УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ВТУЛКИ НАСОСА С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована при создании центробежных и осевых насосов, имеющих разъем в плоскости параллельной оси ротора, образованный между корпусом и крышкой, например, в центробежных насосах для водоснабжения, в химических и нефтяных насосах.
Известен центробежный насос, имеющий разъем в плоскости, параллельной оси вращения ротора, в котором между крышкой и корпусом размещена защитная втулка, охватывающая ротор, и образующая с ним кольцевой зазор, при этом на наружном диаметре втулки выполнен кольцевой выступ, размещенный в кольцевой канавке, выполненной совместно в крышке и корпусе [Малюшенко В.В. «Динамические насосы», Атлас, М.: Машиностроение, 1984, стр. 57, рис. 146, выносной элемент I].
Недостатком известного насоса является низкая надежность узла крепления защитной втулки, так как в нем отсутствует стопорный элемент, фиксирующий втулку от проворачивания при касании ротора о ее внутреннюю поверхность по причине износа подшипников насоса или попадания посторонних частиц, что может привести к повреждению защитной втулки, корпуса и крышки.
В качестве прототипа выбран узел крепления защитной втулки насоса с горизонтальным разъемом, содержащий защитную втулку с кольцевым буртиком, размещенным в кольцевой проточке, выполненной в совместно скрепленных корпусе и крышке, образующих разъем в плоскости, параллельной оси втулки, а также стопорный элемент в виде штифта, частично размещенный ниже плоскости разъема в углублениях защитной втулки и корпуса [патент РФ №2484305 на изобретение "Магистральный нефтяной электронасосный агрегат и способ улучшения характеристик агрегата", кл. F04D 13/06, F04D 29/62].
Конструктивным недостатком известного узла является то, что стопорный элемент выполнен в виде штифта.
Так, чтобы штифт, выступающий из защитной втулки, направить в отверстие корпуса, расположенное в той части, где обзор этого отверстия затруднен и перекрывается ротором, необходимо применять сложные приспособления, что повышает трудоемкость монтажа узла и снижает точность фиксации втулки в корпусе насоса.
При этом, чтобы штифт вошел в отверстие и его не заклинило, необходим зазор между отверстием и штифтом порядка 0,5…1,0 мм, что резко снижает прочность стопорного элемента, так как штифт подвергается изгибу, в случае, когда защитная втулка стремится провернуться относительно корпуса.
Все это в целом снижает надежность узла крепления защитной втулки.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности узла крепления защитной втулки насоса с горизонтальным разъемом.
Поставленная цель достигается тем, что в узле крепления защитной втулки насоса с горизонтальным разъемом, содержащем защитную втулку с кольцевым буртиком, размещенном в кольцевой проточке, выполненной в совместно скрепленных корпусе и крышке, образующих разъем в плоскости, параллельной оси втулки, а также стопорный элемент, частично размещенный ниже плоскости разъема в углублениях, выполненных в кольцевом буртике защитной втулки и кольцевой проточке корпуса, согласно полезной модели, углубление в кольцевом буртике защитной втулки выполнено в виде шпоночного паза, в котором размещен стопорный элемент, выполненный в виде шпонки в форме диска, заодно целое с которым и соосно с ним выполнен стержень, размещенный в углублении корпуса, выполненном в виде глухого отверстия.
Для повышения технологичности изготовления узла и упрощения его монтажа отверстие, в котором установлен стержень, расположено под прямым углом к плоскости разъема, стержень выполнен цилиндрическим, а на боковой поверхности диска выполнены две параллельные лыски.
Полезная модель иллюстрирована чертежами: Фиг. 1 - поперечный разрез узла; Фиг. 2 - сечение А-А на Фиг. 1 (продольный разрез узла).
Перечень позиций и обозначений на чертежах:
1 - защитная втулка;
2 - кольцевой буртик;
3 - кольцевая проточка;
4 - корпус;
5 - крышка;
6 - плоскость разъема насоса;
7 - ось защитной втулки:
8 - стопорный элемент;
9 - шпоночный паз;
10 - шпонка;
11 - диск;
12 - стержень;
13 - глухое отверстие в корпусе;
14 - ротор насоса;
15 - вал;
16 - паронитовая прокладка;
1
2
T, T - плоские стенки паза;
α - угол расположения оси паза относительно плоскости разъема насоса;
Р - сила, изгибающая шпонку;
R - сила реакции.
Узел крепления защитной втулки насоса с горизонтальным разъемом содержит защитную втулку 1 с кольцевым буртиком 2, размещенном в кольцевой проточке 3, выполненной в совместно скрепленных корпусе 4 и крышке 5, образующих разъем в плоскости 6, параллельной оси 7 втулки 1. Узел крепления содержит также стопорный элемент 8, частично размещенный ниже плоскости 6 разъема в углублениях, выполненных в кольцевом буртике 2 защитной втулки 1 и кольцевой проточке 3 корпуса.
При этом углубление в кольцевом буртике 2 защитной втулки 1 выполнено в виде шпоночного паза 9, в котором размещен стопорный элемент 8, выполненный в виде шпонки 10 в форме диска 11.
Заодно целое с диском 11 и соосно с ним выполнен цилиндрический стержень 12, размещенный в углублении корпуса 4, выполненном в виде глухого отверстия 13, расположенное под прямым углом к плоскости 6 горизонтального разъема насоса.
Внутри защитной втулки 1 коаксиально ей размещен ротор 14 насоса с валом 15.
В плоскости 6 разъема насоса установлена плоская паронитовая прокладка 16.
Стопорный элемент, в котором шпонка выполнена в виде диска наиболее простой в изготовлении - все поверхности обрабатываются на токарном станке. Стопорный элемент с плоской шпонкой можно изготовить из диска путем фрезерования на его боковой поверхности двух параллельных лысок (п. 4 формулы - не показ.). Это сложнее, однако стопорный элемент с такой шпонкой занимает меньше места.
Из-за влияния допусков на глубину паза 9 в корпусе 4 и на толщину шпонки и прокладки 16 между шпонкой 10 и крышкой 5 имеется зазор, поэтому зажатия шпонки 10 не происходит.
1
Под воздействием сил. стремящихся провернуть защитную втулку 1, поверхность T шпоночного паза 9 в защитной втулке 1 нажимает с усилием Р на размещенный в пазу край шпонки, стремясь изогнуть и вывернуть шпонку из паза 9 корпуса 4.
Но, так как шпонка выполнена заодно целое со стержнем, изгибающий момент передается на стержень (см. реакции R на Фиг. 1) и выворачивания шпонки не происходит.
1
2
Боковые стенки T и T шпоночного паза 9 в защитной втулке 1 после установки последней в корпус 4 будут расположены под углом α к плоскости разъема (см. выносной элемент Фиг. 1). Поэтому для увеличения прочности на смятие часть шпонки, взаимодействующая со стенкой паза в защитном кольце, выполнена с наклоном к плоскости разъема корпуса и крышки под углом α.
Наиболее простой шпонка со стержнем получается в том случае, когда шпонка выполнена в виде диска 11, ось которого совпадает с осью стержня 12 и деталь при этом может быть изготовлена на токарном станке.
Использование полезной модели позволяет повысить надежность узла крепления защитной втулки насоса с горизонтальным разъемом.