РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НЕФТЯНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области насосостроения, а именно к конструкциям роторов крупногабаритных центробежных насосов, например, нефтяных магистральных насосов.
В качестве прототипа выбран ротор центробежного насоса, содержащий вал с упорным буртиком, ступицу рабочего колеса, втулку и гайку, навинченную на резьбу вала, прижимающую указанные детали друг к другу и к буртику [Малюшенко В.В. «Динамические насосы», Атлас, М., Машиностроение, 1984 г., стр.31, рис.91].
Недостатком известного ротора является то, что для прижима вышеуказанных деталей к буртику вала, к гайке необходимо приложить крутящий момент, достигающий при больших диаметрах вала (например 200 мм и более) значительных величин, требующих применения гидравлических (пневматических) гайковертов.
Последнее обстоятельство серьезно усложняет процесс сборки. А в случае «закусывания» резьбы, гайку невозможно затянуть с требуемым осевым усилием, так как весь крутящий момент на ключе идет на преодоление трения в резьбе «гайка-вал».
Разборка, связанная с отвинчиванием гайки, связана с еще большими трудностями так как момент «страгивания» гайки достигает еще большей величины, чем момент затяжки гайки.
При переборке известного ротора резьба вала и гайки повреждается, что делает невозможным повторное использование вышеуказанных сложных и дорогостоящих деталей.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение вышеуказанных недостатков за счет оптимизации конструкции ротора, в которой необходимое усилие сжатия деталей на валу достигается при пониженном крутящем моменте на резьбовых деталях.
Поставленная цель достигается тем, что в роторе центробежного нефтяного насоса, содержащего вал с упорным буртиком и прижимной вставкой, между которыми на валу последовательно установлены ступица рабочего колеса и втулка, согласно полезной модели во вставке выполнено одно или несколько резьбовых отверстий, в каждое из которых с упором в торец втулки ввернут винт.
Для снижения крутящего момента при монтаже встаки, выполненной в виде гайки, а также обеспечения монтажа и демонтажа деталей ротора, между торцами втулки и вставки образован зазор.
Для повышения надежности конструкции ротора на валу может быть дополнительно установлено фиксирующее кольцо с упором в торец гайки при помощи стяжных винтов, ввернутых в ответные резьбовые отверстия гайки, а кольцо зафиксировано на валу от проворачивания при помощи одной или более шпонок.
Для упрощения и удешевления конструкции ротора вставка может быть выполнена в виде кольца и зафиксирована от осевого перемещения при помощи упирающегося в ее торец разъемного кольца, установленного в выполненной в валу кольцевой проточке.
В заявляемой конструкции ротора гайка не касается втулки по торцу, а образует с ним кольцевой зазор, что требует приложения к гайке значительно меньшего крутящего момента при навинчивании ее на вал.
Усилие стяжки деталей создается путем ввинчивания в резьбовые отверстия в этой гайке нескольких винтов-толкателей, каждый из которых создает часть этого усилия сжатия, а на завинчивание винта требуется гораздо меньший крутящий момент, так как диаметр резьбы винта намного меньше диаметра резьбы на валу. Разница в крутящих моментах для винта и гайки тем больше, чем больше диаметр вала и больше количество винтов.
При этом, вместо гайки может быть использовано цельное кольцо, упирающееся в разъемное кольцо, размещенное в кольцевой проточке, выполненной на валу. Это существенно снижает трудоемкость и стоимость изготовления вала и прижимной вставки, а также устраняет вероятность выхода из строя вышеуказанных деталей при монтаже и переборке ротора.
Сопоставительный анализ заявляемой конструкции ротора нефтяного магистрального насоса с прототипом и другими известными техническими решениями показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о ее соответствия критерию полезной модели «новизна».
Соответствие предложенного технического решения критерию «промышленная применимость» видно из ниже приведенных примеров конкретного выполнения ротора нефтяного магистрального насоса.
Полезная модель иллюстрирована чертежами, где на Фиг.1 представлен продольный разрез ротора магистрального нефтяного насоса с прижимной вставкой в виде навернутой на вал гайки; Фиг.2 - тоже самое с прижимной вставкой в виде навернутой на вал гайки и дополнительным фиксирующим кольцом; Фиг.3 - тоже самое с прижимной вставкой в виде цельного кольца, упирающегося в разъемное кольцо, размещенное в кольцевой проточке вала.
Перечень позиций деталей и обозначений на чертежах:
1 - вал;
2 - буртик;
3 - ступица рабочего колеса;
4 - втулка;
5 - гайка (прижимная вставка);
6 - фиксирующее кольцо;
7 - стяжной винт;
8 - шпонка;
9 - винт-толкатель;
10 - цельное кольцо (прижимная вставка);
11 - разъемное кольцо;
L - глубина проточки кольца 10;
Z - зазор между торцами прижимной вставки и втулкой.
Ротор центробежного нефтяного насоса содержит вал 1 с упорным буртиком 2. На валу 1 смонтирована ступица 3 рабочего колеса, к которой по торцу примыкает втулка 4.
В варианте выполнения по третьему пункту патентной формулы на валу 1 установлена прижимная вставка, выполненная в виде гайки 5, образующая со втулкой 4 торцевой зазор «Z» (см. Фиг.1).
Для предотвращения отвинчивания гайки 5, на валу 1 может быть смонтировано фиксирующее кольцо 6, скрепленное с гайкой 5 стяжными винтами 7 и застопоренное от проворачивания при помощи шпонки 8 (см. Фиг.2).
В гайке 5 выполнены резьбовые отверстия, в которые ввинчены винты-толкатели 9 создающие необходимое усилие прижатия ступицы 3 и втулки 4.
В варианте выполнения ротора по пятому пункту патентной формулы (см. Фиг.3) прижимная вставка выполнена в виде цельного кольца 10, упирающегося в разъемное кольцо 11, установленное в проточке вала 1. В кольце 10 выполнены резьбовые отверстия, в которые ввинчены винты-толкатели 9. Для фиксации разъемного кольца 11 в цельном кольце 10 выполнена проточка глубиной L, частично охватывающая кольцо 11 при затяжке винтов-толкателей 9. Для обеспечения монтажа и разборки ротора величина зазора Z больше глубины проточки L.
Использование заявляемой полезной модели позволяет существенно снизить крутящий момент на резьбовых деталях ротора даже при значительных усилиях прижатия рабочего колеса, повышает удобство проведения монтажных работ, устраняет вероятность повреждения резьбы прижимных деталей при монтаже и переборке ротора, обеспечивая тем самым возможность их повторного использования.