насос моноблочный

Формула изобретения

1. Насос моноблочный, содержащий электродвигатель, на фланцевом щите которого жестко закреплен фонарь, жестко соединенный с корпусом, в котором выполнены впускное отверстие подвода и спиральный отвод, язык улитки которого обращен к оси выпускного отверстия, а также рабочее колесо, закрепленное гайкой на лысках вала электродвигателя, сальниковое уплотнение, поджатое регулируемой подвижной втулкой, и вращающуюся втулку, в торце которой установлено резиновое кольцо, при этом выпускное отверстие спирального отвода расположено по оси, направленной радиально от оси рабочего колеса, лопатки которого жестко скреплены с дисками.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что угол спирали от вершины языка улитки до касательной отрыва жидкости составляет 320±10°.

3. Насос по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что выпускное отверстие спирального отвода расположено по вертикальной оси, а расстояние от выпускного отверстия отвода до оси рабочего колеса составляет 0,8 диаметра рабочего колеса.

4. Насос по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что длина подвода от впускного отверстия составляет 0,25 диаметра последнего.

5. Насос по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что угол языка улитки составляет 45°.

6. Насос по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по наружным краям лопаток рабочего колеса выполнены шипы, а в дисках рабочего колеса по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток, при этом с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий выполнены сварные швы.

7. Насос по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что крутящий момент передается через лыски вала и паз колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным лопастным насосам, и может найти применение для перекачивания воды и других жидкостей производственно-технического назначения, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, в стационарных условиях.

Известны моноблочные насосы, состоящие из центробежного насоса и специального электродвигателя с удлиненным концом вала, на шпоночном пазу которого закреплено рабочее колесо. На фланцевом щите электродвигателя жестко крепится фонарь с корпусом и съемной крышкой с удлиненным подводом. Корпус выполнен со спиральным отводом, переходящим в боковой выходной патрубок. Данная конструкция имеет увеличенные габариты, вес, а также большую стоимость изготовления корпуса. (См., например, Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. - М.: Энергия, 1977; ВНИИГидромашиностроение, Насосы. Каталог-справочник. - М.: Машиностроение, 1959; Зимницкий В.А, Умов В.А. Лопастные насосы. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1986 и другие).

Задачей настоящего изобретения является создание недорогого и эффективного моноблочного насоса, а также расширение арсенала моноблочных лопастных насосов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в уменьшении количества деталей, сокращении габаритов, расширении диапазона диаметров рабочего колеса, улучшении условий нагнетания жидкости, снижении трудозатрат вследствие упрощения конструкции литых деталей, повышении качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшении материалоемкости.

Сущность изобретения состоит в том, что в насосе моноблочном, содержащем электродвигатель, на фланцевом щите которого жестко закреплен фонарь, жестко соединенный с корпусом, в котором выполнены впускное отверстие подвода и спиральный отвод, язык улитки которого обращен к оси выпускного отверстия, а также рабочее колесо, закрепленное гайкой на лысках вала электродвигателя, сальниковое уплотнение, поджатое регулируемой подвижной втулкой, и вращающуюся втулку, в торце которой установлено резиновое кольцо, выпускное отверстие спирального отвода расположено по оси, направленной радиально от оси рабочего колеса, лопатки которого жестко скреплены с дисками.

При этом угол спирали от начала языка улитки до касательной отрыва жидкости составляет 320±10, выпускное отверстие спирального отвода расположено по вертикальной оси, а расстояние от выпускного отверстия отвода до оси рабочего колеса составляет 0,8 диаметра рабочего колеса, длина подвода от впускного отверстия составляет 0,25 диаметра последнего, а угол языка улитки составляет 45.

Кроме того, по наружным краям лопаток рабочего колеса выполнены шипы, а в дисках рабочего колеса по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток, при этом с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий выполнены сварные швы. Крутящий момент передается через лыски вала и паз колеса.

На фиг.1 изображен насос моноблочный в разрезе, на фиг.2 - вид сверху на выпускное отверстие, на фиг.3 - разрез А-А по фиг.2, на фиг.4 - рабочее колесо в разрезе, на фиг.5 - конец вала, на фиг.6 - разрез Б-Б по фиг.5, на фиг.7 - фонарь, на фиг.8 - разрез В-В по фиг.7.

Насос моноблочный содержит электродвигатель 1, на фланцевом щите 2 которого жестко закреплен чугунный фонарь 3, жестко соединенный с литым чугунным корпусом 4, в котором выполнены впускное отверстие 5 подвода и спиральный отвод 6, язык 7 улитки 8 которого обращен к оси выпускного отверстия 9, являющегося выходом отвода 6. Сварное рабочее колесо 10 установлено по скользящей посадке и закреплено глухой гайкой 11, имеющей обтекаемую форму со стороны впускного отверстия 5, на лысках 12 цилиндрического конца единого удлиненного вала 13 электродвигателя 1. Мягкое сальниковое уплотнение 14 поджато прикрепленной к фонарю 3 и регулируемой в осевом направлении подвижной втулкой 15. На валу 13 установлено вращающееся уплотнительное резиновое кольцо 16. Выпускное отверстие 9 (выход) спирального отвода 6 расположено по вертикальной оси, направленной радиально от оси рабочего колеса 10 (оси совместного вращения колеса 10 с валом 13), лопатки 17 которого жестко скреплены сварными швами с ведущим и покрывным дисками 18, 19 соответственно. Вертикальное направление радиальная ось отверстия 9 имеет при установке насоса в положение, изображенное на фиг.1.

При этом угол спирали улитки 8 от начала (вершины) ее языка 7 до касательной отрыва жидкости в месте перехода криволинейной периферийной поверхности спирального отвода 6 в прямолинейную, т.е. угловая протяженность криволинейной периферийной поверхности, составляет 320±10. Расстояние h от выпускного отверстия 9 отвода до оси рабочего колеса 10 составляет 0,8 наружного диаметра D рабочего колеса 10. Длина подвода (выполненного в виде короткого канала в корпусе 4) от впускного отверстия 5 до камеры корпуса 4 составляет 0,25 диаметра отверстия 5. Угол языка 7 улитки 8, вершина (начало) которого расположена на радиально направленной вертикальной оси выпускного отверстия 9, составляет 45.

По наружным краям лопаток 17 рабочего колеса 10 выполнены прямоугольные шипы 20. В дисках 18, 19 рабочего колеса 10 по линиям сопряжения с краями лопаток 17 выполнены сквозные отверстия, в которых установлены с зазором шипы 20 лопаток 17, выступающие на 1-2 мм над наружной поверхностью дисков 18, 19 перед сваркой. С наружной стороны дисков 18, 19 по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов (не обозначены), выполненных по наружной стороне дисков 18, 19. Мягкое сальниковое уплотнение 14 размещено вокруг вращающейся с валом 13 втулки 21, выполненной из коррозионно-стойкой стали.

Для предотвращения утечек через зазоры между втулкой 21 и валом 13 электродвигателя 1 служит уплотнительное резиновое кольцо 16, зажатое в осевом направлении усилием гайки 11 через колесо 10 и втулку 21 и вращающееся совместно с валом 13. Крутящий момент передается через лыски 12 вала 13 и прямоугольный паз 22 колеса 10.

Фонарь 3 имеет в центре выступ 23 с резьбовыми отверстиями 24 для регулирования положения втулки 15 с помощью болтов 25.

Насос моноблочный работает следующим образом. Рабочее колесо 10, приводимое совместно со втулкой 21 и гайкой 11 во вращение электродвигателем 1, захватывает перекачиваемую жидкость из впускного отверстия 5 подвода и подает ее лопатками 17 по спиральному отводу 6 в выходное отверстие 9. Отрыв жидкости от лопаток 17 происходит в зоне 320±10 от языка 7 улитки 8. Крутящий момент от электродвигателя 1 передается ведущему диску 18 через удлиненный вал 13 и конструктивно простейшее соединение - лыски 12 вала 13 и паз 22 колеса 10. С помощью болтов 25 устанавливается положение втулки 15 и поджатие уплотнения 14. Резиновое кольцо 16 предотвращает утечки по валу 13 в направлении электродвигателя 1. Выбранные эмпирически геометрические параметры спирального отвода 6, улитки 8 и ее языка 7 обеспечивают равномерное поперечное поле скоростей в потоке перекачиваемой среды и эффективное преобразование кинетической энергии потока в энергию давления (напор) при использовании конструктивно простых и технологичных элементов. Отсутствие внутренних сварных швов в соединениях лопаток 17 с дисками 18, 19 уменьшает износ, упрощает технологию изготовления колеса 10 и снижает потери при преобразовании кинетической энергии в напор при работе насоса. При данном выполнении подвода и отвода не требуется изготовление и крепление к корпусу 4 специальной крышки с подводом и бокового выходного патрубка, т.е. обеспечивается уменьшение количества деталей, сокращение габаритов, улучшение условий нагнетания жидкости, снижение трудозатрат вследствие упрощения конструкции литых деталей, с одновременным повышением долговечности, качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшения материалоемкости.

В результате настоящего изобретения создан недорогой и эффективный моноблочный насос а также расширен арсенал моноблочных лопастных насосов.