НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

Техническое решение насос центробежный относится к машиностроению и может использоваться в центробежных насосах типа НДГ, НДМ и НДД с картерной смазкой.
Известен насос [1], включающий статорную и роторную части. Статорная часть содержит корпус, по бокам которого установлены крышки. К крышкам на кронштейнах крепятся подшипниковые узлы, связывающие статорную часть с роторной. Роторная часть содержит вал с рабочим колесом и подвижную часть подшипниковых узлов. Подшипник смазывается свободно вращающимся кольцом.
Такая конструкция подшипникового узла весьма недолговечна, так как узел имеет один радиальный подшипник, который воспринимает переменные по знаку осевые нагрузки, вызванные нестабильным потоком перекачиваемой жидкости.
Также известен насос [2], который также включает статорную и роторную части. При этом статорная часть содержит корпус, крышки и подшипниковые узлы. Последние связывают статорную часть с роторной. Роторная часть включает вал с рабочим колесом и подвижную часть подшипникового узла, который содержит два радиально - упорных подшипника, расположенных на одном конце вала. Смазывание и охлаждение подшипников происходит за счет свободно вращающегося кольца.
Данный подшипниковый узел имеет некоторые преимущества по восприятию нагрузок и удержанию ротора от осевых смещений, но смазывание подшипников осуществляется неравномерно. Свободно вращающееся кольцо, увлекающее за собой масло, сбрасывает его на подшипник, который расположен сразу возле кольца. Второй, более удаленный от кольца подшипник находится в худшем положении и получает смазки в два и более раз меньше. Вследствие этого второй подшипник от недостаточного смазывания изнашивается значительно быстрее.
В указанном насосе подшипники охлаждаются маслом, которое, в свою очередь, охлаждается дополнительным теплообменником, встроенным в картер корпуса подшипника. Такое охлаждение эффективно, но конструктивно - увеличиваются габариты корпуса подшипника, удлиняется вал, естественно увеличивает его прогиб, что отрицательно влияет на работу насоса. Также, в данном насосе, кроме указанных подшипников, по обе стороны вала имеются скользящие подшипники, которые воспринимают только осевую нагрузку и также увеличивают габариты.
Для устранения перечисленных недостатков поставлена задача, создать насос центробежный с уменьшенными габаритами путем усовершенствования подшипниковых узлов.
Для решения поставленной задачи предложено техническое решение, насос центробежный, содержащий статорную и роторную части, при этом, статорная часть содержит цельный или наборной корпус, крышки и подшипниковые узлы, связывающие статорную часть с роторной, последняя включает вал с рабочим/и/ колесом/ами/ и подвижную часть подшипниковых узлов со свободно вращающимся кольцом.
В отличие от известного технического решения, в заявляемом насосе центробежном, свободно вращающееся кольцо расположено в
щели между двумя подшипниками, установленными с обоих концов вала, кроме того, каждый подшипниковый узел снабжен свободно вращающимся дополнительным кольцом, расположенным перед подшипниками.
Все отличительные признаки - новые, взаимосвязаны между собой, необходимы и достаточны для решения поставленной задачи, а именно:
- свободно вращающееся кольцо расположено в щели между двумя подшипниками. Кольцо, установленное между двумя подшипниками, при работе насоса свободно вращается, увлекает за собой масло и переносит его с картерной масляной ванны корпуса подшипника на вращающуюся втулку. Далее, масло под действием центробежной силы равномерно поступает на подшипники, которые расположены по обе стороны кольца.
Таким образом, подшипники работают в одинаковых условиях, а значит и износ их будет равномерным, то есть увеличивается срок службы подшипников;
- с обоих концов вала установлено по два подшипника. Установка по два радиальных подшипника с обоих концов вала позволяет уменьшить габариты насоса, уменьшить осевую нагрузку на каждый из этих подшипников, убрать скользящие подшипники с обоих концов вала (было два радиальных подшипника и два скользящих, стало четыре радиальных подшипника);
- каждый подшипниковый узел снабжен свободно вращающимся дополнительным кольцом, расположенным перед подшипниками. Такое дополнительное кольцо, установленное перед подшипниками, охлаждает вал, который нагревается от перекачиваемой горячей жидкости. Таким образом, подшипники не получают тепло от вала, то есть, на подшипники не действуют температурные расширения. Это значит, что подшипники работают в нормальных условиях и это положительно влияет на продолжительность их работы и всего насоса в целом.
Заявляемый насос центробежный поясняется чертежами.
На фиг.1 - изображен центробежный насос в разрезе.
На фиг.2 - изображен подшипниковый узел в разрезе
Насос центробежный содержит корпус 1, крышки 2 и подшипниковые узлы, связывающие статорную часть с роторной. Роторная часть включает вал 3, рабочие колеса 4 и подвижную часть подшипниковых узлов, включающих внутренние кольца подшипников 5, 6 и расположенную между ними вращающуюся втулку 7 со свободно вращающимся кольцом 8. Кроме того, подвижная часть подшипниковых узлов 5, 6, снабжена свободно вращающимся дополнительным кольцом 9, расположенным на втулке 10 перед подшипниками 5, 6.
Насос центробежный работает следующим образом.
При вращении ротора, рабочее колесо захватывает рабочую жидкость и под действием центробежной силы направляет ее в напорный патрубок. Возникшая осевая сила действует на весь ротор, пытаясь сместить его в сторону всасывающей крышки. Компенсируют осевую нагрузку четыре радиально - упорных подшипника, установленных по два с каждой стороны. Для надежной и продолжительной работы подшипников, им необходима смазка, которая обеспечивается свободно - вращающимся кольцом 8, расположенным между подшипниками 5, 6.
При перекачивании жидкостей с большой температурой, необходимо произвести охлаждение вала. Это осуществляется свободно - вращающимся дополнительным кольцом 9. Кольца 8, 9 вращаясь, увлекают за собой масло. Кольцо 8 сбрасывает масло на втулку 7, далее это масло, под действием центробежной силы, расходится равномерно в обе стороны, то есть на подшипники. В то же время, дополнительное кольцо 9 сбрасывает масло на втулку 10. Охлаждаясь, втулка 10 отбирает тепло от вала 3, иными словами, охлаждает вал.
Таким образом, свободно - вращающееся кольцо 8 равномерно смазывает подшипники, а свободно - вращающееся дополнительное кольцо 9 охлаждает вал 3.
В результате равномерного смазывания подшипников и работа их при номинальной температуре создали оптимальные условия, которые положительно влияют на работу всего насоса.
Таким образом, усовершенствование подшипниковых узлов и установка их на обоих концах вала позволяют решить поставленную задачу по уменьшению габаритов насоса. Кроме того, снижается вес насоса, что положительно влияет на его себестоимость.
Данное техническое решение можно использовать во многих типах насосов, оно простое в изготовлении и не требует дополнительных материальных и финансовых затрат.