ЭЛЕКТРОНАСОС ПРЯМОТОЧНЫЙ ЛОПАСТНОЙ С ПОЛЫМ ВАЛОМ РОТОРА

Полезная модель «электронасос прямоточный лопастной, с полым валом ротора» относится к области насосостроения, и может быть использован для перекачки различных по вязкости жидкостей.
Известно несколько типов электронасосов с полым валом ротора.
По патенту на изобретение №2470189 в корпусе центробежного насоса размещен электродвигатель с полым ротором для улучшения охлаждения обмоток статора и ротора, а работа по перемещению жидкости, часть которой проходит внутри ротора, выполняется центробежным колесом. Конструкция такого электронасоса имеет все недостатки, присущие насосам с центробежным рабочим колесом: сложность формы корпуса, трудности сборки большого количества деталей и технического обслуживания вращающихся частей, несимметричная нагрузка на подшипники, большие изменения направления движения жидкости, приводящие к турбулентности и кавитации. Перекачиваемая внутри корпуса под давлением жидкость может проникнуть через сальниковые уплотнения внутрь электродвигателя и привести к его неисправности.
По патенту на изобретение №2432499 в корпусе центробежного насоса размещен электродвигатель с полым ротором для улучшения охлаждения обмоток статора и ротора. Весь объем жидкости засасывается установленной внутри ротора крыльчаткой, но выходной напор создается центробежным колесом через выправляющее устройство. Поэтому конструкция такого электронасоса также имеет все недостатки, присущие насосам с центробежным рабочим колесом: сложность формы корпуса, трудности сборки большого количества деталей и технического обслуживания вращающихся частей, несимметричная нагрузка на подшипники, резкие изменения направления движения жидкости, приводящие к турбулентности и кавитации. Перекачиваемая внутри корпуса под давлением жидкость может проникнуть через сальниковые уплотнения внутрь электродвигателя и привести к его неисправности.
По французскому патенту на изобретение FR 2127607 лопастной насос состоит из отрезка трубы с жестко закрепленными внутри лопастями. Для вращения такого насоса требуются внешние приводы, требующие специальных схем крепления и передачи вращения. Такие приводы требуют дополнительных затрат на изготовление и эксплуатацию, снижают общий КПД всего устройства.
Задачи, решаемые заявителем - простота конструкции, повышение КПД и надежности работы электронасоса, снижение затрат на производство и техническое обслуживание.
Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в простоте конструкции и повышении КПД из-за отсутствия внешнего привода насоса, значительном уменьшении турбулентности и опасности кавитации за счет прямоточного движения жидкости, повышении надежности работы за счет устранения риска протечек жидкости внутрь электродвигателя, дополнительного охлаждения обмоток электродвигателя протекающей внутри вала ротора жидкостью.
Указанный технический результат достигается тем, что электродвигатель имеет вращающийся в стандартных подшипниках крышек корпуса ротор с полым валом, с жестко закрепленными на внутренней поверхности вала лопастями, развернутыми под углом к оси вращения ротора и непосредственно выполняющими роль лопастного насоса. Концы полого вала ротора выходят симметрично за крышки корпуса электродвигателя, что исключает попадание перекачиваемой жидкости внутрь электродвигателя и выход его из строя. Концы полого вала ротора соединены через упорные подшипники и сальники с одинаковыми муфтами вращения, которые имеют лопатки выправляющего устройства внутри и стандартные фланцы для крепления трубопроводов. Электронасос устанавливается в прямолинейный участок трубопровода, соединяется с трубопроводами при помощи стандартных фланцев с сохранением проходного сечения всего участка, и на этом участке перекачиваемая жидкость движется без изменения общего направления движения. Конструкция всего электронасоса симметрично сбалансирована, что повышает надежность работы подшипников электродвигателя. Все подшипники доступны для смазки, контроля их состояния и температуры, технического обслуживания.
Сущность полезной модели поясняется чертежом с изображением общего вида электронасоса прямоточного лопастного с полым валом ротора в разрезе.
Предлагаемая полезная модель содержит: корпус 1 электродвигателя с лапами крепления (на чертеже не показаны) к основе, обмотки статора 2, ротор 3 с полым валом и выступающими из корпуса его концами, лопасти 4 внутри полого вала ротора, две одинаковые муфты вращения 9 с упорными подшипниками 5, сальниками 6, стандартными фланцами 7 (отверстия крепления на чертеже не показаны), и выправляющими лопатками 8 внутри фланцев. Для дополнительного охлаждения обмоток электродвигателя ротор имеет стандартные лопатки (на чертеже не показаны) для принудительной прокачки воздуха через вентиляционные отверстия 10 корпуса.
Электронасос прямоточный лопастной с полым ротором работает следующим образом.
При вращении ротора развернутые под углом к его оси лопасти захватывают жидкость и создают закрученный поток, имеющий кинетическую энергию движения, которая превращается в потенциальную энергию давления после лопаток выправляющего устройства муфты. Т.к. диаметр полого ротора и подсоединяемых трубопроводов одинаковый, то движение жидкости, в отличие от центробежных насосов, прямолинейное, поэтому значительно сокращается потеря мощности, а из-за отсутствия турбулентности потока уменьшается опасность появления кавитации и увеличивается срок эксплуатации лопастей.
Поток жидкости охлаждает ротор, поток воздуха внутри корпуса охлаждает обмотки статора и поверхность ротора, что улучшает общий температурный режим работы электродвигателя и подшипников ротора и значительно повышает надежность работы полезной модели.
При симметричном угле установки лопастей в роторе устройство можно использовать в реверсивном режиме перекачки жидкости без отсоединения трубопроводов, т.к. упорные подшипники в муфтах одинаково воспринимают осевое усилие при любом вращении ротора.
Объем и напор перекачиваемой жидкости при использовании асинхронного двигателя можно менять ступенчато - за счет переключения обмоток, или плавно - за счет изменения частоты тока.