ЛОПАСТНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к насосостроению, и может быть использован в различных областях хозяйственной деятельности.
Из уровня техники известен двухроторный вакуумный насос (патент на изобретение RU №2022175, опубликовано 30.10.1994 г., МПК: F04C 18/00, F04C 18/08, F04C 25/02), содержащий корпус с торцовыми крышками и окнами подвода и отвода рабочей среды. При этом в корпусе размещена с образованием полостей всасывания и нагнетания установленная на двух параллельных валах пара профилированных роторов. Роторы синхронизированы между собой с возможностью вращения в противоположных направлениях. Диск со сквозной прорезью закреплен на одном из валов с возможностью периодического сообщения полости нагнетания с окном отвода рабочей среды прорезью.
К недостаткам данного насоса можно отнести недостаточную надежность его работы.
Известен двухвинтовой насос (патент на изобретение RU №2030639, опубликовано 10.03.1995 г., МПК: F04C 2/16), содержащий валы, установленные на опорных подшипниках, кинематически связанные между собой через шестерни и имеющие находящиеся в зацеплении винтовые рабочие элементы с разнонаправленными участками винтовой нарезки. Узлы уплотнения, установленные на каждом валу и размещенные в рабочей камере разъемного корпуса. Валы установлены на опорных подшипниках коаксиально и снабжены с торцов опорными стаканами, установленными с возможностью перемещения вдоль консолей и закрепленными снаружи рабочей камеры. Винтовые элементы и узел уплотнения выполнены съемными. Каждый стакан установлен в цилиндрическом отверстии, выполненном в корпусе, и снабжен регулировочными клиньями и упорным болтом, взаимодействующим соответственно с боковой и торцовой поверхностями стакана. Участки нарезки выполнены с разными геометрическими размерами. Всасывающий патрубок снабжен перегородкой с образованием двух изолированных друг от друга патрубков.
К недостаткам данного насоса можно отнести сложность его конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому насосу является многоступенчатый роторный вакуумный насос (Авторское свидетельство СССР №1786900, опубликовано 30.04.1995 г., МПК: F04C 13/00, F04C 23/00), содержащий два параллельных вала, установленных в торцевых крышках корпуса посредством подшипниковых опор. Кулачковые роторы размещены на валах с образованием последовательных ступеней сжатия, разделенных радиальными перегородками. Приводной двигатель распложен на одном из валов. Кожух закреплен с наружной стороны одной из крышек с образованием приводной полости. Электродвигатель и механизм синхронизации расположены в этой полости. Шестерни установлены на валах коаксиально. Электродвигатель размещен между крышками и шестернями.
К недостаткам данного насоса можно отнести сложность конструкции и недостаточную надежность насоса.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности работы и упрощении конструкции лопастного насоса.
Технический результат достигается тем, что лопастный насос содержит корпус с торцевыми крышками, два параллельных вала, установленных в крышках на подшипниковых опорах, шестеренный механизм синхронизации, а также расположенный на одном из валов приводной двигатель. При этом он отличается от прототипа тем, что на каждом из валов на одинаковом расстоянии установлено и жестко закреплено колесо с лопатками. Причем валы и колеса установлены с возможностью обеспечения взаимного вхождения каждой из лопаток одного колеса в межлопаточное пространство другого колеса не касаясь друг друга, с минимальным зазором между ними, обеспечивающим свободное вращение колес с лопатками в противоположные стороны, а также минимальным зазором между лопатками колес и внутренней поверхностью корпуса и внутренней поверхностью крышек. При этом впускной и выпускной каналы расположены на противоположных стенках корпуса.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где
1 - корпус;
2 - всасывающий канал;
3 - выпускной канал;
4 - крышки;
5 - валы;
6 - шестеренный механизм синхронизации;
7 - колесо с лопатками;
8 - приводной двигатель.
Лопастный насос содержит корпус 1, выполненный монолитным, цилиндрической формы, полым внутри с овальной торцевой поверхностью. На противоположных широких стенках корпуса 1 размещены всасывающий канал 2, обеспечивающий поступление рабочего тела (жидкости, газа, пара) в корпус 1, и выпускной канал 3. На торцевых поверхностях корпуса 1 установлены и жестко закреплены крышки 4. Внутри корпуса 1 параллельно друг другу и центральной продольной оси корпуса установлены и закреплены на крышках 4 посредством подшипниковых опор (на рисунке не показаны) два вала 5. На валах 5 установлены шестерни механизма синхронизации 6, обеспечивающие синхронность угловых скоростей элементов лопастного насоса. При этом на каждом из валов, на одинаковом расстоянии от крышек 4 установлено и жестко закреплено колесо с лопатками 7. Колеса с лопатками 7 могут быть выполнены как из металла, так и из керамики, в зависимости от требуемой мощности. При этом лопатки имеют простую прямоугольную форму и могут быть выполнены как единое целое с колесом, так и отдельно от него, с последующей жесткой фиксацией. При этом расстояние между валами 5 и взаимное расположение колес с лопатками 7 определяется возможностью свободного взаимного вхождения лопаток одного колеса в межлопаточное пространство другого колеса с минимальным зазором между концом лопатки одного колеса и межлопаточным пространством другого колеса, обеспечивающим свободное вращение лопаток. Причем вращение колес с лопатками 7 осуществляется в противоположные стороны. Между лопатками колес 7 и внутренней поверхностью корпуса 1 и крышками 4 в рабочей зоне обеспечивается минимальный зазор, исключающий трение лопаток о внутренние поверхности стенок корпуса 1 и крышек 4. Колеса с лопатками 7 установлены на валах 5 с возможностью поочередного прохождения их лопаток через рабочую зону корпуса. Со стороны внешней поверхности крышки 4 на одном из валов 5 установлен и закреплен приводной двигатель 8 (например, электродвигатель).
Работа лопастного насоса осуществляется следующим образом. Приводной двигатель 8 (электродвигатель) синхронно вращает валы 5 и с установленными на них колесами с лопатками 7. Рабочее тело (откачиваемая среда), поступая через всасывающий канал 2, проходит через внутреннюю полость корпуса 1 лопастного насоса, из которой посредством вращающихся колес с лопатками 7 направляется к выпускному каналу 8. При этом одна из лопаток одного из колес занимает положение, при котором ее плоскость параллельна входящему потоку рабочего тела, а плоскость одной из лопаток другого колеса расположена под некоторым утлом к входящему потоку рабочего тела. Колеса с лопатками 7 закреплены на валах 5 с возможностью поочередного прохождения их лопаток через рабочую зону корпуса 1 и вращаются в противоположные стороны под действием рабочего тела.
Лопастный насос прост в изготовлении и обладает высокой надежностью в работе, так как позволяет использовать колеса с лопатками простой геометрической формы. При этом количество лопаток на каждом колесе может быть минимальным. Взаимотрущиеся детали отсутствуют, кроме опоры вала, не требуется смазка. Применение в насосе встроенного приводного электродвигателя позволяет исключить промежуточные передаточные звенья, т.е. снизить производственный шум, выполнить насос в виде моноблока, в том числе с цилиндрической по внешнему диаметру формой корпуса.