Разгрузочное устройство центробежного насоса

 

Цель изобретения - повышение надежности при различных режимах работы насоса путем упрощения конструкции ротора. Разгрузочное устройство содержит две втулки (В) 3 и 4, причем В 4 выполнена в виде ступенчатого барабана. В 3 и 4 образуют между собой разгрузочную камеру (РК) 5. Распорное кольцо 7 выполнено из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала В 3 и В 4. При нижнем расчетном значении температуры перекачиваемой среды торец 15 В 3 прижат к выступу корпуса 1. В 4 работает как ступенчатый барабан. При повышении температуры перекачиваемой среды увеличивается давление на входе 9 насоса. Происходит нагрев элементов разгрузочного устройства и распорное кольцо 7 отодвигает В 3 от выступа корпуса 1 и этим сообщает РК 5 через отверстия 16 в распорном кольце 7 и систему каналов с выходом 11 насоса. Давление в РК 5 падает и это компенсирует увеличение давления на входе 9 насоса. Давление в РК 5 падает и это компенсирует увеличение давления на входе 9 насоса. Зазор 10 имеет конфузорную форму, что улучшает динамическую устойчивость ротора за счет повышения гидростатической центрирующей силы. Результирующую осевую силу, действующую на ротор, можно оперативно менять подводом теплоносителя по каналам 19. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 F 04 D 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4327037/25-29 (22) 13.11.87 (46) 15.03.90. Бюл. № 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский институт атомного и энергетического насосостроения (72) В. С. Марцинковский, Л. В. Черепов, Ю. П. Гринько и Г. В. Визенков (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1195065, кл. F 04 D 29/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1268820, кл. F 04 D 29/04, 1985. (54) РАЗГРУЗОЧ НОЕ УСТРОЙСТВО

ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (57) Цель изобретения — повышение надежности при различных режимах работы насоса путем упрощения конструкции ротора.

Разгрузочное устройство содержит две втулки (В) 3 и 4, причем В 4 выполнена в виде ступенчатого барабана. В 3 и 4 обра„„SU„„1550225 А1 зуют между собой разгрузочную камеру (РК) 5. Распорное кольцо 7 выполнено из материала с коэффициентом линейного расширения, большим чем у материала В 3 и 4.

При нижнем расчетном значении температуры перекачиваемой среды торец 15 В 3 прижат к выступу корпуса 1. В 4 работает как ступенчатый барабан. При повышении температуры перекачиваемой среды увеличивается давление на входе 9 насоса. Происходит нагрев элементов разгрузочного устройства и распорное кольцо 7 отодвигает

В 3 от выступа корпуса 1 и этим сообщает

РК 5 через отверстия 16 в распорном кольце

7 и систему каналов с выходом 11 насоса.

Давление в РК 5 падает и это компенсирует увеличение давления на входе 9 насоса.

Зазор 10 имеет конфузорную форму, что улучшает динамическую устойчивость ротора за счет повышения гидростатической центрирующей силы. Результирующую осевую силу, действующую на ротор, можно оперативно менять подводом теплоносителя по каналам 19. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1550225

Изобретение относится к насосостроекию и может быть использовано в центробежных насосах с односторонним выходом вала в атмосферу.

Цель изобретения — - пов 1!аеННе надежности устройства при различных режимах работы насоса путем упрощения конструкции ротора.

На фиг. l изображено предлагаемое уcTpoHcTBo при ниж IPM расч=- HoI aI!aapHHH температуры, продольный разрез; ка фиг. 2 — то же, при повышенном значении температуры, продольный разрез.

Устройство содержит корпус и размещенные в нем сооско рабочему колес, 2 две втулки 3 и 4, уст" íîâëåííûå с образованием разгрузочной ка меры 5 у атее!>Нферийной части торца 6 втулки 4, обра>ценного к рабочему колесу 2, и распорное кольцо 7, выполненное из материала с коэффициентом линейного расширения боль«а I epHa Ia втулок 3 H 4, I>pI»»Ie."I во вту 1ке 3,;>асположенкой со стороны рабочего колеса 2, выполнена кольцевая выточка 8, сообщекная с входом насоса 9, втулка 4 расположена зазором 10 относятелько корпуса 1, разгрузочная камера 5 сообщена с входом 9 и выходом 11 насоса, кольцо 7 частично размещено в выточке

8, а втулки 3 и 4 установлены с возможностью взаимного осевого перемещения, втулка 4 выполнена ступенчатой и обрацена в сторону рабочего колеса 2 участком !

2 мсныпего диаметра. в корпусе 1 вокруг участка 12 выполнена расточ1 а 13, втулка 3 разме1цена в расточкс 13 с зазором !4 относительно втулки 4, сооощенкым с разгрузочной камерой 5, H установлена с 11озможностыо контакта по торцу 1,> с корпусом 1, в распорном кольце 7 выполнено радиалыгое отверстие 16, в корпусе напротив кольцевой выпгочкH 8 -- кол,;1ьцев!sI выемка 7, а распорное

KoëüöО 7 частично рdзмещенo в .выемке

l7 с упором во втулку 3 и корпус 1. внутренняя повер";,èoñòü 18 корпуса 1 со стороны зазора 10 между корпусом H втулкой 4 имеет форму боковой 11оверхности усечекного конуса, большим основанием обращенного к рабочему колесу 2. в корпусе 1 выполнены каналы 19 подводa теплоносителя к кольцевой выемке !7, а центробежный насос содержит вал 20.

Устройство работает следу;ошим образом.

При нижнем расчетном значении -.СMпературы перекачнвасмой среды торец 15 втулки 3 под действием давле1>ия на вы>оде

11 насоса прижат к корпусу 1. 11ерекачиваемая среда От выхода l насоса через дросселирующие зазоры 14 !» 10 H каMepó 5 поступает на вход 9 насоса.

Осевая сила >,, направленная в сторону всасывания, уравновешивается силами

R1 и R . Действую>цими на ьтулк 4 В противоноло>ином направлении. При нижнем расчетном значении температуры перекачиваемой среды устройство, работает как ступенчатый барабан.

При повышении температуры перекачивае мой среды с необходимостью увеличивается давление на входе в насос о где Р;- — давление на входе в насос;

Р— давление насыщенных паров; ,М вЂ” — кавитационный запас.

В консольном центробежном насосе с односторонним выходом вала 20 появляется направленная в сторону нагнетания до15 полнительная сила FI, и воспринимаемая упорным подшипником насоса и влияющая а его долговечность. Ее величина определяется по формуле

F,=AP », 20 где ЬР— приращение давления на входе, обусловленное увеличением давления насыщенных паров с температурой;

25 11, — площадь поперечного сечения вала

20 под концевым уплотнением.

При увеличении температуры перекачиваемой среды элементы разгрузочного устрой1тва нагреваются и, поскольку коэффициент расширения материала распор30 ного кольца 7 больше, чем у материала втулок 3 и 4, то втулка 3 смещается в сторону всасывания насоса. Между торцом

15 втулки 3 и корпусом 1 появляется зазор.

Перекачиваемая среда от выхода 11 насоса через дросселирующий зазор 14, камеру 5, торцовый зазор, выемку 17 и систему каналов поступает на вход 9 насоса, в результате чего давление в камере 5 уменьшается, и сила Я2., действующая на торец 6 втулки 4, уменьшается на величину AR, qrJ т.е. устанавливается баланс сил:

F y =г1+Й1 (R2 И)

13ыполнсние внутренней поверхности 18 корпуса 1 в форме боковой поверхности

45 усеченного конуса, большим основанием ооращенного к рабочему колесу 2, придает зазору 10 конфузорную форму, что улучшает динамическую устойчивость ротора за счет повышения гидростатической центрирующей силы.

:". íа чение осевой силы может меняться дри изменении режима работы центробежной машины и при износе уплотнений.

Оператив11ое изменение результирующей осевой силы может осуществляться подводом . 11>,. теплоносителя к выемке 17 по каналам 19, что меняет температуру распорного кольца

?, размер торцового зазора, давление в камере 5 и силу Р2.

1550225

Формула изобретения д 177

14 15 1ß 52

Puz f

Составитель В. Петров

Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 259 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

П оизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1. Разгрузочное устройство центробежного насоса, содержащее корпус и размещенные в нем соосно рабочему колесу две втулки, установленные с образованием разгрузочной камеры у периферийной части торца одной из втулок, обращенного к рабочему колесу, и распорное кольцо, выполненное из материала с коэффициентом линейного расширения большим чем у материала втулок, причем в первой втулке, расположенной со стороны рабочего колеса, выполнена кольцевая выточка, сообщенная с входом насоса, вторая втулка расположена с зазором относительно корпуса, разгрузочная камера сообщена с входом и выходом насоса, кольцо частично размещено в выточке, а втулки установлены с возможностью взаимного осевогд перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при различных режимах работы насоса путем упрощения конструкции ротора, вторая втулка выполнена ступенчатой и обращена в сторону рабочего колеса участком меньшего диаметра, в корпусе вокруг этого участка выполнена

5 расточка, первая втулка размещена в расточке с зазором относительно второй втулки, сообщенным с разгрузочной камерой, и, установлена с возможностью контакта по торцу с корпусом, в распорном кольце выполнено радиальное свер1О ление, в корпусе напротив кольцевой выточки — кольцевая выемка, а распорное кольцо частично размещено в выемке с упором в первую втулку и корпус.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

15 > тем что внутренняя поверхность корпуса со стороны зазора между ним и второи втулкой имеет форму боковой поверхности усеченного конуса, большим основанием обращенного к рабочему колесу.

3. Устройство по п. 1, отличающееся

2О тем, что в корпусе выполнены каналы подвода теплоносителя к кольцевой выемке.