НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению, в частности к конструкциям насосов с разгрузочными устройствами. Известен насос (см. SU 1789764, МПК F04D 29/04, дата публикации: 23.01.93), который содержит разгрузочный диск со ступицей, неподвижное кольцо, которое образует с разгрузочным диском разгрузочную камеру, соединенную с зоной высокого давления, дросселирующую торцевую щель, при помощи которой разгрузочная камера соединена с камерой низкого давления, и подшипник скольжения, включающий корпус со сливными пазухами и цапфу, установленную на валу. Недостатком отмеченного насоса является то, что в нем возникают трудности в момент пуска: при пуске отсутствует подъемная сила радиального подшипника при смазке рабочей жидкостью и, кроме того, не обеспечивается гарантированный отжим ротора и наличие зазора между разгрузочным диском и неподвижным кольцом при пуске и остановке насоса.
Известен насос (см. RU 2187712, МПК F04D 29/04, дата публикации: 20.08.2002), который содержит разгрузочный диск со ступицей, неподвижное кольцо, которое образует с разгрузочным диском разгрузочную камеру, соединенную с зоной высокого давления, дросселирующую торцевую щель, при помощи которой разгрузочная камера соединена с камерой низкого давления, и подшипник скольжения, который включает корпус, втулку и цапфу, установленную на валу, причем цапфа подшипника и втулка выполнена составной по длине, а часть цапфы, расположенная со стороны разгрузочного диска, выполнена меньшего диаметра, чем часть цапфы, расположенная со стороны свободного конца вала, при этом в корпусе подшипника скольжения расположен канал подвода жидкости, соединенный с зоной сочленения цапф, связанной с каналом подведения жидкости в полость между цапфой и втулкой, выходы которых соединены со сливными пазухами, соединенными со сливными каналами.
Недостатком такого конструктивного решения является то, что в зону сочленения втулки i цапфы жидкость направляется с торца этой зоны сочленения, вследствие чего наличие тока жидкости по сечению зоны сочленения не гарантирует обеспечение равномерного зазора между втулкой и цапфой, поскольку площадь сечения этого зазора не зависит от того лежит ли цапфа на поверхности втулки или расположена по отношению к ней с зазором, или концентрически ей. Другими словами, при пуске отсутствует подъемная сила в радиальном подшипнике, что снижает надежность работы насоса за счет касаний между втулкой и цапфой.
Известная система обеспечивает формирование потока жидкости перпендикулярно сечению зоны сочленения (или только вдоль зоны сочленения) и не является саморегулирующейся, что требует дополнительных средств для решения указанной проблемы.
Задачей полезной модели является создание насоса, в котором путем применения новых конструктивных элементов, мест их расположения, и нового характера связи между функциональными элементами обеспечивается повышение надежности его работы на пусковых режимах и режимах остановки путем обеспечения осевой и радиальной стабильности положения, в частности, путем центрирования цапфы по отношению к втулке, и обеспечения гидроподъема ротора в подшипнике на указанных режимах.
Задачу решают путем создания насоса, который включает разгрузочный диск со ступицей, неподвижное кольцо, которое образует с разгрузочным диском разгрузочную камеру, соединенную с зоной высокого давления, дросселирующую торцевую щель, с помощью которой разгрузочная камера соединена с камерой низкого давления и подшипник скольжения, который включает корпус, втулку и цапфу, установленную на валу, причем цапфа подшипника и втулка выполнена составной по длине, а часть цапфы, расположенная со стороны разгрузочного диска, выполнена меньшего диаметра, чем часть цапфы, расположенная со стороны свободного конца вала, при этом в корпусе подшипника скольжения расположен канал для подвода жидкости, соединенный с зоной сочленения цапф, а пустоты между цапфами и втулками, соединены со сливными пазухами, соединенными со сливными каналами.
Новым в насосе является то, что втулки подшипника скольжения выполнены с радиальными каналами, а каналы подведения жидкости из зоны сочленения цапф к отрезку между втулкой и цапфой расположены в зоне между корпусом подшипника и втулками.
В результате применения указанных конструктивных элементов и нового характера связи между ними в зону сочленения втулки и цапфы жидкость направляется уже со стороны тела корпуса подшипника через радиальные каналы, выполненные во втулке, вследствие чего наличие равномерно распределенного протока жидкости перпендикулярно поверхности цапфы способствует центрированию цапфы по отношению к втулке, обеспечивает гидроподъем ротора в подшипнике, что повышает надежность работы насоса за счет предотвращения касаний между втулкой и цапфой.
В отдельных вариантах реализации технического решения насоса радиальные каналы во втулках выполнены с сечением большим, чем сечение между втулкой и цапфой. Применение отмеченного соотношения между плоскостями сечения гарантирует надежный гидроподъем ротора в подшипнике на пусковых режимах и режимах остановки.
Разработка иллюстрируется вариантом выполнения насоса. На фиг. изображен продольный разрез насоса.
Насос содержит разгрузочный диск 1 со ступицей 2, неподвижное кольцо 3, образующее с разгрузочным диском разгрузочную камеру 4. Камера 4 каналом 5 соединена с зоной высокого давления (не показано), а также с помощью торцевой дросселирующей щели между диском 1 и неподвижным кольцом 3 с камерой 6 низкого давления. Насос имеет подшипник скольжения, включающий втулки 7 и 8, вставленные в корпус 9 подшипника со сливными пазухами 10 и 11.
Втулки 7 и 8, имеют отверстия 12. Подшипник скольжения включает цапфу, выполненную составной по длине из двух частей 13 и 14, в частности часть 14 большего диаметра, которая размещена со стороны свободного конца вала. Между частями цапфы 13 и 14, находится пазуха 15, которая соединена каналом 16 с источником подачи жидкости (не показано). В данном примере выполнения в зоне между корпусом подшипника и втулками, в частности, на внешнем диаметре втулок 7 и 8 выполнены канавки 17, которые отверстиями 12 в теле втулок 7 и 8 соединяются с полостями между цапфами и втулками. К корпусу подшипника прикреплен датчик осевого сдвига 18 (в примере марка ИП-107), предназначенный для бесконтактного измерения осевых смещений вала.
Перед пуском насоса по каналу 16 от стороннего источника подводится жидкость в пазуху 15. Из пазухи 15 по канавкам 17 и через отверстия 12 динамическое действие радиального потока жидкости, направленного по отверстиям 12 на внешнюю поверхность цапф 13 и 14, равномерно давит на эту внешнюю поверхность цапф 13 и 14, гарантируя подъем цапф и равномерный зазор между цапфами 13 и 14, и втулками 7 и 8. При этом датчик осевого сдвига 18 показывает положение вала насоса. Таким образом, при образовании определенного зазора в нижней части подшипника сила от массы ротора уравновешивается гидростатической силой жидкости, которая подается от стороннего источника, а вал насоса перед пуском (при остановке) имеет гарантированный зазор в подшипнике между втулками 7 и 8 и цапфами 13 и 14. В начальной стадии работы жидкость, проходя по каналу 5, попадает в разгрузочную камеру 4, дальше через радиальную щель между диском 1 и неподвижным кольцом 3 в камеру 6 низкого давления. В результате дросселирования давления жидкости в радиальной щели между диском 1 и неподвижным кольцом 3 образуется перепад давления и возникает осевая сила, которая перемещает ротор насоса и обеспечивает перед пуском (при остановке) гарантированный зазор между диском 1 и неподвижным кольцом 3 соответственно и отсутствие касания разгрузочного диска 1 с неподвижным кольцом 3.
Наличие новых признаков устройства обеспечивает комплексное решение проблемы его надежности, а саморегулирование системы увеличивает ресурс насоса и сокращает время и стоимость его технического обслуживания.