НАСОС

Полезная модель относится к области производства насосов и может найти применение при создании гидравлических машин, насосов, вентиляторов, компрессоров, а также для перекачки многофазных сред при добыче нефти и газа.
Известен насос, содержащий входной и выходной каналы, обойму с выполненными в ней канавками в виде многозаходной винтовой нарезки, приводной вал с установленным на нем ротором, отличающийся тем, что ротор состоит из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу, а каждая секция содержит установленные на приводном валу разделительный диск и лопастное колесо, межлопастные каналы которого выполнены с возможностью сообщения через канавки винтовой нарезки в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции (RU №57389, 2006 г.).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является насос, содержащий многосекционную обойму с входным и выходным каналами, каждая секция которой включает зафиксированный на обойме опорный диск с выполненными в нем винтовыми проточными каналами и установленное на приводном валу лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщены через винтовые проточные каналы опорного диска обоймы с межлопастными каналами колеса последующей секции (RU №2099602, 1997 г.).
Недостатком известных технических решений является высокая осевая нагрузка, действующая на ротор, обусловленная перепадом давлений на выходе и входе насоса, что вызывает рост контактных напряжений в опорных элементах насоса и сокращает срок службы насоса в целом.
Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение срока службы насоса и расширение области его практического применения.
Указанная проблема решается тем, что насос содержит многосекционную обойму с входным и выходным каналами, каждая секция которой включает зафиксированный на обойме опорный диск с выполненными в нем винтовыми проточными каналами, и установленное на приводном валу лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщены через винтовые проточные каналы опорного диска обоймы с межлопастными каналами колеса последующей секции, согласно полезной модели, каждое лопастное колесо оснащено упорными элементами, установленными с обеих торцевых сторон колеса, с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск.
Достигаемый технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения осевой нагрузки между лопастными колесами с соответствующим снижением контактных напряжений в опорных элементах насоса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема заявляемого насоса, на фиг. 2 приведена схема двухсекционного ротора, на фиг. 3 показан приводной вал, на фиг. 4 показано лопастное колесо, на фиг. 5 представлена секция обоймы, на фиг. 6 представлено лопастное колесо, в котором проточные межлопастные каналы имеют сетчатую структуру.
Насос содержит входной 1 и выходной 2 каналы, многосекционную обойму 3 с выполненными в ней винтовыми проточными каналами 4, приводной вал 5 с установленным на нем ротором 6. Ротор 6 состоит из секций 7, последовательно одна за другой установленных на приводном валу 5. На приводном валу 5 выполнена канавка 8 под шпоночное соединение. Каждая секция 7 содержит установленные на приводном валу 5 лопастные колеса 9, межлопастные каналы 10 которых выполнены с возможностью сообщения через винтовые проточные каналы 4 в обойме 3 с межлопастными каналами колеса 9 в последующей секции 7. Позиционирование каждого лопастного колеса 9 на приводном валу 5 обеспечивается за счет шпонки 11, установленной на приводном валу 5 в канавке 8. Обойма 3 выполнена многосекционной, состоящей из секций 12, в полости каждой из которых установлен с жесткой фиксацией опорный диск 13. Каждое лопастное колесо 9 оснащено упорными элементами 14, установленными с обеих торцевых сторон колеса 9 с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск 13.
В представленном варианте лопастное колесо 9 имеет по 8 упорных элементов 14 на каждой торцевой стороне (всего 16).
Насос работает следующим образом.
При вращении ротора 6 и соответственно лопастных колес 9 жидкость, заполняет все межлопастные каналы 10, лопасти колеса 9 оказывают силовое воздействие на жидкость, тем самым формируется непрерывный поток жидкости (или газожидкостной смеси) из межлопастных каналов 10 в проточные каналы 4 многосекционной обоймы 3, в направлении от входного канала 1 к выходному каналу 2. В каждой секции 7 насоса формируется вихревое течение, обеспечивающее передачу энергии от каждого лопастного колеса 9 потоку жидкости. Жидкость с повышенной энергией выносится вихревым потоком в проточные каналы 4 обоймы 3 и вытесняется далее из насоса через выходной канал 2. Опорные диски 13, зафиксированные в полости каждой секции обоймы 12, препятствуют обратному течению жидкости из области высокого давления в область низкого давления. Ввиду неразрывности течения через входной канал 1 в насос непрерывно поступает жидкость (или газожидкостная смесь). Каждая секция насоса 7 содержит установленные на приводном валу 5 лопастные колеса 9, межлопастные каналы 10 которых выполнены с возможностью сообщения через винтовые проточные каналы 4 в обойме 3 с межлопастными каналами колеса 9 в последующей секции 7. Позиционирование каждого лопастного колеса 9 на приводном валу 5 обеспечивается за счет шпонки 11 установленной на приводном валу 5 в канавке 8. В ходе работы насоса вследствие разницы давлений во входном канале 1 и выходном канале 2 возникает осевая нагрузка, которая воздействует в каждой секции 7 на лопастные колеса 9, упорные элементы 14 которых передают осевую нагрузку от лопастного колеса 9 на опорный диск 13.
Поскольку опорные диски 13 неподвижны и зафиксированы в полости секции обоймы 12, происходит равномерное распределение осевой нагрузки между секциями 7 насоса.
Проточные межлопастные каналы у лопастного колеса могут иметь сетчатую структуру, как показано на фигуре 6. При этом повышается жесткость и прочность конструкции колеса, что позволяет его использовать при более высоких нагрузках, что расширяет область применения насоса в целом.
Таким образом, предлагаемая конструкция насоса обеспечивает равномерное распределение осевой нагрузки между лопастными колесами с соответствующим снижением контактных напряжений в опорных элементах насоса, что повышает срок службы насоса.