КОНСОЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Предложение относится к области гидромашиностроения и ставит целью, повышение надежности, преимущественно, консольных центробежных насосов, работающих в системах с большим диапазоном давлений на входе в насос. Насосы предлагаемой конструкции могут найти применение в системах охлаждения, водоснабжения и водоподготовки.
Известны консольные центробежные насосы, в которых осевые гидравлические силы, действующие на ротор, уравновешиваются за счет соединения полости между задним пояском рабочего колеса и уплотнением вала разгрузочными каналами с зоной всасываний. Указанные, каналы выполняются либо в диске рабочего колеса, либо в виде внешней переводной трубы. Такие конструкции описаны, например, в кн. А.А. Ломакина "Центробежные и осевые насосы", Москва, Машиностроение, 1966, с.209, рис.122. При этом гидравлическое сопротивление разгрузочных каналов значительно ниже сопротивления заднего щелевого уплотнения рабочего колеса.
Недостатком этих конструкций является невозможность уравновешивания осевой силы, действующей на вал от переменного давления на входе в насос.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является консольный центробежный насос, содержащий корпус с проточной, частью, напорный и всасывающий патрубки, уплотнение, герметизирующее корпус и вращающийся в опорах вал, на консоли которого установлено входящее в проточную часть рабочее колесо с двумя поясками, образующими с расточками корпуса переднее и заднее щелевые уплотнения, линию разгрузки, выполненную в виде переводной трубы, соединяющей зону всасывания с зоной перед уплотнением (RU 89639 U1, 10.12.2009). В известном насосе сечение и число разгрузочных каналов и площадь заднего щелевого уплотнения в рабочем колесе выбраны из условия обеспечения равенства осевых сил, в том числе и от заданного давления на входе в насос, действующих на ротор.
Недостатком такого технического решения является неуниверсальность, так как при изменении величины давления на входе требуется замена или пересверловка рабочего колеса наcoca.
Задачей полезной модели является обеспечение разгрузки ротора насоса от осевых сил в широком диапазоне давлений на входе при минимальном объеме регулировок насоса.
Технический результат достигается тем, что в консольном центробежном насосе, содержащем корпус с проточной частью, напорный и всасывающий патрубки, уплотнение, герметизирующее корпус и вращающийся в опорах вал, на консоли которого установлено входящее в проточную часть рабочее колесо с двумя поясками, образующими с расточками корпуса переднее и заднее щелевые уплотнения, линию разгрузки, выполненную в виде переводной трубы, соединяющей зону всасывания с зоной перед уплотнением, согласно полезной модели линия разгрузки снабжена дросселем переменного сопротивления для регулировки давления перед уплотнением.
При этом дроссель переменного сопротивления может быть выполнен в виде набора сменных шайб с расчетными проходными сечениями.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан разрез предлагаемого насоса.
Консольный центробежный насос содержит корпус 1 с проточной частью, напорный и всасывающий патрубки 2, 3, уплотнение 7, герметизирующее корпус 1 относительно крышки 8, и вращающийся в опорах вал 6. Корпус насоса 1 жестко соединен с фланцем электродвигателя 4 фонарем 5. На консоли вала 6 установлено входящее в проточную часть рабочее колесо 9 с двумя поясками 10, 11, образующими с расточками 12, 13 корпуса 1 переднее и заднее щелевые уплотнения 14, 15. Насос включает линию разгрузки, выполненную в виде переводной трубы 18 с каналом 17 и фланцами 19. 20, соединяющей зону всасывания с зоной перед уплотнением 7 - полостью 16. Линия разгрузки снабжена дросселем 21 переменного сопротивления для регулировки давления перед уплотнением 7. Дроссель 21 переменного сопротивления выполнен в виде набора сменных шайб с расчетными проходными сечениями.
Работа предлагаемого насоса происходит следующим образом. В зависимости от давления на входе в насос проходное сечение регулирующего дросселя 21 выбирается так, что давление в полости 16 создает осевую силу, действующую на рабочее колесо 9 и равную по величине (и противоположную по направлению) сумме сил, действующих на вал 6 вследствие давления на входе в насос и (в случае неравенства диаметров переднего и заднего поясков 10, 11 рабочего колеса 9) сил от напора насоса.
При переналадке насоса для работы в системе с давлением на входе, отличным от первоначально заданного, производится замена установленного регулирующего дросселя 21 на дроссель с требуемым проходным сечением или регулировка дросселя с переменным сопротивлением.
Для определения давления перед уплотнением 7 при подборе сопротивления дросселируемого дросселя 21 возможна установка манометра, соединенного с полостью 16. В случае необходимости возможна установка дросселя 21, выполненного в виде автоматически регулируемого гидравлического сопротивления, связанного с датчиками давления (на чертеже не показаны) на всасывающем патрубке 2 и в полости 16.
Технический результат заключается в том, что обеспечивается разгрузка ротора насоса от осевых сил, создаваемых давлением на входе, за счет чего повышается долговечность опор ротора, а, следовательно, и надежность насоса.