ЛАБИРИНТНО-ВИНТОВОЙ НАСОС ПОГРУЖНОГО ТИПА

К заявке № 2007121990/06
Лабиринтно-винтовой насос погружного типа
Полезная модель относится к конструкции насосов и может быть использована, например, в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением или в цветной металлургии свинца, алюминии и др.
Известен насос для перекачивания жидкости в контуре с высоким давлением (RU №2190127, F04D 29/04, опуб. 27.09.2002), содержащий вал с фланцем, нижний радиальный подшипник и радиально осевой подшипник, в корпусе которого объединены верхний радиальный и двусторонний осевой (упорный) подшипники. На цилиндрической поверхности нижней части фланца и поверхности охватывающей ее втулки выполнены многозаходные противоположно направленные резьбы, образующие лабиринтно-винтовой насос.
Однако в данном насосе для перекачивания жидкости в контуре с высоким давлением лабиринтно-винтовой насос, образованный многозаходными противоположно направленными резьбами на цилиндрической поверхности нижней части фланца и поверхности охватывающей ее втулки, является вспомогательным элементом, обеспечивающим подпор осевого подшипника и не участвующим в выполнении основной функции насоса. Кроме лабиринтно-винтового насоса, в конструкции присутствуют два центробежных рабочих колеса, что делает ее сложной.
Известен лабиринтно-винтовой насос погружного типа, содержащий корпус, в котором расположен уплотненный по газу вал с приводом, установленный в двух подшипниковых узлах, и канал для отвода перекачиваемой среды (см. Голубев А.И. Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения для агрессивных сред. Москва, Машиностроение, 1981, с.89) - прототип.
Недостатком известного технического решения является техническая сложность выполнения линии отвода жидкого металла с напора насоса из емкости с жидким металлом, сложность извлечения насоса и установки его в емкости, а также износ подшипника скольжения при значительной высоте емкости с жидким металлом вследствие невозможности размещения верхнего подшипника качения в емкости с жидким металлом. Эти недостатки снижают надежность и усложняют эксплуатацию насоса при перекачке жидкого металла.
Задачи, решаемые полезной моделью - упрощение конструкции, повышение надежности и упрощение эксплуатации насоса.
Технический результат - установка насоса совместно с линиями подвода и отвода жидкого металла в емкости через одно отверстие небольшого диаметра в ее крышке,
уменьшение износа за счет размещения на валу двух подшипников скольжения, являющихся одновременно рабочими органами насоса.
Этот технический результат достигается тем, что в лабиринтно-винтовом насосе погружного типа, содержащем корпус, в котором расположен уплотненный по газу вал с приводом, установленный в двух подшипниковых узлах, и канал для отвода перекачиваемой среды, подшипниковые узлы совмещены с рабочими органами насоса и выполнены в виде втулок вала с криволинейными каналами на их цилиндрических поверхностях, направление закрутки которых совпадает с направлением вращения вала, и втулок, закрепленных на корпусе, с криволинейными каналами, направление закрутки которых противоположно направлению закрутки каналов втулок вала, а канал для отвода перекачиваемой среды образован кольцевым зазором между валом и герметичной цилиндрической стенкой корпуса, и напорным патрубком насоса.
На чертеже представлена схема предлагаемого лабиринтно-винтового насоса.
В корпусе 1 расположен уплотненный по газу в уплотнении 2 вал 3 с приводом 4. На валу 3 расположены две втулки 5, 6 (верхняя и нижняя) вала 3 с криволинейными каналами 7, 8 на цилиндрических поверхностях, направление закрутки которых совпадает с направлением вращения вала 3. Втулки 5, 6 с которыми сопряжены две втулки 9, 10 корпуса 1 с криволинейными каналами на цилиндрических поверхностях, направление закрутки которых противоположно направлению закрутки каналов втулок 5, 6 вала 3 - верхняя 9 и нижняя 10. Втулки 5, 6 вала 3 и втулки 9, 10 корпуса 1 образуют верхний и нижний рабочие элементы лабиринтно-винтового насоса. Сопряжение поверхности втулок 5, 6 вала 3 и втулок 9, 10 корпуса 1 образуют также верхний и нижний гидростатодинамические подшипники скольжения. Корпус 1 размещен в емкости 11 (например, дренажной, плавления или др.) перекачиваемой среды, например расплавленного свинца или сплава свинца с висмутом со свободным уровнем 12, находящимся выше нижнего рабочего органа насоса, образованного втулкой 6 вала 3 и втулкой 10 корпуса 1. Емкость 11 содержит патрубок 13 подвода перекачиваемой среды. Корпус 1 содержит в верхней части напорный патрубок 14 насоса.
Работа насоса осуществляется следующим образом.
Корпус 1 устанавливается в отверстие в крышке емкости 11. Емкость 11 заполняется жидким металлом через патрубок 13. При запуске насоса при вращении нижней втулки 6 вала 3 она совместно с втулкой 10 корпуса 1 образует рабочий элемент лабиринтно-винтового насоса, подающего жидкий металл по кольцевому зазору между корпусом 1 и валом 3 к верхнему рабочему элементу насоса, образованного втулкой 5 вала
3 и втулкой 9 корпуса 1, который подает перекачиваемую среду через кольцевой зазор между корпусом 1 и валом 3 в напорный патрубок 14 насоса.
При прекращении работы насоса останавливается привод 4, и жидкий металл из части корпуса 1, расположенной выше свободного уровня 12, под действием гравитации свободно сливается в емкость 11.
Применение полезной модели упрощает операции монтажа и демонтажа насоса в соответствующую емкость, делает его быстросъемным, упрощает конструкцию насоса, уменьшает износ подшипников насоса. Насос может устанавливаться в емкостях для дренирования из них жидкого металла, а также в составе корпусной конструкции для обеспечения циркуляции жидкого высокотемпературного металла по замкнутому контуру экспериментальной или промышленной установки. Насос может использоваться в цветной металлургии, например, свинца для заполнения отливок под давлением.