РАБОЧИЙ ОРГАН ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области центробежных насосов, в частности, к конструкции рабочих колес и может быть использована в центробежных насосах с мокрым электродвигателем в составе любого герметичного агрегата.
Как известно, принципиальная конструкция центробежных насосов включает рабочий орган - насаженное на приводной вал (или приводящий вал двигателя в случае моноблочного исполнения центробежного насоса с двигателем) рабочее колесо, выполненное из двух ограничительных дисков с расположенными между ними лопастями. Лопасти с дисками рабочего колеса образуют межлопастные каналы, заполненные при работе центробежного насоса перекачиваемой жидкостью. При вращении рабочего колеса на дискретные объемы жидкости межлопастных каналов действует центробежная сила. Под воздействием этой силы жидкость в межлопастных каналах выбрасывается наружу рабочего колеса, причем на периферии межлопастного канала и рабочего колеса в целом формируется область повышенного давления, в то время как в центральной части колеса - разряженная область, обуславливающая всасывание жидкости из подводящего патрубка.
Недостаток описанной принципиальной конструкции рабочего органа центробежного насоса в том, что наличие вращающегося вала способствует повышенным утечкам рабочей жидкости по центру основного диска через вал и утечкам с периферии рабочего колеса на его вход.
Известен герметичный насосный агрегат (Поликовский А.Ю., Лещинер Л.Б. Авиационные центробежные насосные агрегаты. - М.: Машиностроение, 1978, с. 97-99). В таком насосе ротор электродвигателя закреплен на бандаже осевого рабочего колеса, которое сидит на валу. Вал вращается в подшипниках, установленных во втулках пилонов, выполненных на торцевых крышках, т.е. опорные подшипники ротора располагаются внутри обоймы (в проточной части насоса).
Такая схема обеспечивает прямоточное движение жидкости, но не приемлема для центробежного колеса. Наличие вала по центру рабочего колеса сужает живое сечение потока и существенно ухудшает всасывающую способность насоса.
В качестве прототипа выбран «Совмещенный насосный агрегат» (патент на полезную модель РФ №71387), который содержит статор электродвигателя, отделенный от проточной части насоса и ротора экраном; ротор, закреплен на обойме, рабочее колесо жестко связано с обоймой. Обойма передает колесу вращение от ротора и обеспечивает подачу перекачиваемых сред через свою полость в каналы рабочего колеса, при этом рабочее колесо вынесено за пределы полости обоймы и снабжено направляющим аппаратом.
К недостаткам прототипа относится наличие вала и конструкция колеса, которое насажено на вал и вынесено за пределы полости обоймы.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в осуществлении прямоточной схемы течения перекачиваемой жидкости, повышение объемного КПД, надежности и экологической чистоты центробежного насоса.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в осуществления прямоточной схемы течения перекачиваемой жидкости, в предотвращении утечек рабочей жидкости с периферии рабочего колеса на вход.
Предлагается рабочий орган центробежного насоса, состоящий из ротора, выполненного в виде полого вала и встроенного внутри него центробежного колеса. Это позволяет создать нагнетание жидкости внутри мокрого электродвигателя с прямоточной схемой течения перекачиваемой жидкости.
1
2
3
На фиг. 1 и фиг. 2 изображен предлагаемый рабочий орган центробежного насоса, включающий ротор 1, выполненный в виде полого вала, внутри которого герметично закреплено рабочее колесо центробежного насоса. Рабочее колесо состоит из основного диска 2, лопаток 3, покрывного диск 4, входного патрубка 5 с диаметром D. D - диаметр основного диска, D - диаметр покрывного диска, который равен внутреннему диаметру ротора. Основной диск выполнен сплошным и выпуклым со стороны рабочей поверхности. Выполнение основного диска сплошным позволяет создать прямоточную схему течения жидкости, а выпуклость позволяет снизить гидравлическое сопротивление при входе жидкости в межлопастные каналы. Покрывной диск выполнен большего диаметра, чем основной, герметично соединен с ротором так, что вращение рабочему колесу передается через покрывной диск.
1
Перекачиваемая жидкость через диаметр Д поступает на лопатки рабочего колеса и, получив дополнительную энергию от вращения рабочего колеса, поступает на выход рабочего колеса так, как показано на фиг. 2. Герметичное крепление рабочего колеса к ротору через покрывной диск позволяет избежать стеснения потока на входе в рабочее колесо и предотвращает утечки на основном и покрывном дисках.
Технические возможности сегодня позволяют расширить диаметр ротора (полого вала) до диаметра покрывного диска, а рабочее колесо можно поместить внутри электродвигателя на собственные опоры ротора, исчезнет консоль, а значит, повысится надежность машины.
Преимущества предлагаемого рабочего органа центробежного насоса заключаются в том, что рабочее колесо, встроенное внутри мокрого ротора, позволяет создать нагнетатель жидкости внутри мокрого электродвигателя и тогда вместо насосных станций на трубопроводе могут находиться катушки статора. Такая трубопроводная система является экологически чистой, управляется и регулируется с диспетчерского пункта.