ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к герметическому насосостроению и может быть использована в системах подачи жидких и газовоздушных сред.
Известен герметический электронасос марки НЛВ-А5-34, разработанный ЛеНИИхиммашем для перекачек фреонов и других легкокипящих жидкостей (Васильцов Э.А., Невелич В.В. Герметические электронасосы. Ленинград, Машиностроение, 1968, с.229, рис.117.). Электронасос выполнен в виде моноблочного агрегата, включающего два контура: рабочий и автономный контур питания подшипников. Рабочий контур включает всасывающий патрубок, входной направляющий аппарат, рабочее колесо дискового типа, безлопаточный диффузор и напорный патрубок. Система отвода жидкости представляет собой кольцевой безлопаточный диффузор, спиральную камеру и напорный патрубок, установленный тангенциально к направлению окружной скорости. Автономный контур питания подшипников выполнен в виде сложной системы камер и каналов, соединенных между собой с обеспечением циркуляции жидкости посредством лопастного рабочего колеса, встроенного в ротор электропривода между пакетами железа ротора.
К недостаткам данной конструкции можно отнести следующее: полость вала не является сквозной и предназначена для циркуляции вспомогательной охлаждающей и смазывающей жидкости, имеет малый диаметр и внутри нее нет лопастей, способных перемещать рабочую среду через весь пустотелый вал. Кроме того, вал этого электронасосного агрегата является тяжелым, за счет чего значительная часть КПД двигателя уходит на преодоление силы тяжести ротора. Ввиду этих качеств, а также в силу своей специфической конструкции этот электронасосный агрегат имеет довольно низкую производительность и не может быть использован для перекачки воды в производственных и бытовых целях.
Известен электронасосный агрегат (патент РФ № 2357103, МПК: F04D 13/06, F04D 29/044, опубл. 27.05.2009), включающий корпус, установленные в нем электродвигатель и насос, включающий двухопорный вал с, по крайней мере, одним рабочим колесом, при этом полость вала насоса выполнена сквозной с размещенным в ней валом электродвигателя.
Однако такой электронасосный агрегат обладает большими габаритными размерами, низкой производительностью и большим весом.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электронасосный агрегат (патент РФ № 2290540, МПК: F04D 13/06, F04D 29/02, опубл. 27.12.2006), содержащий корпус насоса и корпус электродвигателя, выполненные из алюминиевого сплава, например АМГ6, и герметично соединенные при помощи сварки, статор и ротор электродвигателя, установленный на подшипниках качения, герметично отделенный от статора при помощи немагнитной экранирующей гильзы и контролируемый датчиком положения ротора. Кроме того, связь корпуса электродвигателя с экранирующей гильзой осуществлена с помощью слоистой биметаллической втулки, состоящей из титанового и алюминиевого сплавов, причем титановая часть приварена к экранирующей гильзе, а алюминиевая - к корпусу электродвигателя.
Недостатками данного устройства являются: большой вес, сложная конструкция и высокая металлоемкость.
Задачей заявляемого электронасосного агрегата является снижение общего веса и металлоемкости, а также отдельно снижение веса ротора, повышение производительности.
Технический результат заключается в повышении интенсивности перекачивания рабочей среды за счет передачи ротору дополнительной функции-функции насоса, кроме того, снижение металлоемкости происходит за счет выполнения ротора электродвигателя полым и сквозным.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом электронасосном агрегате, содержащем насос и электродвигатель, включающий статор и ротор электродвигателя, установленный на подшипниках качения и герметично отделенный от статора при помощи немагнитной прокладки, согласно заявляемому техническому решению насос и электродвигатель выполнены в едином корпусе, при этом двухопорный вал насоса является одновременно и ротором электродвигателя и выполнен полым и сквозным, и содержит, по крайней мере, одно лопастное колесо, неподвижно установленное в полости вала электродвигателя. Кроме того, лопастное колесо выполнено центробежным или осевым и может быть расположено с торца ротора электродвигателя. При этом вал электродвигателя выполнен цилиндрическим или ступенчатым.
Полезная модель поясняется чертежами: фиг.1-фиг.4.
На фиг.1 предоставлена конструкция электронасосного агрегата для прямоточного движения среды.
На фиг.2 - конструкция электронасосного агрегата с дополнительным лопастным колесом, расположенным с торца ротора электродвигателя.
На фиг.3 - конструкция электронасосного агрегата для прямоточного движения среды со ступенчатым полым валом.
На фиг.4 - конструкция электронасосного агрегата со ступенчатым полым валом и дополнительным лопастным колесом, расположенным с торца ротора электродвигателя.
Позициями на чертежах обозначены: 1 - корпус, 2 - ротор электродвигателя, 3 - лопастное колесо (3.1 - центробежное лопастное колесо, 3.2. - осевое лопастное колесо), 4 - магнитопровод ротора; 5 - подшипники, 6 - магнитопровод статора, 7 - обмотки статора, 8 - фланец, 9 - входной патрубок, 10 - выходной патрубок, 11 - улитка, 12 - дополнительное лопастное колесо, 13 - ступень ротора электродвигателя, 14 - дополнительное лопастное колесо, 15 - немагнитная прокладка, стойкая к агрессивной среде.
Электронасосный агрегат включает насос и электродвигатель, выполненные в едином корпусе 1. Электродвигатель включает статор и ротор 1, установленный на подшипниках качения 5 и герметично отделенный от статора при помощи немагнитной прокладки 15. Статор электродвигателя выполнен в виде магнитопровода статора 6 и обмоток статора 7, закрепленных на внутренней поверхности корпуса 1. Ротор 1 выполнен в виде цилиндра с расположенным на его внешней поверхности магнитопроводом ротора 4. Ротор электродвигателя 1 является одновременно и двухопорным валом насоса, выполнен полым и сквозным и закреплен между двумя фланцами 8, снабженными входным патрубком 9 и выходным патрубком 10, соответственно. В полости ротора электродвигателя 1 неподвижно, например, при помощи сварки, установлено, по крайней мере, одно лопастное колесо 3. Лопастное колесо выполнено центробежным 3.1 или осевым 3.2. Кроме того, по крайне мере, одно дополнительное лопастное колесо 12 может быть расположено в улитке 11 электронасосного агрегата (фиг.2, 4), т.е. с торца ротора электродвигателя 1 с целью увеличения интенсивности перекачивания рабочей среды (жидкости или газа).
Ротор электродвигателя 1 может быть выполнен цилиндрическим (фиг.1, 2) или ступенчатым (фиг.3, 4), последний вариант конструкции (фиг.3, 4) позволяет расположить внутри ротора электродвигателя 1 дополнительное лопастное колесо 14 большего диаметра, что также позволяет увеличить интенсивность перекачивания рабочей среды (жидкости или газа).
Работает электронасосный агрегат следующим образом: при подаче тока на обмотку статора 7 в магнитопроводе статора 6 создается магнитодвижущая сила статора, его движение передается магнитопроводу 4 ротора электродвигателя 1. Расположенные в сквозной полости ротора электродвигателя 1 неподвижно закреплены в нем лопастные колеса 3 начинают вращаться вместе с ним. Вращаясь, лопастные колеса 3 захватывают рабочую среду (газ или жидкость) и приводят ее в движение. При выполнении дополнительного лопастного колеса 12 с торца ротора электродвигателя 1 увеличивается объем перекачиваемой рабочей среды за счет увеличения диаметра лопастного колеса. При выполнении ротора электродвигателя 1 ступенчатым и размещении дополнительного лопастного колеса 14 большего диаметра также увеличивается объем перекачиваемой рабочей среды.
Новизна конструкции состоит в том, что полость вала является сквозной, а также в том, что сам полый ротор является одновременно и валом электодвигателя и насоса. Причем длина вала не выходит за пределы статора электродвигателя, за исключением лопастей находящихся в улитке.
Таким образом, представленная модель электронасосного агрегата за счет снижения веса и размеров полого вала позволяет повысить производительность представленного здесь электронасосного агрегата.