РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА


RU (11) 2308618 (13) C2

(51) МПК
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: 2005111614/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.04.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.04.19 
(43) Дата публикации заявки: 2006.10.27 
(45) Опубликовано: 2007.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: АГРЕГАТ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ ЦНСА 63-1400, ПАСПОРТ 1635.00.00.000ПС, 10.01.2000. SU 779654 A, 15.11.1980. SU 1121507 А, 30.10.1984. SU 1204807 A, 15.01.1986. CS 217287 А, 31.12.1982. JP 55017632 A, 07.02.1980. 
(72) Автор(ы): Ахияртдинов Эрик Минисалихович (RU); Ломаев Анатолий Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Ахияртдинов Эрик Минисалихович (RU); Ломаев Анатолий Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 450055, г.Уфа, ул. Российская, 82, кв.40, Э.М. Ахияртдинову 

(54) РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Устройство предназначено для использования в области насосостроения в центробежных насосах для разгрузки роторов от осевых сил. Гидравлическое разгрузочное устройство содержит корпус с полостью, сообщенной с входом насоса, и с установленным концевым торцевым уплотнением, диск разгрузки. Установлены два кольца разгрузки из стойкого к износу материала, одно из которых установлено на опорной периферийной части диска разгрузки, а другое - на напорной крышке насоса, ограничивающей полость разгрузочного устройства. Дросселирующая цилидрическая щель образована между втулкой разгрузки, запрессованной в напорную крышку, и втулкой дистанционной, посаженной на вал и для передачи крутящего момента, имеющей шпоночное соединение по валу. Диск разгрузки установлен по уплотнительному кольцу на втулке дистанционной и зафиксирован на ней в окружном направлении по шлицевому соединению с посадкой по боковой поверхности шлиц с зазором, а в осевом направлении зафиксирован гайкой через пару шайб, подогнанных друг к другу по сферической поверхности с центром на оси вала. Гайка наворачивается по резьбе на валу до упора во втулку дистанционную и стягивает втулку дистанционную и рабочие колеса насоса. Повышается надежность и ресурс центробежного насоса за счет увеличения эффективности компенсации осевого усилия, возникающего при работе насоса, посредством усовершенствования конструкции разгрузочного устройства. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к насосостроению и, в частности, может быть использовано в центробежных насосах для разгрузки роторов от осевых сил.

Известно гидравлическое разгрузочное устройство, описанное в а.с. СССР №1492092, МПК F04D 29/04 (опубл. 07.07.1989), содержащее пяту, закрепленную на корпусе через упругое основание, диск разгрузки, установленный на валу таким образом, что образует с пятой торцевую щель во время работы насоса. Равномерность торцевой щели в окружном направлении в данном техническом решении должно обеспечиваться установкой пяты на упругом основании.

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения стабильных свойств упругого основания во время работы и особенно при высоких температурах нагрева пяты и диска разгрузки, имеющего место на пусковых режимах при отсутствии или недостаточном количестве жидкости во внутренних полостях насоса.

Наиболее близким техническим решением является разгрузочное устройство центробежного насоса ЦНС 63-1400 (Паспорт 1635.01.00.000 ПС. Насос центробежный секционный ЦНС 63-1400 УХЛ4). В данном насосе для компенсации осевой силы, возникающей при перекачке жидкости, предусмотрено гидравлическое разгрузочное устройство, содержащее: корпус с полостью, сообщенной со входом насоса, и с установленным концевым торцевым уплотнением; диск разгрузки; два кольца разгрузки или без них из стойкого к износу материала, одно их которых установлено на опорной периферийной части диска разгрузки, а другое - на напорной крышке насоса, ограничивающей полость разгрузочного устройства; дросселирующую цилидрическую щель между втулкой разгрузки, запрессованной в напорную крышку, и втулкой дистанционной, посаженной на вал и для передачи крутящего момента, имеющей шпоночное соединение по валу; полукольца или гайку, находящихся в полости разгрузочного устройства и обеспечивающих осевую фиксацию установленных на вал рабочих колес, втулки дистанционной и диска разгрузки, при этом диск разгрузки посажен на вал и для передачи крутящего момента имеет шпоночное соединение.

Во время работы насоса перекачиваемая жидкость под давлением проходит через дросселирующую цилидрическую щель в разгрузочную камеру между напорной крышкой и диском разгрузки и оказывает воздействие на разгрузочный диск. Равнодействующая осевых сил, возникающих на разгрузочном диске и на рабочих колесах насоса, стремится сместить ротор в сторону всасывания, при этом образуется торцевой зазор между кольцами разгрузки. Величина образующегося торцевого зазора зависит от величины давления в разгрузочной камере и устанавливается автоматически.

Основными недостатками данной конструкции разгрузочного устройства являются эксплуатационная не технологичность, посадка и осевая фиксация диска разгрузки на валу насоса. Не перпендикулярность или перекос во время работы рабочих поверхностей диска и колец разгрузки относительно оси вращения вала насоса из-за допусков на изготовление деталей и воздействие осевой силы, прижимающей диск разгрузки к опорной поверхности, вызовут изгибающий момент на валу. При вращении изгибающий момент будет иметь характер переменной нагрузки, которая ограничит циклическую долговечность вала, это приведет к преждевременным поломкам вала и сокращению ресурса насоса.

Технической задачей данного изобретения является повышение надежности и рабочего ресурса центробежного насоса за счет увеличения эффективности компенсации осевого усилия, возникающего при работе насоса, посредством усовершенствования конструкции разгрузочного устройства.

Решение поставленной задачи достигается гидравлическим разгрузочным устройством, содержащим: корпус с полостью, сообщенной со входом насоса, и с установленным концевым торцевым уплотнением; диск разгрузки; два кольца разгрузки из стойкого к износу материала, одно их которых установлено на опорной периферийной части диска разгрузки, а другое - на напорной крышке насоса, ограничивающей полость разгрузочного устройства; дросселирующую цилидрическую щель между втулкой разгрузки, запрессованной в напорную крышку, и втулкой дистанционной, посаженной на вал и для передачи крутящего момента имеющей шпоночное соединение по валу. Новым является то, что диск разгрузки установлен по уплотнительному кольцу на втулке дистанционной и зафиксирован на ней в окружном направлении по шлицевому соединению с посадкой по боковой поверхности шлиц с зазором, а в осевом направлении зафиксирован гайкой через пару шайб, подогнанных друг к другу по сферической поверхности с центром на оси вала, при этом гайка наворачивается по резьбе на валу до упора во втулку дистанционную и стягивает втулку дистанционную, и рабочие колеса насоса.

Суть изобретения заключается в том, что установка диска разгрузки на втулку дистанционную посредством шлицевого соединения с посадкой по боковым поверхностям шлиц с зазором и фиксация в осевом направлении через сферические шайбы гайкой, затянутой с упором во втулку дистанционную, позволяют компенсировать не перпендикулярность или перекос во время работы рабочих поверхностей диска и колец разгрузки относительно оси вращения вала насоса за счет самоустановки диска разгрузки в пределах бокового зазора по шлицевому соединению. Тем самым обеспечивается отсутствие условий, приводящих к появлению изгибающего момента на валу насоса.

Возможность передачи крутящего момента посредством шлицевого соединения в сочетании со сферическими шайбами подтверждается опытом их применения в конструкции авиационных газотурбинных двигателей (см. книгу Г.С.Скубачевский «Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей», М.: «Машиностроение», 1981 г., рис.5-28, с.149-152).

На чертеже изображено разгрузочное устройство центробежного насоса. Разгрузочное устройство содержит: корпус 1 с полостью 2, сообщенной со входом насоса, и с установленным концевым торцовым уплотнением 3; диск разгрузки 4; два кольца разгрузки 5 из стойкого к износу материала; втулку разгрузки 6; втулку дистанционную 7; сферические шайбы 8; гайку 9. Разгрузочная камера 10 посредством дросселирующей цилиндрической щели 11, образованной втулкой разгрузки 6 и втулкой дистанционной 7, сообщена с зоной нагнетания 12. Втулка дистанционная 7 посажена на вал 13 и воспринимает крутящий момент шпоночным соединением 14. Диск разгрузки 4 установлен по уплотнительному кольцу 15 на втулке дистанционной 7 и зафиксирован на ней в окружном направлении по шлицевому соединению 17 с посадкой по боковым поверхностям шлиц с зазором, а в осевом направлении зафиксирован гайкой 9 через пару сферических шайб 8, при этом гайка 9 наворачивается по резьбе на валу 13 до упора во втулку дистанционную 7. Разгрузочная камера 10 и полость 2 разобщены уплотнительным кольцом 15 и защитным кольцом 16.

Во время работы насоса перекачиваемая жидкость под давлением проходит через дросселирующую цилидрическую щель 11 в разгрузочную камеру 10 и оказывает воздействие на разгрузочный диск 4. Равнодействующая осевых сил, возникающих на разгрузочном диске 4 и на рабочих колесах насоса, стремится сместить ротор в сторону всасывания, при этом образуется торцевой зазор между кольцами разгрузки 5. Величина образующегося торцевого зазора устанавливается автоматически и зависит от величины давления в разгрузочной камере 10 и в полости 2.

Следует отметить, что в предлагаемой конструкции передача крутящего момента от вала 13 к диску разгрузки 4 происходит через втулку дистанционную 7, посредством шлицевого (например: эвольвентного) соединения, а осевое усилие через сферические шайбы 8 и гайку 9, которая затянута в до упора во втулку 7. При передаче крутящего момента шлицами центрация разгрузочного диска на втулке 7 осуществляется боковыми поверхностями шлицевого соединения. Под влиянием осевых сил диск разгрузки 4 будет покачиваться по сферической поверхности шайб 8 таким образом, что обеспечивается параллельность рабочих поверхностей колец разгрузки. Использование шлицевого соединения позволяет обеспечить определенную степень свободы диска разгрузки 4 относительно вала 13 и оси вращения. Сферические шайбы 8 являются направляющим элементом. В процессе работы уплотнительное кольцо 15 и защитное кольцо 16 деформируются и защищают шлицы от эрозии.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Гидравлическое разгрузочное устройство, содержащее корпус с полостью, сообщенной со входом насоса, и с установленным концевым торцевым уплотнением, диск разгрузки, два кольца разгрузки из стойкого к износу материала, одно из которых установлено на опорной периферийной части диска разгрузки, а другое - на напорной крышке насоса, ограничивающей полость разгрузочного устройства, дросселирующую цилиндрическую щель между втулкой разгрузки, запрессованной в напорную крышку, и втулкой дистанционной, посаженной на вал и для передачи крутящего момента имеющей шпоночное соединение по валу, отличающееся тем, что диск разгрузки установлен по уплотнительному кольцу на втулке дистанционной и зафиксирован на ней в окружном направлении по шлицевому соединению с посадкой по боковой поверхности шлиц с зазором, а в осевом направлении зафиксирован гайкой через пару шайб, подогнанных друг к другу по сферической поверхности с центром на оси вала, при этом гайка наворачивается по резьбе на валу до упора во втулку дистанционную и стягивает втулку дистанционную и рабочие колеса насоса.








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