Шнекоцентробежный насос

Изобретение относится к областям машиностроения, где требуется применение насосов, перекачивающих криогенные жидкости, например, такие как жидкий водород. В шнекоцентробежном насосе на переднем бурте центробежного колеса последовательно установлены два плавающих кольца 7 и 8 щелевых уплотнений, между плавающими кольцами 7, 8 в корпусе 4 насоса установлена распорная фигурная втулка 9, имеющая внутреннюю и наружную полости 10 и 11, соединенные отверстиями 12. Полость 11 соединена с коллектором 15, а полость коллектора 15 - отверстиями 16 с полостью 17 входа насоса. Изобретение решает задачу создания высокооборотных шнекоцентробежных насосов с высокими экономическими и антикавитационными показателями для перекачки криогенных жидкостей. 1 ил.

 

Изобретение относится к центробежным насосам и может быть использовано в тех областях машиностроения, где требуются высокооборотные насосы для перекачки криогенных жидкостей, например, таких как жидкий водород, с высокими антикавитационными свойствами.

Широко известны шнекоцентробежные насосы, содержащие центробежное колесо с передним и задним буртом щелевых уплотнений, а на входе в центробежное колесо установлен шнек (см. книгу «Высокооборотные лопастные насосы» под редакцией Б.В. Овсянникова и В.Ф. Чебаевского, М.: Машиностроение, 1975, с.209, рис.3.46).

Указанный насос при перекачке низкокипящих жидкостей имеет недостаток, заключающийся в том, что нагретая жидкость в полости центробежного колеса, истекая из щелевого уплотнения переднего бурта, поступает на вход в центробежное колесо в область пониженного давления, где при определенных давлениях жидкости за шнеком переходит в парообразное состояние, что приводит к срыву работы насоса.

Известен также насос, взятый за прототип (см. патент РФ №2246041, заявка №2003116159 от 03.06.2003 г.), который устраняет недостаток шнекоцентробежных насосов, перекачивающих криогенную жидкость.

В насосе, взятом за прототип, путем выполнения дополнительного щелевого уплотнения между внутренней цилиндрической поверхностью переднего бурта центробежного колеса и юбкой опорной детали плавающего кольца наружного щелевого уплотнения организована полость сброса утечек из щелевых уплотнений, которая соединена с входным патрубком насоса. Таким образом, утечки из полости высокого давления не поступают на вход в центробежное колесо, а поступают во входной патрубок насоса, где перемешиваются с основным холодным потоком.

Недостатками такого технического решения являются снижение КПД насоса и кавитационных качеств шнека, а также увеличенная длина входного участка насоса.

Снижение КПД насоса происходит за счет следующих факторов:

- наличие внутреннего щелевого уплотнения требует увеличения диаметра бурта центробежного колеса под эти уплотнения, что приводит к увеличению площадей проходных сечений щелевых уплотнений;

- за счет отсутствия радиального перемещения бурта опорного кольца, образующего дополнительное щелевое уплотнение, также приводит к увеличению зазора щели;

- дополнительное щелевое уплотнение дросселирует полный напор, создаваемый шнеком.

Все эти три фактора увеличивают объемные потери, тем самым снижают КПД насоса.

Снижение кавитационных качеств шнека происходит за счет увеличенного через него расхода из-за дополнительных объемных потерь в щелевых уплотнениях насоса.

Ввод утечек, состоящих из парожидкостной смеси, на вход в лопастную систему насоса не обеспечивает необходимой скорости конденсации пара, что может привести к срыву работы шнека. При такой конструкции ввода утечек требуется значительный по длине участок между местом ввода утечек и входными лопатками шнека.

Изобретение решает задачу повышения антикавитационных и энергетических качеств насосов, перекачивающих криогенные жидкости, а также уменьшения его габаритов и массы.

Для этого в шнекоцентробежном насосе, включающем корпус, ротор, на валу которого последовательно установлены шнек, центробежное колесо с передним уплотнительным буртом щелевого уплотнения, на котором установлено плавающее кольцо, в отличие от прототипа на переднем уплотнительном бурте центробежного колеса установлены дополнительное плавающее кольцо и фигурная втулка между плавающими кольцами, имеющая внутреннюю и над ней наружную полости, соединенные радиальными отверстиями, при этом внутренняя полость гидравлически сообщена с щелевыми уплотнениями плавающих колец, а наружная полость трубопроводом соединена с коллектором во входной части входного патрубка, полость которого отверстиями соединена с полостью проточной части насоса.

Технический результат по изобретению:

а) повышение энергетических характеристик насоса путем снижения объемных потерь за счет уменьшения площадей проходных сечений щелевых уплотнений. Отсутствие внутреннего щелевого уплотнения позволяет уменьшить диаметр бурта щелевых уплотнений центробежного колеса, а дополнительное щелевое уплотнение выполнено с плавающим кольцом, что позволяет уменьшить диаметральный зазор между плавающим кольцом и буртом колеса. Объемные потери также снижаются за счет уменьшения перепада давлений на дополнительном щелевом уплотнении.

б) повышение антикавитационных качеств шнека за счет уменьшения расхода жидкости через него благодаря конструктивным решениям, повышающим энергетические характеристики насоса.

в) уменьшение осевых габаритов насоса за счет более качественного смешения потока сбрасываемых утечек на входе в насос с основным потоком, что сокращает время конденсации паровой фазы утечек.

Изобретение поясняется чертежом, где представлен шнекоцентробежный насос, который включает ротор 1, на валу которого последовательно установлены шнек 2, центробежное колесо 3, корпус насоса 4, трубопровод сброса утечек 5. На переднем бурте 6 центробежного колеса последовательно установлены два плавающих кольца 7 и 8 щелевых уплотнений, между плавающими кольцами в корпусе насоса установлена распорная фигурная втулка 9, имеющая внутреннюю 10 и над ней наружную 11 полости, соединенные отверстиями 12. Внутренняя полость 10 гидравлически сообщена с щелевыми 13 и 14 уплотнениями плавающих колец 7 и 8. Наружная полость 11 соединена трубопроводом 5 с коллектором 15, а полость коллектора отверстиями - 16 с полостью входа насоса 17.

При работе насоса плавающие кольца 7 и 8 перепадом давлений на них прижимаются к распорной фигурной втулке: пар через щель 13 и жидкость через щель 14 поступают в полость 10, затем через отверстия 12 в полость 11. Из полости 11 парожидкостная смесь по трубопроводу 5 поступает в коллектор 15, откуда, дробясь отверстиями 16 на мелкие составляющие, впрыскивается в холодный поток жидкости, где происходит конденсация паровой составляющей потока.

Использование изобретения позволяет создавать экономичные малогабаритные с высокими антикавитационными качествами насосы, перекачивающие низкокипящие жидкости, например, такие как жидкий водород.

Шнекоцентробежный насос, включающий корпус, входной патрубок, ротор, на валу которого последовательно установлены шнек и центробежное колесо с передним уплотнительным буртом щелевого уплотнения, на котором установлено плавающее кольцо, отличающийся тем, что на переднем уплотнительном бурте центробежного колеса установлены дополнительное плавающее кольцо и фигурная втулка между плавающими кольцами в корпусе насоса, имеющая внутреннюю и над ней наружную полости, соединенные радиальными отверстиями, при этом внутренняя полость гидравлически сообщена с щелевыми уплотнениями плавающих колец, а наружная полость трубопроводом соединена с коллектором во входной части входного патрубка, полость которого отверстиями соединена с полостью проточной части насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для откачки нефти и других жидкостей из трубопроводов при их ремонте, когда необходимо максимально осушить трубопровод.

Изобретение относится к энергетическому гидромашиностроению. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтяной и др. .

Изобретение относится к насосостроению. .

Изобретение относится к насосостроению, а именно к вертикальным электронасосным агрегатам для нефтяной, газовой, химической и др. .

Изобретение относится к насосостроению, а именно к вертикальным нефтяным электронасосным агрегатам, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для перекачки жидкостей. .

Изобретение относится к насосостроению. .

Изобретение относится к насосостроению. .

Изобретение касается насоса для откачки сточных вод с частицами твердых веществ. Насос имеет расположенное в корпусе насоса рабочее колесо (8).

Изобретение относится к насосостроению и может быть преимущественно использовано в ядерных энергетических установках на атомных электростанциях. Центробежный насос содержит щелевое уплотнение.

Изобретение относится к динамическим насосам, а конкретнее - к средству контроля и автоматизации регулировочных устройств для ограничения рециркуляции жидкости и уменьшения износа от взаимодействия вращающегося и невращающегося элементов в динамических насосах, особенно в насосах, работающих с суспензиями, причем данные насосы содержат или могут содержать регулируемые элементы компенсации износа, выполняющие роль противоутечных устройств.

Изобретение относится к устройству для уплотнения рабочего колеса центробежных насосов для жидких сред, посредством которого зазор между корпусом 1 насоса и, по меньшей мере, одним рабочим колесом 4 постоянно уплотнен от массопередачи с напорной стороны 3 колеса 2 к его всасывающей стороне 4.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в центробежных насосах для перекачки маловязких жидкостей. .

Изобретение относится к конструкции щелевых уплотнений шнекоцентробежных насосов и может быть использовано в насосостроении. .

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосным и дождевальным установкам. .

Изобретение относится к рабочим колесам центробежных насосов. .

Изобретение относится к вертикальным центробежным насосам, создающим подпор перед магистральными насосами, для транспортировки нефти. .

Группа изобретений относится к насосным установкам для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления. Вал установки установлен в тороидальных роликовых подшипниках, закрепленных в консольных опорах с наружной стороны торцевых крышек.

Изобретение относится к областям машиностроения, где требуется применение насосов, перекачивающих криогенные жидкости, например, такие как жидкий водород. В шнекоцентробежном насосе на переднем бурте центробежного колеса последовательно установлены два плавающих кольца 7 и 8 щелевых уплотнений, между плавающими кольцами 7, 8 в корпусе 4 насоса установлена распорная фигурная втулка 9, имеющая внутреннюю и наружную полости 10 и 11, соединенные отверстиями 12. Полость 11 соединена с коллектором 15, а полость коллектора 15 - отверстиями 16 с полостью 17 входа насоса. Изобретение решает задачу создания высокооборотных шнекоцентробежных насосов с высокими экономическими и антикавитационными показателями для перекачки криогенных жидкостей. 1 ил.

Наверх