НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ


RU (11) 2246042 (13) C1

(51) 7 F04D1/06, F04D29/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003114143/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.05.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.05.13 
(45) Опубликовано: 2005.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1758289 A1, 30.08.1992. SU 361314 A, 07.12.1972. SU 964246 A, 07.10.1982. ЕР 1045177 А1, 18.10.2000. US 2750893 A, 19.06.1956. 
(72) Автор(ы): Томилов М.Н. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Томилов Михаил Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 456320, Челябинская обл., г. Миасс, ул. Менделеева, 25-58, М.Н. Томилову 

(54) НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

Изобретение относится к центробежным насосам, в частности пожарным. Насос содержит корпус 1 с переводными каналами А, направляющие аппараты (НА) 13-16 лопаточного типа, кольцевую камеру Б на выходе последней ступени, не менее двух закрепленных на валу 5 рабочих колес (РК). Вал 5 установлен в корпусе 1 на двух опорах. Одна из опор расположена со стороны привода насоса и изолирована от подаваемой жидкости, а вторая соприкасается с подаваемой жидкостью и является подшипником скольжения (ПС), состоящим из колец 7, 8. ПС установлен так, что разделяет РК на две группы. С одной стороны от него расположены РК 9, 10 первой группы, закрепленные на валу 5 консольно и ориентированные входными воронками в сторону входного отверстия насоса. С другой стороны рядом с ПС расположено РК 12 второй группы, ориентированное входной воронкой противоположно по отношению к консольно закрепленным РК 9, 10 и являющееся РК последней ступени насоса. РК 11, 12 второй группы размещены между опорами. Камера Б размещена в одном поперечном сечении с ПС между двумя НА 14, 16. В НА 16 установлен ПС, являющийся одновременно щелевым уплотнением между ступенями, расположенными рядом с ним. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных характеристик насоса и повышение его надежности. 1 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к насосной технике, а именно к центробежным насосам, в частности пожарным.

Известен центробежный насос, входящий в состав лесопожарной мотопомпы высокого давления МЛВ 2/1,2, разработанный Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом лесного хозяйства. Насос содержит три рабочих колеса, ориентированных входными воронками в одну сторону и закрепленных на валу, установленном со стороны всасывающего патрубка в подшипнике скольжения, а со стороны привода - в радиальном и упорном шарикоподшипниках. Насос имеет секционный корпус с кольцевой камерой в каждой секции и направляющие аппараты лопаточного типа.

Недостатки: низкая надежность из-за отсутствия подачи жидкости под давлением в подшипник скольжения; кольцевые камеры, расположенные за внешним диаметром направляющих аппаратов, увеличивают габариты и массу насоса.

В качестве прототипа выбран центробежный насос (авторское свидетельство SU 1758289 А1, МПК 7 F 04 D 13/06, 29/04 от 30.08.1992 г., СКТБ ГЕРМЕТИЧНЫХ И СКВАЖИННЫХ НАСОСОВ НПО “МОЛДАВГИДРОМАШ”), содержащий корпус с размещенными в его стенках переводными каналами, установленные в корпусе направляющие аппараты лопаточного типа, рабочие колеса, закрепленные на валу, установленном в корпусе на двух опорах, которые соприкасаются с подаваемой жидкостью и являются подшипниками скольжения. Опоры установлены таким образом, что разделяют рабочие колеса на две группы и колеса обеих групп закреплены на валу консольно. Рабочие колеса первой группы ориентированы входными воронками в сторону входного отверстия насоса, а рабочие колеса второй группы - в противоположную сторону. Рабочее колесо второй группы, расположенное рядом с подшипником скольжения, является колесом последней ступени насоса, на выходе которой размещена кольцевая камера.

Недостатки:

1. При увеличении числа колес во второй группе свыше двух насос имеет низкую надежность из-за наличия большой консоли.

2. Наличие сложных устройств, обеспечивающих разгрузку от осевых сил, обусловленное тем, что обе опоры вала соприкасаются с подаваемой жидкостью и являются подшипниками скольжения.

3. Подшипник скольжения и кольцевая камера конструктивно разнесены, поэтому каждый из этих элементов отдельно оказывает влияние на габариты насоса. При этом наибольший диаметр насоса определяет кольцевая камера, расположенная за пределами наружного диаметра направляющих аппаратов.

Задачей настоящего изобретения является создание насоса, компоновочная схема которого позволяет улучшить габаритно-массовые характеристики насоса и повысить его надежность.

Для решения задачи в центробежном насосе, содержащем корпус с размещенными в его стенках переводными каналами, установленные в корпусе направляющие аппараты лопаточного типа, кольцевую камеру на выходе последней ступени, не менее двух рабочих колес, часть которых ориентирована входными воронками противоположно по отношению к остальным, закрепленных на валу, установленном в корпусе на двух опорах, одна из которых расположена со стороны привода насоса, а вторая соприкасается с подаваемой жидкостью и является подшипником скольжения, установленным таким образом, что разделяет рабочие колеса на две группы, а именно, с одной стороны от него расположены рабочие колеса первой группы, закрепленные на валу консольно и ориентированные входными воронками в сторону входного отверстия насоса, а с другой стороны рядом с подшипником скольжения расположено колесо второй группы, ориентированное входной воронкой противоположно по отношению к консольно закрепленным колесам и является колесом последней ступени насоса, согласно изобретению, рабочие колеса второй группы размещены между опорами, опора вала, расположенная со стороны привода насоса, изолирована от подаваемой жидкости, а кольцевая камера размещена в одном поперечном сечении с подшипником скольжения между двумя направляющими аппаратами, в одном из которых и установлен подшипник скольжения, являющийся одновременно щелевым уплотнением между ступенями, расположенными рядом с ним.

Размещение второй группы рабочих колес между опорами позволяет обеспечить высокую надежность работы насоса при увеличении числа колес в этой группе свыше двух, например до трех или до четырех.

Благодаря тому, что опора вала, расположенная со стороны привода насоса, изолирована от подаваемой жидкости, то в качестве этой опоры может быть использован, например, радиальный шарикоподшипник, обеспечивающий разгрузку от осевых сил. Отсутствие специальных устройств для обеспечения разгрузки от осевых сил позволяет упростить конструкцию подшипника скольжения, увеличить его диаметр и толщину колец. Увеличение диаметра подшипника скольжения повышает его несущую способность, а увеличение толщины колец позволяет увеличить ресурс работы подшипника за счет изготовления колец из твердых, износостойких материалов, имеющих низкий коэффициент трения, хотя и обладающих повышенной хрупкостью при малой толщине. Все это обеспечивает повышение надежности.

Компоновочная схема насоса, в котором кольцевая камера размещена в одном поперечном сечении с подшипником скольжения между двумя направляющими аппаратами, в одном из которых и установлен подшипник скольжения, позволяет улучшить массогабаритные характеристики насоса, т.к. при таком расположении кольцевая камера не оказывает никакого влияния на габаритные размеры насоса.

Подшипник скольжения, являясь одновременно щелевым уплотнением между ступенями, расположенными рядом с ним, позволяет исключить одно щелевое уплотнение, что улучшает массогабаритные характеристики насоса.

Проведенный поиск показал отсутствие аналогичных решений и позволяет сделать вывод о том, что заявляемая конструкция не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Заявляемый центробежный насос может найти применение в насосной технике, в частности в качестве пожарного насоса, т.е. он соответствует критерию “промышленная применимость”.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез насоса. 

Центробежный насос содержит корпус, образованный собственно корпусом 1, крышками 2, 3 и втулкой 4. В корпусе насоса на двух опорах установлен вал 5, на котором закреплены рабочие колеса, например четыре колеса. В качестве одной из опор, расположенной со стороны привода насоса и изолированной от подаваемой жидкости, может быть использован радиальный шарикоподшипник 6, закрепленный во втулке 4. Второй опорой является подшипник скольжения, соприкасающийся с подаваемой жидкостью и содержащий два кольца 7, 8. Подшипник скольжения установлен таким образом, что разделяет рабочие колеса на две группы. С одной стороны от подшипника скольжения расположены два колеса 9, 10 первой и второй ступеней, закрепленные на валу 5 консольно и ориентированные входными воронками в сторону входного отверстия насоса. Рабочие колеса 11, 12 третьей и четвертой ступеней размещены между подшипником скольжения и радиальным шарикоподшипником 6 и ориентированы входными воронками противоположно по отношению к консольно закрепленным колесам 9, 10. Рабочее колесо 12, расположенное рядом с подшипником скольжения, является колесом последней ступени насоса. В корпусе 1 установлены направляющие аппараты 13, 14, 15, 16 лопаточного типа первой, второй, третьей, четвертой ступеней. В стенках корпуса 1 размещены переводные каналы А, соединяющие отводящие каналы направляющего аппарата 14 второй ступени с подводящими каналами третьей ступени, расположенными в крышке 3. Подшипник скольжения, расположенный между рабочими колесами 10 и 12 второй и четвертой ступеней насоса, является одновременно щелевым уплотнением между ними. Для обеспечения соосности колец 7, 8 подшипника скольжения его наружное кольцо 7 может быть закреплено в обойме 17, установленной в направляющем аппарате 16 по сферической поверхности. Центр сферической поверхности может быть смещен в сторону рабочего колеса 12, т.е. в сторону области с более высоким давлением жидкости. Кольца 7, 8 подшипника скольжения могут быть выполнены из твердого, износостойкого материала, обладающего низким коэффициентом трения, например из силицированного графита. В одном поперечном сечении с подшипником скольжения между двумя направляющими аппаратами 14, 16 размещена кольцевая камера Б, соединенная с переводными каналами направляющего аппарата 16 последней ступени.

Во время работы насоса, при вращении его вала 5, жидкость последовательно проходит через рабочие колеса 9, 10, 11, 12 и поступает в кольцевую камеру Б. Этот путь условно показан штриховой линией со стрелками В. Давление жидкости на выходе из колеса 12 четвертой ступени выше, чем на выходе из колеса 10 второй ступени насоса. Этот перепад давления обеспечивает постоянное поступление жидкости в подшипник скольжения при работе насоса, что обеспечивает смазку рабочих поверхностей подшипника и отвод тепла от них.

Т.к. опора вала, расположенная со стороны привода насоса, изолирована от подаваемой жидкости, то в качестве этой опоры может быть использован, например, радиальный шарикоподшипник 6, который обеспечивает разгрузку от осевых сил. Благодаря этому подшипник скольжения имеет простую конструкцию, что позволяет увеличить его диаметр и толщину колец 7, 8. Увеличение диаметра подшипника скольжения повышает его несущую способность и надежность работы. А увеличение толщины колец подшипника скольжения позволяет увеличить ресурс его работы за счет изготовления колец из твердых, износостойких материалов, имеющих низкий коэффициент трения, например, из силицированного графита.

Размещение второй группы рабочих колес 11, 12 между опорами позволяет обеспечить высокую надежность работы насоса при увеличении числа колес в этой группе, например, до трех или до четырех. При этом при одинаковой ориентации всех колес второй группы разгрузка от осевых сил может быть обеспечена известным в технике образом - установкой в опоре, расположенной со стороны привода насоса и изолированной от подаваемой жидкости, второго шарикоподшипника - радиального или упорного.

Кольцевая камера Б, благодаря ее расположению, не оказывает влияния на габаритные размеры насоса.

Использование подшипника скольжения в качестве щелевого уплотнения между второй и четвертой ступенями насоса уменьшает его длину.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает улучшение массогабаритных характеристик насоса и повышение его надежности.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Центробежный насос, содержащий корпус с размещенными в его стенках переводными каналами, установленные в корпусе направляющие аппараты лопаточного типа, кольцевую камеру на выходе последней ступени, не менее двух рабочих колес, часть которых ориентирована входными воронками противоположно по отношению к остальным, закрепленных на валу, установленном в корпусе на двух опорах, одна из которых расположена со стороны привода насоса, а вторая соприкасается с подаваемой жидкостью и является подшипником скольжения, установленным таким образом, что разделяет рабочие колеса на две группы, а именно с одной стороны от него расположены рабочие колеса первой группы, закрепленные на валу консольно и ориентированные входными воронками в сторону входного отверстия насоса, а с другой стороны рядом с подшипником скольжения расположено колесо второй группы, ориентированное входной воронкой противоположно по отношению к консольно закрепленным колесам и являющееся колесом последней ступени насоса, отличающийся тем, что рабочие колеса второй группы размещены между опорами, опора вала, расположенная со стороны привода насоса, изолирована от подаваемой жидкости, а кольцевая камера размещена в одном поперечном сечении с подшипником скольжения между двумя направляющими аппаратами, в одном из которых и установлен подшипник скольжения, являющийся одновременно щелевым уплотнением между ступенями, расположенными рядом с ним.