насос

Формула изобретения

1. Насос, содержащий корпус, разделительную втулку, установленную наружным диаметром в корпусе, рабочие колеса, всасывающую и нагнетательную полости, причем участок наружной поверхности разделительной втулки образует часть поверхности нагнетательной полости, отличающийся тем, что не наружной поверхности разделительной втулки со стороны корпуса выполнен замкнутый канал, соединенный посредством перепускного отверстия с полостью высокого давления, при этом длина канала превышает длину входного участка всасывающей полости корпуса.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии, соединяющем замкнутый канал с полостью высокого давления, установлен жиклер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к насосам для перекачки жидких сред, и может быть использовано, например, в маслосистемах двигателей, где они выполняют роль откачивающих и нагнетающих насосов.

Известны блоки насосов, в которых рабочие колеса расположены в одном ряду на одном или нескольких общих валах. Примером такого блока насосов может быть центробежный насос 3 износостойкими кольцами для роторов.

Этот блок насосов состоит из вала, на котором установлены рабочие центробежные колеса, которые расположены внутри корпуса, состоящего из разделительных втулок, уплотняемых между собой резиновыми уплотнительными кольцами, и стянутых по их торцам болтами ( F R, N 2599092, F 04 D 29/16, 1986). В нем всасывающая полость каждой секции уплотняется от подсасывания газа из окружающей среды с помощью уплотнительного кольца из упругого материала. Наличие уплотнительных колец в таких блоках насосов часто затрудняет и уплотняет конструкцию при объединении выходных каналов в один общий канал, расположенный в корпусе этого блока. Кроме того, установка уплотнительных колец требует изготовления канавки под них с достаточно высокой точностью, что несколько усложняет их изготовление.

Наиболее близкими являются насосы, содержащие корпус, разделительную втулку, выполненную в виде торцевой крышки и установленную наружным диаметром в корпусе, рабочие колеса, всасывающую и нагнетающую полости, причем участок наружной поверхности разделительной втулки образует часть поверхности нагнетающей полости (см. ДЕ N 1905146, 59 е 3/02, 1969).

В этих насосах уплотнение стыков между корпусом и крышкой осуществляется за счет их плотной стяжки и минимальных зазоров в соединении. Такие конструкции применяют, когда допустимы некоторые протечки через стыки, например, в маслонасосах, которые установлены в маслянной полости двигателя или редуктора. Это дает возможность упростить конструкцию насосов и их изготовление, а при компоновке нескольких таких насосов в один блок с общим для роторов валом и объединением выходных каналов каждого из насосов в одну общую полость нагнетания, позволяет существенно упростить его компоновку.

Недостатком такого насоса является отсутствие герметичности в указанных стыках, потеря производительности и всасывающей способности за счет подсасывания воздуха или газа из окружающей среды или из соседней секции в полость всасывания.

Технической задачей изобретения является повышение производительности насоса и его всасывающей способности за счет исключения подсоса газа через стыки во всасывающую полость.

Технический результат достигается тем, что в насосе, содержащем корпус, разделительную втулку, установленную наружным диаметром в корпусе, рабочие колеса, всасывающую и нагнетательную полости, причем участок наружной поверхности разделительной втулки образует часть поверхности нагнетающей полости, на наружной поверхности разделительной втулки со стороны корпуса выполнен замкнутый канал, соединенный перепускным отверстием с полостью высокого давления, при этом длина канала превышает длину входного участка всасывающей полости корпуса. Кроме того, в отверстии, соединяющем замкнутый канал с полостью высокого давления может быть установлен жиклер.

Такое выполнение насоса с замкнутым каналом между наружной поверхностью разделительной втулки и корпусом, в который подводится рабочая жидкость под давлением, превышающем давление таза с наружной стороны стыка, позволяет создать гидрозатвор, препятствующий подсосу таза из окружающей среды или из соседней секции (в случае блока откачивающих насосов) и тем самым повышает всасывающую способность насоса и его производительность.

В качестве примера приводится конструкция блока откачивающих маслонасосов героторного типа для газотурбинного двигателя.

На фиг. 1 показан продольный разрез насосов; на фиг. 2 показано сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 показано сечение Б-Б фиг. 1.

Насос содержит корпус 1, разделительные втулки 2 и 3, установленные наружными диаметрами 4 и 5 в корпусе 1, рабочие колеса 6, 7, 8, 9, всасывающие полости 10, 11 и нагнетающую полость 12, причем участок наружной поверхности 13 и 14 разделительных втулок 2 и 3 образует часть поверхности нагнетающей полости 12. Между наружным диаметром 4 и 5 втулок 2 и 3 и корпусом 1 выполнен замкнутый канал 15 и 16, соединенный отверстием 17 с полостью высокого давления (на чертежах не показана), при этом длина l1 канала 15 и 16 выполнена перекрывающей длину l2 входного участка всасывающей полости 10 и 11 корпуса. Внутренние рабочие колеса 6 и 7 установлены на общем валу 18, который вращается в подшипниках скольжения 19, 20 и 21. Наружные рабочие колеса 8 и 9 вращаются в подшипниках скольжения 22 и 23, выполненных в расточках разделительных втулок 2 и 3. Разделительные втулки 2 и 3 закреплены в корпусе 1 гайкой 24. Необходимо отметить, что ограниченная по окружности длина замкнутого канала позволяет совместить выходной канал каждого из насосов в одну нагнетающую полость, при этом участок наружной поверхности 13 и 14 втулок 2 и 3 со стороны противоположной замкнутому каналу 15 и 16 образует поверхность нагнетающей полости. При применении резиновых уплотнительных колец такая возможность исключается. На отверстии 17, соединяющем замкнутые каналы 15 и 16 с полостью высокого давления, может быть установлен жиклер 25, который служит для уменьшения давления в замкнутых каналах и величины расхода через зазоры между втулками 2 и 3 и корпусом 1.

При работе насосов масло поступает на каждую пару рабочих колес через всасывающие полости 10 и 11 соответственно, попадает в межзубовые впадины рабочих колес, переносится в общую полость нагнетания 12 и выходит из насоса. В блоке откачивающих маслонасосов каждая из его секций должна эффективно работать, как на жидкой фазе, так и газообразной, причем, как известно, разрежение во всасывающей секции, работающей на масле, выше, чем в секции, работающей на газе, поэтому подведенное к замкнутому каналу 15 масло через отверстие 17 под давлением превышающем давление газа, способного проникнуть через стык, заполняет зазоры, в стыке между наружным диаметром 4 втулки 2 и корпусом 1 и не позволяет попасть газу во всасывающую полость из соседней секции.

Масло, подведенное к замкнутому каналу 16 из того же источника высокого давления, заполняет зазоры в стыке между наружным диаметром 5 втулки 3 и корпусом 1 и тем самым исключает подсос газа во всасывающую полость 11 из партерной полости. Протечки масла из замкнутых каналов 15 и 16 через стыки во всасывающие полости 10 и 11 способствуют смазыванию маслом торцевых и диаметральных зазоров в рабочих колесах и тем самым улучшают всасывающую способность насосов при их работе на тазовой фазе. Установка жиклера 26 в отверстии 17 позволяет создать оптимальное давление в замкнутых каналах 15 и 16 и регулировать протечки через зазоры между втулками 2 и 3 и корпусом 1.

Кроме того, из замкнутых каналов 15 и 16 удобно осуществлять подпитку подшипников скольжения 19,20,21,22 и 23 маслом ( в приведенных чертежах не показано), что также улучшает работу насосов и повышает их надежность. Предложенная конструкция насосов позволяет повысить производительность и всасывающую способность насосов за счет исключения подсоса газа через стыки во всасывающую полость. Наряду с этим предложенная конструкция позволяет производить подпитку откачивающих насосов при их работе на газовой фазе, что дополнительно повышает их всасывающую способность, а также производить смазку подшипников из замкнутых каналов. Кроме того, при компоновке нескольких насосов в один блок, появляется возможность простого совмещения всех выходных каналов в одну нагнетающую полость, что существенно упрощает конструкцию блока насосов.

Изобретение позволяет создавать блок насосов, состоящий практически из любого количества насосных секций, особенно при применении насосов героторного типа. При этом удачно сочетается удобство сборки (отсутствие резиновых уплотнительных колец между секциями) и их изготовление (все секции насосов размещены в одном цилиндрическом колодце одного диаметра).