Многоступенчатый центробежный насос

 

Использование: в гидравлических машинах, в частности в конструкциях многоступенчатых центробежных насосов. Сущность изобретения: многоступенчатый центробежный насос содержит корпус, зажатый стяжками между входной и выходной крышками. Сквозь корпус проходит приводной вал. Корпус выполнен из нескольких секций. Каждая секция снабжена рабочим колесом и отводом, размещенными в обойме цилиндрической формы. Секции стыкуются между собой через промежуточный диск. Обоймы и диски выполнены из тонкостенного листа, поддающегося штамповке, при этом каждая обойма представляет собой чашку, стенки которой сопряжены с днищем по радиусу. Периферия промежуточного диска имеет кольцевую выпуклость, обращенную к обойме смежной секции, и вместе с закругленным участком этой обоймы и внутренней цилиндрической поверхностью своей обоймы образует кольцевую полость треугольного сечения, боковые стороны которого наклонены к оси насоса. В этой полости установлено уплотнительное кольцо круглого сечения. Диаметр отверстия в промежуточном диске равен 1,02 - 1,05 наружного диаметра входного участка рабочего колеса. Диск разделяет полость между рабочим колесом и обоймой смежной секции на две части, меньшая из которых расположена со стороны рабочего колеса. 1 ил.

Изобретение относится к гидравлическим машинам и может быть использовано для перекачивания жидкостей.

Известен многоступенчатый центробежный насос секционного типа по патенту ФРГ 3240259, кл. F 04 D 1/06, 1984, в котором секции стянуты стяжными шпильками, а уплотнение между ними осуществляется установкой эластичного кольца в специальной канавке, выполненной на цилиндрической поверхности обоймы одной секции, сопрягаемой с другой. Такая конструкция сложна в изготовлении и не обеспечивает высокой герметичности соединения.

Более надежной и технологичной является конструкция многоступенчатого центробежного насоса из каталога "Погружные электронасосы для воды", М. ЦИНТИХимнефтемаш, 1989, стр.3 4 исполнение.

Известный насос, представленный в каталоге, содержит входную и выходную крышки и зажатый между ними посредством стяжек корпус, выполненный из нескольких состыкованных между собой и с крышками секций, каждая из которых снабжена отводом, размещенным в штампованной обойме, наружная цилиндрическая стенка которой сопряжена с днищем по радиусу с образованием кольцевой выпуклости, проходящий сквозь корпус приводной вал с рабочими колесами, установленными по одному в каждой секции, и уплотнительные кольца круглого сечения.

Это техническое решение является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако эта конструкция не позволяет получить высокую степень герметизации стыков секций. Кроме того, известная конструкция не обеспечивает достаточную тепловую компенсацию в процессе работы насоса с сохранением нужной герметичности, а полость между рабочим колесом и обоймой смежной секции имеет большой вредный объем, из-за чего повышается сопротивление вращению рабочего колеса.

Задачей, на разрешение которой направлено изобретение, является усовершенствование конструкции многоступенчатого центробежного насоса.

Конкретный технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности конструкции насоса и экономичности его в эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем входную и выходную крышки и зажатый между ними посредством стяжек корпус, выполненный из нескольких состыкованных между собой и с крышками секций, каждая из которых снабжена отводом, размещенным в штампованной обойме, наружная цилиндрическая стенка которой сопряжена с днищем по радиусу с образованием кольцевой выпуклости, проходящий сквозь корпус приводной вал с рабочими колесами, установленными по одному в каждой секции, и уплотнительные кольца круглого сечения, в стыке каждой секции установлен штампованный промежуточный диск, имеющий на периферии кольцевую выпуклость, внутренней поверхностью цилиндрической стенки обоймы и выпуклостями диска и обоймы смежной секции образована полость треугольного сечения с двумя наклонными к оси насоса сторонами, в которой размещено уплотнительное кольцо, промежуточный диск расположен коаксиально входному участку рабочего колеса с образованием между рабочим колесом и обоймой смежной секции двух камер, меньшая из которых расположена со стороны рабочего колеса, а диаметр отверстия в промежуточном диске выполнен равным 1,02 1,05 наружного диаметра входного участка рабочего колеса.

Примером промышленной применимости является многоступенчатый центробежный насос, представленный в разрезе на чертеже.

Многоступенчатый центробежный насос содержит: корпус 1, зажатый стяжками (не показаны) между входной и выходной крышками 2,3. Сквозь корпус проходит приводной вал 4. Корпус выполнен из нескольких состыкованных между собой и с крышками секций 5. Каждая секция снабжена рабочим колесом 6 и отводом 7, размещенными в штампованной обойме 8, наружная цилиндрическая стенка которой сопряжена с днищем по радиусу с образованием кольцевой выпуклости. В стыке каждой секции установлен штампованный промежуточный диск 9, имеющий на периферии кольцевую выпуклость, обращенную к обойме смежной секции. Обоймы 8 и диски 9 выполнены из тонкостенного листа, поддающегося листовой штамповке. Внутренней поверхностью цилиндрической стенки обоймы 8 и выпуклостями диска 9 и обоймы смежной секции образована полость треугольного сечения с двумя наклонными к оси насоса сторонами, в которой размещено уплотнительное кольцо 10 круглого сечения. Промежуточный диск 9 расположен коаксиально входному участку рабочего колеса 6 с образованием между рабочим колесом и обоймой смежной секции двух камер, меньшая из которых расположена со стороны рабочего колеса. Диаметр отверстия в промежуточном диске выполнен равным 1,02 1,05 наружного диаметра входного участка рабочего колеса.

Приводной вал 4 установлен одним концом в подшипнике 11 крышки 3, а другим жестко соединен с валом электродвигателя и герметизирован уплотнением 12.

Насос работает следующим образом.

Рабочее колесо 6, приводимое во вращение приводным валом, 4 захватывает перекачиваемую жидкость, сообщает ей энергию и жидкость поступает от входной крышки 2 в отвод 7 первой секции 5. Затем жидкость подводится к рабочему колесу 6 следующей секции, откуда поступает в ее отвод, и так до выходной крышки 3. Под действием перепада давлений на входе и выходе рабочего колеса по зазору между наружной поверхностью входного участка рабочего колеса и стенкой отверстия в обойме 8 происходит переток жидкости, уменьшающий подачу насоса. Применение промежуточного диска 9, образующего такой же зазор с рабочим колесом 6 увеличивает сопротивление перетоку. Кроме того, часть жидкости, перетекшая через этот зазор, поступает в камеру между промежуточным диском 9 и стенкой обоймы 8, теряет часть энергии за счет потери скорости и только после этого перетекает через зазор между рабочим колесом и стенкой обоймы. Наилучшие результаты работы насоса по снижению объемных потерь получаются при использовании промежуточного диска с отверстием, составляющим 1,02 1,05 наружного диаметра входного участка рабочего колеса.

Кроме того, уменьшение расстояния от диска рабочего колеса 6 до неподвижной стенки, ограничивающей прилегающую к нему полость, благодаря применению промежуточного диска 9, в кубической зависимости уменьшает составляющую момента сил трения, снижая таким образом дисковые потери мощности.

При этом промежуточный диск обеспечивает надежное уплотнение секции 5, образуя своей кольцевой выпуклостью на периферии вместе с закругленным участком обоймы 8 и уплотнительным кольцом 10 из эластичного материала герметичный стык. Надежность уплотнения повышается за счет сдавливания уплотнительного кольца в кольцевой полости двумя наклонными сторонами ее треугольного сечения. Зазор между периферией промежуточного диска и стенкой обоймы, а также упругая податливость стенки промежуточного диска обеспечивает температурную компенсацию при нагревании насоса, даже при перекачивании горячих жидкостей.

Выполнение дисков и обойм из тонкостенного листа, поддающегося листовой штамповке, позволяет не только обеспечить высокую технологичность насоса в изготовлении, но и создает возможность использовать упругость и податливость стенок деталей для повышения герметичности соединений и тепловой компенсации при нагреве.

Благодаря использованию изобретения повышается надежность конструкции многоступенчатого центробежного насоса и экономичность его в эксплуатации.

Формула изобретения

Многоступенчатый центробежный насос, содержащий входную и выходную крышки и зажатый между ними посредством стяжек корпус, выполненный из нескольких состыкованных между собой и с крышками секций, каждая из которых снабжена отводом, размещенным в штампованной обойме, наружная цилиндрическая стенка которой сопряжена с днищем по радиусу с образованием кольцевой выпуклости, проходящий сквозь корпус приводной вал с рабочими колесами, установленными по одному в каждой секции, и уплотнительные кольца круглого сечения, отличающийся тем, что в стыке каждой секции установлен штампованный промежуточный диск, имеющий на периферии кольцевую выпуклость, внутренней поверхностью цилиндрической стенки обоймы и выпуклостями диска и обоймы смежной секции образована полость треугольного сечения с двумя наклонными к оси насоса сторонами, в которой размещено уплотнительное кольцо, промежуточный диск расположен коаксиально входному участку рабочего колеса с образованием между рабочим колесом и обоймой смежной секции двух камер, меньшая из которых расположена со стороны рабочего колеса, а диаметр отверстия в промежуточном диске выполнен равным 1,02 1,05 наружного диаметра входного участка рабочего колеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1