Центробежный насос с мокрым электродвигателем

Изобретение относится к области механики и, в частности, центробежным консольным моноблочным насосам с мокрым ротором. Насос включает корпус 1 с крышкой 3 и рабочим колесом 4, закрепленным на валу 9 ротора 10 электродвигателя, и подшипники 18. Подшипники скольжения 18 установлены во внутренней и наружной крышках 13, 16 электродвигателя. Корпус 1 и крышка 3 насоса выполнены с кольцевыми камерами 5, 6 и дросселирующими отверстиями 7, 8. Между крышкой 3 и крышкой 13 размещена мембрана 14 и торцевое уплотнение 15. Торцы подшипников 18 и торцы ротора 10 установлены между собой с зазорами, равными 1,5-2,5 мм, а сопряженные поверхности рабочего колеса 4, корпуса 1 и крышки 3 насоса установлены с торцевым зазором, равным 0,2-0,3 мм. Изобретение направлено на повышение коэффициента полезного действия насоса, надежности работы и его мощности за счет улучшения охлаждения обмоток статора и ротора электродвигателя при сохранении тех же размеров статора и ротора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области механики и, в частности, центробежным консольным моноблочным насосам с мокрым ротором.

Известен центробежный моноблочный насос с мокрым электродвигателем, включающий корпус с крышкой и рабочим колесом, закрепленным на валу ротора электродвигателя, и подшипники, установленные во внутренней и наружной крышках электродвигателя (Каталог продукции №1, Закрытое акционерное общество «Помпа», М.о., г.Щелково, 2008 г., с.18). Статор и ротор электродвигателя в таком насосе для исключения попадания перекачиваемой жидкости в обмотку электродвигателя закрыт гильзой, выполненной из нержавеющей стали или других материалов. Перекачиваемая жидкость попадает в электродвигатель и размещается в пространстве между статором и ротором. В таком насосе, являющемся герметичным, происходит циркуляция перекачиваемой в электродвигателе жидкости, которая смазывает подшипники скольжения и охлаждает детали двигателя.

Существенными недостатками данного насоса являются:

1. Низкий КПД из-за наличия гильз в статоре и роторе, увеличивающих зазор между ротором и статором, и выполнения гильз из нержавеющих материалов (немагнитных материалов), в результате чего уменьшается магнитный поток. Эти недостатки снижают также мощность насоса. Максимальная мощность такого насоса до 2,8 кВт.

2. Низкий ресурс работы насоса, поскольку при перекачивании воды из-за отложения накипи ухудшается работа подшипников.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении коэффициента полезного действия центробежного насоса, его мощности и надежности работы.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в улучшении охлаждения обмоток статора и ротора электродвигателя при сохранении тех же размеров статора и ротора.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном моноблочном насосе с мокрым электродвигателем, включающем корпус с крышкой и рабочим колесом, закрепленным на валу ротора электродвигателя, и подшипники, установленные во внутренней и наружной крышках электродвигателя, согласно изобретению корпус и крышка насоса выполнены с кольцевыми камерами и дросселирующими отверстиями, а между крышкой насоса и внутренней крышкой электродвигателя размещена мембрана и торцевое уплотнение, при этом торцы подшипников скольжения и торцы ротора установлены между собой с зазорами, равными 1,5-2,5 мм, причем сопряженные поверхности рабочего колеса, корпуса и крышки насоса установлены с торцевым зазором, равным 0,2-0,3 мм.

Ступица колеса может быть выполнена с отверстиями, суммарная площадь которых в 4 раза больше площади торцевого зазора между рабочим колесом, корпусом и крышкой насоса.

В корпусе подшипников скольжения могут быть выполнены отверстия.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид центробежного моноблочного насоса с мокрым электродвигателем в разрезе.

Центробежный моноблочный насос с мокрым электродвигателем состоит из корпуса 1 с напорной полостью 2 и крышкой 3, между которыми размещено рабочее колесо 4. В корпусе 1 и крышке 3 выполнены соответственно кольцевые камеры 5 и 6 и дросселирующие отверстия 7 и 8. Рабочее колесо 4 закреплено на валу 9 ротора 10, размещенного со статором 11 в корпусе 12 электродвигателя. Между крышкой 3 насоса и внутренней крышкой 13 электродвигателя размещена мембрана 14, а также торцевое уплотнение 15. На внутренней крышке 13 и наружной крышке 16 электродвигателя выполнены корпусы 17, в которых устанавливается подшипники скольжения 18.

Торцевые поверхности рабочего колеса 4, корпуса 1 и крышки 3 насоса установлены с торцевым зазором h, равным 0,2-0,3 мм. В ступице рабочего колеса 4 выполнены отверстия 19, суммарная площадь которых в 4 раза больше торцевого зазора h.

Торцы подшипников скольжения 18 и торцы ротора 10 установлены с зазорами h₁, равными 1,5-2,5 мм. Для обеспечения циркуляции жидкости между подшипниками скольжения 18 и валом 9 в корпусе подшипников скольжения 18 выполнены торцевые отверстия 20 и 21.

В наружной крышке 16 электродвигателя выполнено отверстие 22, закрывающееся пробкой 23.

Центробежный моноблочный насос с мокрым электродвигателем работает следующим образом.

После сборки насоса полость электродвигателя через отверстие 22 заполняется нейтральным маслом, при этом весь воздух из полости удаляется. Отверстие 22 закрывается пробкой 23. Далее насос устанавливается на стенд (не показан), заполняется перекачиваемой жидкостью (водой) и включается в работу. Перед началом работы рабочее колесо 4 может быть прижато к одной торцевой поверхности, например к корпусу 1. В этом случае в кольцевой камере 5 создается давление, равное давлению насоса. В противоположной кольцевой камере 6 давление меньше, чем давление насоса, так как торцевой зазор h увеличивается, и камера 6 со стороны электродвигателя сообщается как с напорной полостью 2, так и через отверстия 19 в ступице рабочего колеса 4 с зоной всасывания насоса. Так как давление в кольцевой камере 5 больше, чем давление в кольцевой камере 6, то рабочее колесо 4 отталкивается в направление кольцевой камеры 6. В противоположном случае происходит обратное перемещение.

При работе насоса рабочее колесо 4 занимает среднее положение между торцевыми поверхностями корпуса 1 и торцевыми поверхностями крышки 3, а давление масла в полости электродвигателя и давление воды в полости 2 насоса при наличии гибкой герметичной мембраны 14 становится одинаковым. В этом случае на торцевом уплотнении 15 нет перепада давления и, следовательно, перетекания жидкости не происходит.

В зазоре h₁ между подшипником скольжения 18 и торцом ротора 10 за счет дискового трения образуется перепад давления, который обеспечивает циркуляцию масла через отверстия 20 и 21 и радиальный зазор между подшипником скольжения 18 и валом 9.

Таким образом, происходит улучшение охлаждения обмоток статора и ротора электродвигателя при сохранении тех же размеров статора и ротора, что позволяет увеличить коэффициент полезного действия центробежного насоса, повысить его мощность, а также повысить надежность работы насоса.

1. Центробежный моноблочный насос с мокрым электродвигателем, включающий корпус с крышкой и рабочим колесом, закрепленным на валу ротора электродвигателя, и подшипники, установленные во внутренней и наружной крышках электродвигателя, отличающийся тем, что корпус и крышка насоса выполнены с кольцевыми камерами и дросселирующими отверстиями, а между крышкой насоса и внутренней крышкой электродвигателя размещена мембрана и торцевое уплотнение, при этом торцы подшипников скольжения и торцы ротора установлены между собой с зазорами, равными 1,5-2,5 мм, причем сопряженные поверхности рабочего колеса, корпуса и крышки насоса установлены с торцовым зазором, равным 0,2-0,3 мм.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что ступица колеса выполнена с отверстиями, суммарная площадь которых в 4 раза больше площади торцевого зазора между рабочим колесом, корпусом и крышкой насоса.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что в корпусе подшипников скольжения выполнены отверстия.