора (не показаны), противоноложной рабочему колесу 15. Кроме того, на рабочее колесо 15 действует реакция поворота потока, направленная в сторону привода (не показан). Для рабочих колес с быстроходностью n = 60-100 основной составляющей осевой силы является разница давлений в полостях 10 и 11, а разница давлений на всасывание и в противоположной камере ротора, а также реакция потока, составляют сравнительна меньшую величину и воспринимаются или уравновешиваются известными способами.

Так как по наружному диаметру обеих полостей 10 и 11 давление практиЗ5 чески одинаково и определяется давлением нагнетания насоса, эпюра давлений в каждой из полостей 10 и 11 определяется величиной давления перед уплотнениями 16 и 17, т ° е. в цент40 ральных частях полостей 10 и 11.

1288366—

Г

ВНИИПИ Заказ 7785/31 Тираж 596 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г.

Ужгород, ул, Проектная, 4

При настройке золотникового регулятора его золотник 7 устанавливают в нейтральное положение, при кото— ром пояски золотника 7 перекрывают камеры 5 и 6. При необходимости по—

5 лучить результирующую осевую силу от давления в полостях 10 и 11 равной нулю, мембрану 19 не нагружают, а в случае необходимости получить эту результирующую заданной по ве- 10 личине и направлению (например, для уравновешивания указанных других осевых сил или для силового замыкания упорного подшипника ротора насоса) с помощью пружины 23, вра- 15 щая винт 24, нагружают мембрану 19, смещая при этом золотник 7 от нейтрального положения, При работе насоса и возникновении разницы давлений в полостях 10 и 11 20 (например, при осевом смещении ротора, вызывающем изменение геометрии полостей 10 и 11 и соответственно величины закрутки жидкости в них) соответственно изменяется давление в камерах 21 и 22 привода регулятора, что приводит к смещению мембраны 19 от нейтрального положения. В случае предварительного нагружения мембраны 19 пружиной 23 смещение от нейт- 30 рального положения происходит при отклонении разницы, давлений в полостях 10 и 11 от заданной величины.

Перемещение мембраны 19 через шток

20 вызывает соответствующее смещение золотника 7. Например, при повышении давления в полости 10 соот.ветственно увеличится давление в камере 21 привода, мембрана 19 и золотник 7 перемещаются влево. Пояс- 10 ки золотника 7 приоткрывают камеры

5 и 6 регулятора, причем камера 6 сообщается с камерой 3 высокого давления, подключенной к зоне 9 нагнетания насоса, а камера 5 — с каме- р5 рой 4 низкого давления, подключенной к зоне 8 всасывания. Протечка от периферии к центру в полости 10 со стороны ведущего диска 13 увеличивается, а в полости 11 со стороны 50 ведомого диска 14 — уменьшается, что приводит соответственно к понижению давления в полости 10 и повышению в полости 11. Таким образом, происходит автоматическое изменение эпюр давления в полостях 10 и 11 и соответственно уравновешивание осевых сил .(или поддержание заданной величины и направления осевой силы) при возможных возмущениях: изменении геометрии полостей 10 и 11 от осевого смещения ротора при внешних нагрузках, изменении величин протечек через уплотнения 16 и 17 в результате их неравномерного износа и т.п.

Таким образом, в насосе при изменении параметров и режимов работы происходит автоматическое поддержание величины осевой силы на заданной (в том числе и равной нулю) величине, что повьппает надежность работы насоса, исключает возможность изменения направления осевой силы на роторе и связанных с этим неустойчивых режимов.

Формула изобретения

1.Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе, содержащее золотниковый регулятор, включающий корпус и установленный в нем с образованием камер золотник, при отом камеры сообщены в зонами нагнетания и всасывания насоса и центральными частями кольцевых полостей, образованных корпусом насоса, ведущим и ведомым дисками его рабочего колеса и уплотнениями, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой, силы, действующей на рабочее колесо, золотник снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе мембрану, соединенную с золотником и разделяющую корпус на две камеры, сообщенные с кольцевыми полостями.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления, мембранный привод снабжен регулируемой пружиной, установленной между корпусом и мембраной со стороны, противоположной подсоединению золотника.