Рабочее колесо погружного центробежного насоса

Полезная модель относится к рабочим колесам погружных центробежных насосов для питьевой воды.
Известны цельнометаллические центробежные колеса, отлитые из стали, бронзы или чугуна и составные стальные центробежные колеса, когда штампованные лопатки приваривают или приклеивают к штампованным основному и покрывному дискам (см., например, А.А. Угинчус Гидравлика и гидравлические машины. Издательство Харьковского Университета, Харьков, 1970., стр. 244, Гидравлика. Гидромашины гидроприводы, Т.М. Башта, С.С.Руднев, Б.Б. Некрасов и др. Машиностроение, Москва, 1982 г., стр. 209).
Недостатками металлических колес является их высокая стоимость и материалоемкость.
Известны составные пластмассовые центробежные колеса для скважинных насосов, состоящие из покрывного диска с уплотняющим ободком и основного диска с лопастями, разгрузочными отверстиями у ступицы и уплотняющим ободком, имеющим тот же диаметр, что и уплотняющий ободок покрывного диска. При этом уплотняющие пластмассовые поверхности покрывного и основного дисков работают в паре с металлическими кольцами диафрагмы и направляющего аппарата (см., например, Насосы. К. Бадека, А. Градевальд, К.Х. Хундт и др. Машиностроение, Москва, 1979 г., стр. 384).
Недостатками пластмассовых колес по сравнению с металлическими являются их более низкая износостойкость и долговечность при перекачивании жидкостей с присутствием абразивных частиц.
Известно центробежное колесо скважинного насоса для питьевой воды, включающее пластмассовые покрывной и основной диски, при этом поверхность уплотнения покрывного диска, наиболее подверженная износу, выполнена в виде штампованного кольца из нержавеющей стали, залитого в пластмассу покрывного диска, и работает в паре с резиновой втулкой диафрагмы. Осевая разгрузка колеса выполнена в виде радиальных лопаток, расположенных на оборотной стороне основного диска (Патент РФ №2213271, публ.2003 г.).
В данном устройстве использование штампованного кольца из нержавеющей стали, залитого в пластмассовом покрывном диске в качестве уплотняющей поверхности, способствует повышению износостойкости и долговечности пластмассовых центробежных колес скважинных насосов. Вместе с тем, наличие абразивных частиц в перекачиваемой жидкости нарушает работоспособность уплотнительной системы, ввиду попадания абразивных частиц между уплотняющими поверхностями покрывного диска и резиновой втулкой диафрагмы, в результате чего происходит износ уплотняющих поверхностей, особенно резиновой втулки диафрагмы, и, как следствие, образуются утечки.
Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение срока службы элементов уплотнительной системы, в частности резиновой втулки диафрагмы, работающей в паре с уплотняющей поверхностью покрывного диска рабочего колеса центробежного погружного насоса.
Техническим результатом является обеспечение отвода абразивных частиц, содержащихся в перекачиваемой жидкости, от зоны переднего уплотнения покрывного диска рабочего колеса в процессе работы погружного центробежного насоса.
Технический результат достигается тем, что в рабочем колесе центробежного погружного насоса, состоящем из основного диска, изготовленного из пластмассы с радиальными лопатками на его внешней поверхности, и покрывного диска, изготовленного из пластмассы с уплотняющей поверхностью в виде металлического кольца, размещенного на его внешней поверхности, последний на своем радиальном участке в зоне размещения металлического кольца выполнен с радиальными лопатками, причем покрывающее диск металлическое кольцо повторяет рельеф этих лопаток.
Выполнение покрывного диска с радиальными лопатками на внешней поверхности его радиального участка обеспечивает в процессе работы насоса отвод абразивных частиц перекачиваемой жидкости от зазора узла переднего уплотнения рабочего колеса, образуемого осевой частью покрывного диска и резиновой втулкой диафрагмы насоса. Выполнение металлического кольца в форме, повторяющей весь рельеф внешней поверхности покрывного диска в зоне расположения радиальных лопаток, обеспечивает износостойкость поверхности покрывного диска на данном участке.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 представлен фрагмент разреза насоса с предлагаемым рабочим колесом.
Рабочее колесо центробежного погружного насоса состоит из пластмассовых, склеенных между собой покрывного диска 1 и основного диска 2.
В покрывном диске 1 со стороны его наружной поверхности залито металлическое штампованное кольцо 3 из нержавеющей стали Г-образного сечения, закрывающее осевой участок и часть радиального участка 4 диска 1. Наружная поверхность кольца 3 является уплотняющей поверхностью рабочего колеса, которое работает в паре с резиновой втулкой 5 диафрагмы 6. На радиальном участке 4 покрывного диска 1 в зоне размещения кольца 3 выполнены радиальные лопатки 7, при этом кольцо 3 полностью повторяет рельеф этих лопаток 7.
На внешней стороне основного диска 2 для разгрузки осевого усилия выполнены радиальные лопатки 8. Наличие радиальных лопаток 8 позволяет не выполнять механообработку тонкостенной уплотняющей поверхности кольца 3, используя последнюю в качестве базовой.
При работе насоса перекачиваемая жидкость направляется (направление движения жидкости показано стрелками на чертеже) из рабочего колеса в область между ведущим диском 2 и отводом, а также в область между покрывным диском 1 и диафрагмой 6. При вращении рабочего колеса лопатки 7 на покрывном диске 1 под действием центробежной силы создают в области между покрывным диском 1 и диафрагмой 6 встречное воздействие на поток, отбрасывая его в периферийном направлении от резиновой втулки 5 диафрагмы 6, и, тем самым, обеспечивая отвод находящихся в жидкости абразивных частиц от переднего уплотнения рабочего колеса, в частности от зазора, образуемого осевой частью покрывного диска 1 и резиновой втулкой 5 диафрагмы 6 насоса.