НАСОС С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ

Техническое решение, насос с горизонтальным разъемом, относится к области машиностроения и может использоваться в насосах или компрессорах.
Известны разъемные соединения [1], сопрягаемые поверхности которых выполнены неконтактирующими. В таких соединениях, между сопрягаемыми поверхностями имеется прокладка. Обычно прокладку выполняют из материала меньшей твердости, чем твердость материала сопрягаемых поверхностей. Неконтактирующие поверхности могут быть гладкими или с выступами и впадинами. Такие соединения широко применяются в технике, к примеру, в трубопроводной арматуре и емкостной аппаратуре, а также для уплотнения различных разъемных соединений, с кольцевым разъемом по диаметру которого расположены крепежные элементы В таких разъемах прокладка равномерно обжимается, чем достигается надежное уплотнение.
Также известны контактные разъемные соединения [2], которые сопрягаемыми плоскостями контактируют между собой. Такие соединения обычно применяются в технике для уплотнения разъемных соединений, не имеющих в полости давления, к примеру, в редукторах, вариаторах и т.д. Применение вышеупомянутых разъемных соединений в насосах с горизонтальным разъемом неэффективно.
Так, в известном насосе с горизонтальным разъемом [3], включающем корпус и установленную на нем крышку, сопрягаемые поверхностями разъема, между которыми размещена паронитовая прокладка, поверхности разъема и прокладка, обжаты крепежными
элементами. Внутри корпуса и крышки образована гидравлическая полость. Форма ее обусловлена геометрией проточной части. При работе насоса, в гидравлической полости происходит турбулентное движение перекачиваемой жидкости. Корпус насоса постоянно находится под давлением. Учитывая то, что прокладка имеет твердость ниже твердости металла корпуса или крышки, она разрушается перекачиваемой жидкостью, являясь наиболее уязвимым местом размыва разъемного соединения. В процессе эксплуатации насоса, размыв увеличивается, как вглубь соединения, так и по его периметру.
Это значит, что увеличивается площадь размыва, на которую действует давление, такое же, по величине и направлению, как и на корпус и крышку. Суммарное увеличение сил, действующих на корпус и крышку, вызывает отрицательный эффект, связанный с разуплотнением поверхности разъема Кроме того, полученный размыв прокладки и основного металла служит дополнительным очагом завихрения жидкости в зоне разъемного соединения, при этом, увеличиваются гидравлические потери в проточной части насоса, ухудшая, тем самым, характеристики насоса При. дальнейшей эксплуатации насоса, может образоваться щель, что приведет к образованию течи и разгерметизации насоса. При восстановлении поврежденных поверхностей разъема применяют наплавки с дальнейшей их механической обработкой.
Указанный метод ремонта - трудоемкий и может быть неэффективен из-за коробления конструкции, вызванного нагревом.
В насосах с горизонтальным разъемом можно применить прокладку из меди или мягкой стали. Для этого необходимо обеспечить контактное давление сопрягаемых поверхностей разъема в 2,4...3 раза больше, уплотняемого давления гидравлической полости насоса. Как правило, в насосах поверхность разъема имеет относительно большую площадь и обжать металлическую прокладку для обеспечения плотного соединения,
затруднительно, или даже невозможно в заданных габаритах сопрягаемых поверхностей.
Для устранения вышеуказанных недостатков поставлена задача, создать насос с горизонтальным разъемом, с более надежным уплотнением плоскости разъема.
Для решения поставленной задачи предложен насос с горизонтальным разъемом, который, так же как и известный, включает корпус и установленную на нем крышку, сопрягаемые поверхностями разъема. В разъеме между корпусом и крышкой размещена прокладка Корпус, прокладка и крышка соединены крепежными элементами, при этом, внутри корпуса и крышки образована гидравлическая полость, форма которой обусловлена геометрией проточной части.
В отличие от известного, в заявляемом техническом решении по крайней мере одна из сопрягаемых поверхностей разъема корпуса и/или крышки имеет коническую форму с вершинами, расположенными на одной вертикальной оси гидравлической полости и основанием, выполненным по наиболее удаленной от вершины точке поверхности разъема. Кроме того, конические поверхности выполнены с разными углами при вершине.
Все отличительные признаки заявляемого насоса находятся в неразрывной связи, необходимы и достаточны для решения поставленной задачи, а именно:
- по крайней мере одна из сопрягаемых поверхностей разъема корпуса и/или крышки имеет коническую форму. Такое решение позволяет надежно уплотнить наиболее уязвимые места разрушения сопрягаемых поверхностей разъема за счет создания в них наибольших контактных напряжений. Кроме того, коническая поверхность, сопрягаясь с другой поверхностью через прокладку, образуют между собой воздушный клин. По мере размывания соединения под действием сил, созданных
крепежными элементами, угол. клина уменьшается, плотность разъема при этом сохраняется;
- конические поверхности имеют вершины размещенные на одной вертикальной оси в гидравлической полости. Это позволяет по всему периметру разъема совместить все точки, относящиеся к сопрягаемым поверхностям корпуса и крышки. Таким образом, обеспечивается точность изготовления и сборки, обуславливающая надежность уплотнения разъема;
- основание конуса выполнено по наиболее удаленной от вершины точке поверхности разъема Это означает, что поверхности прилегания будут полностью механически обработаны;
- конические поверхности выполнены с разными углами при вершине. Это позволяет создать клин между коническими сопрягаемыми поверхностями разъема, что приведет к такому же результату, как и в ранее описанном признаке.
Таким образом, отличительные признаки находятся в причинно - следственной связи с получаемым результатом и позволяют на высоком техническом уровне осуществить разработку новой конструкции насоса
Заявляемый насос с горизонтальным разъемом поясняется чертежами..
На фиг.1 изображен общий вид насоса
На фиг.2 - разрез по А-А
На фиг.3 схематическое изображение горизонтального разъема
Насос с горизонтальным разъемом включает корпус 1 и установленную на нем крышку 2 Между сопрягаемыми поверхностями корпуса 1 и крышки 2 расположена прокладка 3. Внутри корпуса 1 и крышки 2 имеется гидравлическая полость 4 в которой размещен вал 5 с рабочим колесом 6. По периметру гидравлической полости 4 сопрягаемые поверхности корпуса и крышки, и прокладка между ними наиболее сжаты и образуют клин, расширяющийся к внешнему периметру этих
поверхностей. Корпус и крышка имеют входной и выходной патрубки 7, 8. Сопрягаемые поверхности разъема корпуса 1 и крышки 2 соединены крепежными элементами 9, 10.
Насос с горизонтальным разъемом работает следующим образом.
Через входной патрубок 7 жидкость поступает на вращающееся рабочее колесо 6 и далее направляется по гидравлической полости 4 в выходной патрубок 8.
Сопрягаемые поверхности по внутреннему периметру гидравлической полости разъема, через прокладку 3, прижаты одна к другой крепежными элементами 9, 10, обеспечивая необходимую плотность разъема. Размывание сопрягаемых поверхностей разъема и прокладки происходит в местах ближе расположенных к центру гидравлической полости. Эти места более нагружены за счет конической формы сопрягаемых поверхностей разъема, а прокладка максимально обжата Поэтому, время до начала размывания и процесс размывания удлиняются. При размывании сопрягаемых поверхностей разъема прокладка остается обжатой, кроме того, ее обжатие по внешнему периметру разъема обеспечивается коническими поверхностями. Иными славами, происходит самоуплотнение разъема насоса
Таким образом, применение хотя бы одной из сопрягаемых поверхностей корпуса 1 или крышки 2, имеющих форму конуса, по периметру гидравлической полости, позволяет надежно уплотнить разъемное соединение насоса Также, по техническому решению, разъемное соединение на корпусе и крышке может иметь коническую форму. Во всех вышеуказанных случаях, с применением сопрягаемых поверхностей разъема с конической формой, и прокладки 3, размещенной между ними, позволяет за счет упругих деформаций соединения, постоянно поддерживать обжатие прокладки в разъемном соединении при его разрушении.
Учитывая то, что в заявляемом насосе площадь контакта сопрягаемых поверхностей мала, по отношению к поверхности разъема, а образованый клин также способствует обжатию прокладки, сила прижатия сопрягаемых поверхностей возростает и удовлетворяет условию уплотнения q≥Зр, где
2
q - контактное давление в месте сопряжения, кг/см
2
р - давление в гидравлической полости насоса, кг/см.
Данное техническое решение позволяет выполнить поставленную задачу и изготовить насосы с горизонтальным разъемом на стандартном оборудовании без дополнительных технологических операций.