ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОСНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ АГРЕГАТ

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОСНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ АГРЕГАТ


RU (11) 2111383 (13) C1

(51) 6 F04D13/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 94001694/06 
(22) Дата подачи заявки: 1994.01.18 
(45) Опубликовано: 1998.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: FR, заявка, 2485646, кл. F 04 D 13/06, 1981. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Инвестиционная компания "ИНКОРН" 
(72) Автор(ы): Бритвин Л.Н.; Бритвина Т.В.; Буренин В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Инвестиционная компания "ИНКОРН" 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОСНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ АГРЕГАТ 

Сущность изобретения: центробежный насосный консольный агрегат состоит из центробежного насоса и электродвигателя. Корпус насоса прикреплен к торцевой расточке опорной подшипниковой стойки, а рабочее колесо расположено консольно на переднем конце вала, установленного в подшипниках указанной опорной стойки. Вал электродвигателя через муфту кинематически связан с задним концом вала насоса. Часть вала насоса в зоне опорной стойки, расположенная в подшипниках, выполнена по диаметру большей, чем диаметр вала электродвигателя с установленной на нем полумуфтой. Полумуфта расположена с гарантированным зазором в торцевой части заднего конца вала насоса. Задний конец вала насоса выполнен в виде ответной части полумуфты, расположенной в зоне опорной поверхности заднего подшипника, причем кинематическая связь полумуфты вала электродвигателя и торцевой проточки вала насоса осуществляется посредством промежуточных элементов, выполненных как тела вращения и расположенных в продольных параллельных общей оси валов пазах полумуфты электродвигателя и торцевой проточки вала насоса. Стойка снабжена опорной поверхностью, общей для всего агрегата. 7 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к центробежным насосным агрегатам консольного типа для перекачивания различных жидкостей.

Широко известны насосные агрегаты этого типа, состоящие из собственно насоса, закрепленного на подшипниковой стойке (корпус насоса присоединяется к корпусу стойки), центробежное колесо которого расположено на консольном участке вала. Задний (противоположный тому, где расположено рабочее колесо) конец вала снабжается муфтой, посредством которой он кинематически связывается с валом стандартного электродвигателя. Стойка насоса и электродвигатель монтируются на общий плите (Информационный сборник насосного оборудования.- М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991, с. 3, 80).

Преимущество этой конструкции заключается в возможности использования электродвигателей обычного типа с нормальным коротким концом вала, а также в возможности выполнения стойки с подшипниками, надежно воспринимающими высокие радиальные и осевые усилия, обычно имеющие место в центробежных химических и других насосах. Т.е. в этой конструкции подшипники якоря электродвигателя не нагружаются радиальными и осевыми усилиями со стороны насоса.

Недостаток известного технического решения заключается в больших габаритах и массе электронасосного агрегата.

Поэтому стремятся по возможности применять моноблочные конструкции электронасосных агрегатов, в которых используют специальные электродвигатели с удлиненным концом вала (там же, с. 8).

Однако в этом случае подшипники электродвигателя нагружаются значительными радиальными и осевыми усилиями. Кроме того, часто требуется вал насоса выполнять из химически стойких материалов различного типа (в зависимости от вида перекачиваемой агрессивной среды и поэтому на вал электродвигателя из обычной стали приходится также надевать различные рубашки защитные втулки) или использовать жестко скрепленные с валом удлинители из специальной стали, что усложняет конструкцию агрегата в целом.

Наиболее близким к изобретению является центробежный насосный консольный агрегат, содержащий центробежный насос, корпус которого прикреплен к торцевой расточке опорной стойки, а рабочее колесо расположено консольно на переднем конце вала, установленного в подшипниках стойки, и электродвигатель, фланец передней крышки которого жестко соединен со стойкой посредством кольцевой проточки, а вал кинематически связан с задним концом вала насоса, причем в последнем выполнена торцевая проточка, соосная кольцевой проточке стойки, диаметр вала насоса в зоне опорной стойки выполнен превышающим диаметр вала электродвигателя, и вал последнего расположен в проточке вала насоса (заявка Франции N 2485646, кл. F 04 D 13/06, 1981).

Недостатками известного агрегата являются его большие массогабаритные характеристики, сложность сборки и технического обслуживания и недостаточный теплоотвод от подшипников.

Задача изобретения - снижение массы и габаритов агрегата, упрощение обслуживания и повышение надежности.

Указанная задача решается тем, что в центробежном насосном консольном агрегате, содержащем центробежный насос, корпус которого прикреплен к торцевой расточке опорной стойки, а рабочее колесо расположено консольно на переднем конце вала, установленного в подшипниках стойки, и электродвигатель, фланец передней крышки которого жестко соединен со стойкой посредством кольцевой проточки, а вал кинематически связан с задним концом вала насоса, причем в последнем выполнена торцевая проточка, соосная кольцевой проточке стойки, диаметр вала насоса в зоне опорной стойки выполнен превышающим диаметр вала электродвигателя, и вал последнего расположен в проточке вала насоса, на валу электродвигателя установлена полумуфта сцепления, проходящая с гарантированным зазором в проточку заднего конца вала насоса, а последняя выполнена в виде ответной полумуфты, причем кинематическая связь полумуфт осуществлена посредством промежуточных элементов, выполненных в виде тел вращения и расположенных в продольных параллельных общей оси валов пазах, а стойка снабжена опорной поверхностью, общей для всего агрегата.

Внутренняя полость стойки может быть заполнена жидкой смазкой и со стороны рабочего колеса загерметизирована уплотнением по валу, а со стороны двигателя ограничена торцевой передней крышкой электродвигателя, причем торец между фланцем электродвигателя и стойкой загерметизирован уплотнением, а полость муфты гидравлически сообщена с полостью стойки.

Передней и задний подшипники стойки могут быть выполнены радиально-упорными, наружные обоймы подшипников оперты на внутренние упоры стойки, внутренние обоймы подшипников оперты на упоры вала, передний из которых выполнен в виде бурта, а задний - в виде установочно-подвижной гайки, расположенной со стороны конца вала с торцевой проточкой, при этом передний подшипник со стороны рабочего колеса насоса установлен на вал с натягом.

Между подшипниками и соответствующими торцами стойки могут быть установлены отражательные для масла втулки, а полости между этими втулками и подшипниками в их нижней части могут быть гидравлически сообщены с внутренней полостью стойки.

Промежуточные элементы муфты могут быть выполнены в виде последовательно установленных в продольных пазах муфты цилиндров с протяженностью 1,0-1,5 их диаметра.

Промежуточные элементы муфты могут быть выполнены в виде шариков.

Внутренняя полость муфты может быть отделена от внутренней полости стойки дополнительным эластичным уплотнением.

Вал насосного агрегата в зоне подшипников может быть выполнен в виде трубчатого элемента, а его консольная часть, связанная с рабочим, - в виде стержня, жестко связанного с трубчатым элементом по его торцу, расположенному со стороны корпуса насоса.

На чертеже изображен центробежный насосный консольный агрегат, продольный разрез.

Центробежный насосный консольный агрегат состоит из центробежного насоса, корпус 1 которого прикреплен к торцевой расточке 2 опорной стойки 3 через прокладку 4. Рабочее колесо 5 насоса расположено консольно на переднем конце составного вала 6, установленного в подшипниках 7 и 8 стойки 3. Вал 9 электродвигателя 10 кинематически через муфту 11 связан с задним концом вала 6 насоса. Для улучшения массогабаритных характеристик часть вала в зоне опорной стойки 3, расположенная в переднем и заднем подшипниках 7, 8, выполнена по диаметру большей, чем вал 9 электродвигателя с установленной на нем полумуфтой 12, проходящей с гарантированным зазором в торцевую проточку 13 заднего конца вала 6, выполненную как ответная часть полумуфты и расположенную в зоне опорной поверхности заднего подшипника 8. Кинематическая связь полумуфты 12 вала 9 и торцевой проточки 13 осуществлена посредством промежуточных элементов 14, выполненных как тела вращения и расположенных в продольных пазах 15 полумуфты 12, и торцевой проточки 13, параллельных общей оси валов 6 и 9. Кинематическая связь фланца 16 двигателя 10 со стойкой 3 выполнена жесткой и осуществлена посредством кольцевой проточки 17, соосной торцевой проточке 13 валов.

Стойка 3 снабжена опорной поверхностью 18, общей для всего насосного агрегата, при этом центр массы агрегата по оси валов 6, 9 предпочтительно располагается в площади опорной поверхности 18 стойки 3.

Для минимизации габаритов агрегата, повышения надежности работы муфты сцепления и упрощения конструкции внутренняя полость 19 стойки 3 с жидкой смазкой со стороны рабочего колеса 5 загерметизирована уплотнением 20 по валу 6, а со стороны двигателя 10 гидравлически сообщена с торцевой передней крышкой 21 электродвигателя 10 и муфтой сцепления 11. Торец между фланцем 16 электродвигателя 10 и стойкой 3 загерметизирован уплотнением 22, что образует между стойкой 3 и двигателем 10 дополнительную полость 23 для запасания масла и позволяет уменьшить необходимый объем полости 19, а также выполнять центральную часть 24 стойки 3 из трубы, облегчая выполнение стойки 3 в виде сварной конструкции. Объединение полостей 19 и 23 улучшает теплоотвод от подшипников 7 и 8, что полезно в случае использования насосов с большими осевыми и/или радиальными усилиями, а также обеспечивает непрерывность смазки элементов муфты жидкой смазкой, что уменьшает ее износ.

В простых случаях нагружения полость муфты 11 может быть изолирована от полости 23, например, эластичным уплотнением 25 и заполнена консистентной смазкой. При этом возможна и изоляция полости 23 от полости 19, что требует установки дополнительного уплотнения на задний конец вала 6, аналогично уплотнению 20. Это, однако, увеличивает продольные габариты агрегата и снижает надежность агрегата в целом.

Консольные центробежные насосные агрегаты имеют самое различное назначение, а, следовательно, и очень разнообразные условия по радиальным и осевым нагрузкам, поэтому для обеспечения максимальной универсальности, упрощения конструкции насоса и агрегата в целом, упрощения сборки и технического обслуживания агрегата передний и задний подшипники 7, 8 стойки 3 выполнены радиально-упорными, наружные обоймы подшипников 7, 8 оперты на упоры вала, передний из которых выполнен в виде бурта 28, а задний - в виде установочно-подвижной гайки 29, расположенной со стороны конца вала 6 с торцевой проточкой 13. При этом передний подшипник 7, расположенный со стороны рабочего колеса 5 насоса, установлен на вал 6 с натягом.

Для повышения надежности путем улучшения условий смазки подшипников и уменьшения выброса масла в случае нарушения герметичности уплотнений вала 6 между подшипниками 7, 8 и соответствующими торцами стойки 3 установлены отражательные для масла втулки 30 с коническими периферийными поверхностями, направляющими отбрасываемое ими масло на периферию к наружным обоймам подшипников 7 и 8, причем полости между втулками и подшипниками в их нижней части гидравлически сообщены каналами 31 с внутренней полостью 19 стойки 3. При описанной установке подшипников 7, 8 масло, проходящее через вращающийся подшипник, за счет действия втулок 30 сразу направляется через каналы 31 в полость 19, что обеспечивает хорошие условия смазки и охлаждения подшипников 7, 8. При этом прокладками 32 задается величина конусного зазора 33 между втулкой 30 и корпусной втулкой 34, обеспечивающая стекание масла с кромки втулки 34 на муфту 11 с расходом, достаточным и для смазки элементов этой муфты.

Для повышения надежности муфты 11 промежуточные элементы 14 муфты выполнены в виде последовательно установленных в пазах 15 муфты 11 цилиндров, протяженностью 1-1,5 их диаметра, что обеспечивает независимость действия каждого такого элемента, необходимую при реально существующей несоосности валов 6 и 9 и их перекосе за счет погрешностей изготовления элементов конструкции. В результате износ элементов 14 и пазов 15 существенно уменьшается. Пазы 15 в поперечном сечении муфты имеют круглое сечение, например, диаметр которого выполняется на величину гарантированного зазора меньшим, чем диаметр промежуточных элементов 14. В качестве промежуточных элементов рационально использовать и шарики. То, что вал 6 выполняется диаметром большим, чем диаметр вала 9 электродвигателя 10, позволяет при необходимости выполнять этот вал составным с консольной частью, взаимодействующей с перекачиваемой насосом жидкостью, из стойкого в этой среде материала, при выполнении основной массы вала из простых конструкционных материалов. Для этого вал насосного агрегата в зоне подшипников 7 и 8 выполнен в виде трубчатого элемента, а его консольная часть, связанная с рабочим валом 5 в виде стержня, кинематически жестко связанного с трубчатым элементом по его торцу, расположенному со стороны корпуса 1 насоса. Технологически такая жесткая связь осуществляется применением термопрессовых посадок, сварки трением или сварки взрывом.

Таким образом, конструкция позволяет использовать стандартный электродвигатель и выполнять стойку с высоконесущими и надежными опорными узлами вала, способного воспринимать со стороны рабочего колеса насоса относительно большие радиальные и осевые усилия, при одновременном обеспечении высоких массогабаритных характеристик, приближающихся к характеристикам моноблочных конструкций центробежных насосных агрегатов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Центробежный насосный консольный агрегат, содержащий центробежный насос, корпус которого прикреплен к торцевой расточке опорной стойки, а рабочее колесо расположено консольно на переднем конце вала, установленного в подшипниках стойки, и электродвигатель, фланец передней крышки которого жестко соединен со стойкой посредством кольцевой проточки, а вал кинематически связан с задним концом вала насоса, причем в последнем выполнена торцевая проточка, соосная с кольцевой проточкой стойки, диаметр вала насоса в зоне опорной стойки выполнен превышающим диаметр вала электродвигателя и вал последнего расположен в проточке вала насоса, отличающийся тем, что на валу электродвигателя установлена полумуфта сцепления, проходящая с гарантированным зазором в проточку заднего конца вала насоса, а последняя выполнена в виде ответной полумуфты, причем кинематическая связь полумуфт осуществлена посредством промежуточных элементов, выполненных в виде тел вращения и расположенных в продольных параллельных общей оси валов пазах, а стойка снабжена опорной поверхностью, общей для всего агрегата.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость стойки заполнена жидкой смазкой и со стороны рабочего колеса загерметизирована уплотнением по валу, а со стороны двигателя ограничена торцевой передней крышкой электродвигателя, причем торец между фланцем электродвигателя и стойкой загерметизирован уплотнением, а полость муфты гидравлически сообщена с полостью стойки.

3. Агрегат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что передний и задний подшипники стойки выполнены радиально-упорными, наружные обоймы подшипников оперты на внутренние упоры стойки, внутренние обоймы подшипников оперты на упоры вала, передний из которых выполнен в виде бурта, а задний - в виде установочно-подвижной гайки, расположенной со стороны конца вала с торцевой проточкой, при этом передний подшипник со стороны рабочего колеса насоса установлен на вал с натягом.

4. Агрегат по пп.2 и 3, отличающийся тем, что между подшипниками и соответствующими торцами стойки установлены отражательные для масла втулки, а полости между этими втулками и подшипниками в их нижней части гидравлически сообщены с внутренней полостью стойки.

5. Агрегат по пп.1 - 4, отличающийся тем, что промежуточные элементы муфты выполнены в виде последовательно установленных в продольных пазах муфты цилиндров с протяженностью 1 - 1,5 их диаметра.

6. Агрегат по пп.1 - 4, отличающийся тем, что промежуточные элементы муфты выполнены в виде шариков.

7. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость муфты отделена от внутренней полости стойки дополнительным эластичным уплотнением.

8. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что вал насосного агрегата в зоне подшипника выполнен в виде трубчатого элемента, а его консольная часть, связанная с рабочим колесом, - в виде стержня, жестко связанного с трубчатым элементом по его торцу, расположенному со стороны корпуса 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