СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА


RU (11) 2308617 (13) C2

(51) МПК
F04D 13/10 (2006.01)
F04D 29/22 (2006.01)
F04D 29/041 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005109346/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.04.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.04.01 
(43) Дата публикации заявки: 2006.09.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 197465 A3, 31.06.1967. АТ 398812 В, 27.02.1995. US 2547786 A, 03.04.1951. WO 97/07338 A1, 27.02.1997. 
(72) Автор(ы): Голубев Алексей Иванович (RU); Колонтай Михаил Владимирович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение гидравлических машин" (ОАО "НПО "ГИДРОМАШ") (RU) 
Адрес для переписки: 129626, Москва, ул. 2-я Мытищинская, 2, ОАО "НПО "ГИДРОМАШ" 

(54) СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Изобретение относится к гидромашиностроению. Ступень центробежного насоса содержит установленное по "плавающей" посадке на валу рабочее колесо с лопатками, образующими межлопаточные полости. Соседние лопатки рабочего колеса поочередно соединены передними и задними торцевыми стенками, перпендикулярными оси колеса. Передние и задние торцевые стенки выполнены одинаковой формы, сужающейся к периферии рабочего колеса и составляющей 25-50% площади перпендикулярного оси колеса сечения межлопаточной полости. Изобретение направлено на создание ступени центробежного насоса, обладающего высокими надежностью и кпд. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях водяных и нефтяных одноступенчатых и многоступенчатых скважинных насосов.

Известны конструкции ступеней скважинных насосов с центробежными рабочими колесами закрытого типа с радиальными щелевыми уплотнениями с жесткой посадкой на вал [Лопастные насосы: Справочник / В.А.Зимницкий, А.В.Каплун, А.И.Папир, В.А.Умов. - Л.: Машиностроение, 1986, с.199]. При работе насоса возникает осевая сила, вызванная разностью давлений, действующих на наружные поверхности покрывного и заднего дисков. Эта сила воспринимается упорным подшипником, определяющим надежность насоса. С целью уменьшения равнодействующей осевых сил используются разгрузочные отверстия, соединяющие вход ступени с камерой за ведущим диском рабочего колеса, образованной дополнительным щелевым уплотнением. При износе уплотнений разгрузка теряет работоспособность, осевые усилия возрастают, увеличивая износ упорного подшипника.

Используются также закрытые рабочие колеса с "плавающей" посадкой на вал, снабженные со стороны всасывания кольцевым уплотнением-подпятником, воспринимающим осевую гидростатическую силу, действующую на рабочее колесо, и образующим, совместно с торцом покрывного диска рабочего колеса, уплотнение [Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.: 1977, с.240]. Рабочие колеса в этом случае устанавливаются свободно на вал для того, чтобы осевая гидростатическая сила передавалась на уплотнение-подпятник. С целью снижения износа уплотнения-подпятника, для уменьшения осевой силы могут использоваться разгрузочные отверстия, соединяющие вход ступени с камерой за ведущим диском колеса, образованной дополнительным щелевым уплотнением. С износом подпятника рабочие колеса смещаются. Зазор дополнительного щелевого уплотнения увеличивается и увеличивается осевая сила. Наличие дополнительных конструктивных элементов, снижающих воздействие изнашивающегося зазора на эффективность разгрузки [Патент РФ 2133379, F04D 1/00, 1999] повышает стоимость ступени, трудоемкость изготовления и обслуживания.

Закрытые рабочие колеса подвержены засорению, что снижает надежность работы насоса. Однако при применении открытых рабочих колес возникает более значительная, чем при закрытых колесах, осевая сила [Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы, ГНТИМЛ, М.: 1960, пер. с англ., с.221-222], разгрузить которую на корпус путем установки осевых подпятников нельзя из-за отсутствия в открытом колесе покрывного диска. Открытые рабочие колеса, вследствие перетечек жидкости с рабочей стороны лопатки на тыльную, обладают несколько более низким, чем закрытые колеса, объемным кпд, зависящим от величины зазоров между неподвижными деталями и вращающимся колесом.

Известно также техническое решение по патенту СССР №197465, МПК F04D 29/22, 1967, которое является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.

Сравниваемые устройства имеют ряд общих конструктивных признаков, а именно в обоих случаях ступень центробежного насоса содержит установленное на валу рабочее колесо с лопатками, образующими межлопаточные полости, причем соседние лопатки рабочего колеса поочередно соединены передними и задними торцевыми стенками, перпендикулярными оси колеса.

Для повышения надежности и кпд насоса, что является задачей настоящего изобретения, в ступени центробежного насоса, содержащей установленное на валу рабочее колесо с лопатками, образующими межлопаточные полости, причем соседние лопатки рабочего колеса поочередно соединены передними и задними торцевыми стенками, перпендикулярными оси колеса, согласно изобретению передние и задние торцевые стенки выполнены одинаковой формы, сужающейся к периферии рабочего колеса и составляющей 25-50% площади перпендикулярного оси колеса сечения межлопаточной полости, а рабочее колесо установлено на валу по "плавающей" посадке.

Данное решение иллюстрируется двумя чертежами. На фиг.1 показана ступень центробежного насоса, на фиг.2 представлен разрез А-А фиг.1.

Ступень центробежного насоса состоит из рабочего колеса с плавающей втулкой 1 и лопатками 2, поочередно соединенными передними 3 и задними 4 торцевыми стенками 3 и 4 соответственно вала 5 насоса, межступенного диска 6, направляющего аппарата 7, переводных каналов 8 и уплотнения 9. Лопатки 2 выполнены цилиндрической формы. Передние и задние торцевые стенки 3, 4 колеса, соединяющие попарно лопатки 2, чередуются между собой, образуя совместно с лопатками полуоткрытые в осевом направлении межлопаточные полости 10. Для входа жидкости в межлопаточные полости 10, ограниченные со стороны всасывания передними торцевыми стенками 3, в последних предусмотрены входные отверстия 11.

Ступень центробежного насоса работает следующим образом. При вращении центробежного колеса, которое сообщается ему валом насоса 5, жидкость, поступая в межлопаточные полости 10 колеса, напрямую в открытые со стороны всасывания и через входные отверстия 11 передних торцевых стенок 3 в закрытые со стороны всасывания под действием центробежных сил, обтекая лопатки 2, устремляется к периферии рабочего колеса 1, поступая затем через переводные каналы 8 к следующей ступени (на чертеже не показана). Одинаковость формы передних и задних торцевых стенок 3, 4 колеса обеспечивает уравновешение осевого усилия. Рабочее колесо 1 самоцентрируется по "плавающей" посадке втулки 1 на валу 5 относительно межступенного диска 6 и направляющего аппарата 7. Самоцентрирование осуществляется путем выравнивания давлений в зазоре 1 со стороны всасывания между межступенным диском 6 и наружными поверхностями передних торцевых стенок 3 рабочего колеса и в зазоре 2 между направляющим аппаратом 7 и наружными поверхностями задних торцевых стенок 4 рабочего колеса.

Для повышения общего кпд перпендикулярные оси колеса торцевые стенки 3, 4 выполнены сужающимися в сторону периферии рабочего колеса и составляют 25-50% площади перпендикулярного оси колеса сечения межлопаточной полости 10, что объясняется аналитическими расчетами.

Данная конструкция благодаря выбранной форме торцевых стенок и плавающей посадке колеса на валу позволяет разгрузить осевые подшипники двигателя, что увеличивает их долговечность. Это обеспечивает повышение надежности насоса с такой ступенью по сравнению с аналогами.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Ступень центробежного насоса, содержащая установленное на валу рабочее колесо с лопатками, образующими межлопаточные полости, причем соседние лопатки рабочего колеса поочередно соединены передними и задними торцевыми стенками, перпендикулярными оси колеса, отличающаяся тем, что передние и задние торцевые стенки выполнены одинаковой формы, сужающейся к периферии рабочего колеса и составляющей 25-50% площади перпендикулярного оси колеса сечения межлопаточной полости, а рабочее колесо установлено на валу по "плавающей" посадке.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru