ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в конструкциях центробежных насосов для перекачки жидкостей.
Известен вертикальный конденсатный насос марки КсВ125-140 по ТУ 25-06-1567-89. Насос включает корпус, разделенный на приводную и насосную части посредством перегородки с осевой расточкой для прохода вала, и сальниковую камеру, в которой установлен радиальный подшипник скольжения, за которым установлена втулка с уплотнением. Втулка закреплена на валу с концевой подшипниковой опорой, включающей сдвоенный радиально-упорный подшипник качения и радиальный подшипник скольжения. На валу консольно установлены рабочие колеса насосной части. Недостатком такого насоса является низкая жесткость вала, быстрое изнашивание подшипниковой опоры, что приводит к деформации вала, и соответственно, к снижению надежности.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является центробежный насос по патенту RU 50264, содержащий корпус с крышкой, вал с торцовым уплотнением, расположенным в сальниковой камере, и подшипниковой опорой, включающей первый концевой и второй подшипниковые узлы, и установленное в корпусе и консольно закрепленное на валу рабочее колесо. Камера с уплотнением расположена перед первым концевым подшипниковым узлом, второй подшипниковый узел расположен на минимально возможном расстоянии от рабочего колеса, между первым концевым и вторым подшипниковыми узлами на валу установлен упорный подшипник скольжения, а подшипники первого концевого и второго подшипниковых узлов выполнены в виде радиальных подшипников скольжения. В крышке корпуса насоса выполнены герметичные полости для прокачки через них среды для охлаждения элементов насоса или, в случае необходимости, нагрева перекачиваемой жидкости.
Недостатком известного насоса является низкая степень охлаждения его элементов (торцового уплотнения, подшипниковых опор), т.к. охлаждение происходит за счет циркуляции охлаждающей среды через герметичные полости, выполненные в крышке корпуса насоса. Это усложняет конструкцию насоса. Кроме того, при ремонте
(например, замене подшипниковых опор) необходимо демонтировать тяжелую и громоздкую крышку корпуса.
Задачей полезной модели является создание центробежного насоса с эффективным его охлаждением, хорошей ремонтопригодностью, минимальными радиальными и осевыми размерами.
Решение указанной задачи достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем составной корпус, включающий основную часть с приемным и выходным патрубками, крышку с центральным отверстием, соединенную с основной частью корпуса, и соединенную с крышкой опорную часть корпуса, вал, установленный в корпусе посредством двух радиальных подшипников скольжения, первый из которых расположен в крышке, а второй - в опорной части корпуса, и упорного подшипника скольжения, расположенного между радиальными подшипниками, консольно закрепленные на валу рабочие колеса, торцовое уплотнение, расположенное в концевой зоне опорной части корпуса и включающее корпус и контактные кольца пар трения, и теплообменник, включающий выполненную в одном из элементов составного корпуса герметичную полость с каналами для прокачки охлаждающей или нагревающей среды, согласно полезной модели, упорный подшипник скольжения установлен в крышке корпуса, а кольцевая герметичная полость расположена между вторым радиальным подшипником скольжения и упорным подшипником скольжения и образована двумя втулками, концентрично расположенными относительно оси вала.
Образующие герметичную полость втулки могут быть закреплены посредством разъемного соединения с одной стороны на корпусе торцового уплотнения, а с другой - на крышке корпуса.
Подшипники скольжения, предпочтительно, выполнены самоустанавливающимися.
Такое выполнение насоса позволяет повысить эффективность охлаждения его элементов, а также уменьшить его консольную часть при сохранении жесткости вала за счет уменьшения его консольной длины и увеличения базовой длины между подшипниками, а значит обеспечить большую износоустойчивость подшипниковых опор и повысить надежность работы насоса в целом.
Кроме того, для ускорения потока смазывающей охлаждающей/нагревающей среды на валу может быть дополнительно установлен импеллер, расположенный между вторым радиальным подшипником скольжения и упорным подшипником скольжения.
На фиг.1 изображен центробежный насос в продольном разрезе;
на фиг.2 - другой вариант выполнения насоса в продольном разрезе.
Центробежный насос (фиг.1) содержит составной корпус, включающий основную часть 1 с приемным и выходным патрубками 2 и 3, соответственно, крышку 4 с центральным отверстием, соединенную с основной частью 1 корпуса, и соединенную с крышкой опорную часть корпуса. В составном корпусе расположен вал 5, на котором консольно закреплены два рабочих колеса 6, установленные в основной части 1 корпуса и закрывающиеся крышкой 4. Крышка 4 закреплена на основной части 1 корпуса шпильками 7. Крышка 4 выполнена сплошной с кольцевым выступом 8. Приводной конец вала 5 уплотнен торцовым уплотнением, включающим корпус 9 и контактные кольца 10 пар трения. Вал 5 установлен в опорах, включающих первый радиальный подшипник 11 скольжения, установленный в крышке 4 как можно ближе к рабочим колесам 6, второй радиальный подшипник 12 скольжения, установленный рядом с торцовым уплотнением, и упорный подшипник 13 скольжения, установленный на валу 5 в крышке 4 перед радиальным подшипником 11. Все подшипники скольжения выполнены самоустанавливающимися. Между радиальным подшипником 12 и упорным подшипником 13 коаксиально валу 5 концентрично установлены две втулки 14 и 15, образующие герметичную полость 16 теплообменника с каналами для прокачки охлаждающей или нагревающей среды (условно не показаны). Втулки 14 и 15 закреплены шпильками со стороны приводного конца вала 5 на корпусе 9 торцового уплотнения, а со стороны рабочих колес - на крышке 4 насоса с образованием разъемного соединения. Это позволяет при необходимости замены подшипников 11 и 13 не демонтировать крышку 4, поскольку для доступа к этим подшипникам достаточно отсоединить втулки 14 и 15 от крышки 4. Опорная часть корпуса образована корпусом 9 торцового уплотнения и втулками 14 и 15.
В другом варианте выполнения насоса (фиг.2) между радиальным подшипником скольжения 12 и упорным подшипником скольжения 13 на валу 5 установлен импеллер 17.
Центробежный насос работает следующим образом.
При вращении вала 5 от привода (не показан) вращающий момент передается на рабочие колеса 6, которое начинают вращаться, создавая разрежение в полостях всасывания, и насос начинает перекачивать жидкость (перекачиваемую среду). При этом через полость 16 посредством подводящих и отводящих каналов (условно не показаны) прокачивается охлаждающая жидкость. В случае необходимости, например, при перекачивании вязкой жидкости, через полость 16 прокачивается нагревающая жидкость. За счет расположения подшипника 11 непосредственно у рабочего колеса
насоса и увеличения, таким образом, базовой длины между подшипниками 13 и 12 обеспечивается достаточная жесткость вала при небольшой консольной длине насоса. При этом снижаются деформации вала, что разгружает подшипники, а выполнение их в виде подшипников скольжения увеличивает износоустойчивость подшипниковой опоры. Наличие упорного подшипника скольжения уменьшает осевые перемещения вала. В тоже время конструкция насоса компактна, так как обладает минимальными радиальными и осевыми размерами за счет уменьшения толщины крышки 4, из которой исключены секции теплообменника. Выполнение полости 16 для прокачки охлаждающей/нагревающей среды в виде двух втулок 14 и 15, концентрично расположенных относительно оси вала, обеспечивает эффективное охлаждение элементов насоса, при этом втулки одновременно выполняют функцию несущего элемента. Дополнительная установка импеллера 17 повышает эффективность охлаждения подшипников за счет организации потока смазывающе-охлаждающей среды в зоне их установки.