Результат интеллектуальной деятельности: Полупогружной насос с валопроводом на подшипниках скольжения

Изобретение относится к насосам для откачивания жидкостей, в том числе сред с твердыми включениями из резервуаров.

Известен вертикальный насос, содержащий валопровод на подшипниках скольжения, с подачей чистой среды на промывку, смазку и охлаждение подшипников скольжения (патент RU 2 497 025 С1, МПК F04D 13/08).

Недостатком данной конструкции является необходимость подачи извне чистой, технологически совместимой с перекачиваемой средой, жидкости на промывку, смазку и охлаждение подшипников скольжения, постоянный ее расход и смешивание с перекачиваемой средой.

Наиболее близким аналогом является полупогружной насос с валопроводом на подшипниках скольжения, состоящий из корпуса насоса, расположенного в емкости с перекачиваемой средой, рабочего колеса с лопатками, взаимодействующими с перекачиваемой средой, валопровода, представляющего собой последовательное соединение валов, установленных на подшипниках скольжения в нижней и верхних подвесках, отвода и опорной плиты (патент CN 204851658 U, 09.12.2015).

Недостатком данной конструкции является ограничение использования в загрязненных жидкостях, отсутствие фильтрации перекачиваемой среды при подаче ее к подшипникам скольжения, в результате чего снижается ресурс подшипников скольжения.

Другим недостатком является отсутствие регулирования расхода перекачиваемой среды через подшипники скольжения по причине наличия сливного отверстия, выполненного в верхней подвеске, что снижает экономичность насоса при постепенном снижении КПД и увеличении потребляемой мощности в связи с увеличением неконтролируемых утечек перекачиваемой среды через зазор между втулкой и вкладышем подшипника скольжения, увеличивающийся со временем по мере износа подшипников.

Следующим недостатком является сложность в связи с наличием дополнительной крыльчатки в районе сливного отверстия в верхней подвеске.

Также недостатком является медленное заполнение подвесок через зазоры в подшипниках скольжения, что может привести к работе в режиме полусухого трения длительное время.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение КПД и снижение потребляемой мощности, повышение ресурса подшипников скольжения, упрощение конструкции, повышение технологичности и надежности, снижение себестоимости.

Данный технический результат достигается полупогружным насосом с валопроводом на подшипниках скольжения, состоящим из корпуса насоса, расположенного в емкости с перекачиваемой средой, рабочего колеса с лопатками, взаимодействующими с перекачиваемой средой, валопровода, представляющего собой последовательное соединение валов, установленных на подшипниках скольжения в нижней и верхних подвесках и корпусе уплотнения, отвода, опорной плиты. Согласно изобретению полость насоса с избыточным давлением перекачиваемой среды, создаваемым насосом, сообщена с зазорами между втулками и вкладышами подшипников, в том числе и за счет выполненных в подвесках и корпусе уплотнения осевых каналов, сообщающих указанную полость насоса с полостями подвесок и корпуса уплотнения, во вкладышах подшипников выполнены отверстия, а в подвесках и корпусе уплотнения - сообщенные с упомянутыми отверстиями радиальные каналы, сообщающие зазоры в подшипниках с областью пониженного давления через устройства, определяющие расход перекачиваемой среды через подшипники скольжения. Устройство, определяющее расход перекачиваемой среды через подшипник скольжения, выполнено в виде жиклера, или дросселя, или регулирующего клапана. Жиклер выполнен сменным.

Сущность изобретения поясняется рисунками фиг. 1 и фиг. 2.

На фигуре 1 изображен насос, состоящий из корпуса насоса 1, расположенного в емкости с перекачиваемой средой, рабочего колеса 2 с лопатками, нижней подвески 3, верхних подвесок 4, корпуса уплотнения 5, подшипников скольжения 6, устройств 7, определяющих расход перекачиваемой среды через подшипники скольжения, валопровода 8, отвода 9, опорной плиты 10, полости насоса 11, осевых каналов 13, полостей подвесок 14, полости корпуса уплотнения 15, радиальных каналов 17, области пониженного давления 18.

На фигуре 2 изображен выносной элемент А насоса, поясняющий протекание среды через подшипник скольжения. Каждый подшипник скольжения 6 состоит из втулки 6.1 и вкладыша 6.2, зазора 12 между ними, отверстия 16 во вкладышах 6.2.

При вращении валопровода 8 и взаимодействии лопаток рабочего колеса 2 с перекачиваемой жидкостью ей передается энергия, и давление в жидкости повышается. Далее жидкость с увеличенным давлением выходит из корпуса насоса 1 и поступает в отвод 9.

Кроме того, перекачиваемая среда из полости насоса 11 с избыточным давлением через осевые каналы 13 подается в полости подвесок 14 и полость корпуса уплотнения 15, проходя, при необходимости, предварительную очистку от механических примесей, например, на ступице рабочего колеса за счет центробежных сил и зазора между рабочим колесом 2 и подвеской 3.

За счет разности давлений Р_изб в полостях подвесок 14, полости корпуса уплотнения 15 и Р₀ в области пониженного давления 18 обеспечивается поступление перекачиваемой жидкости в зазор 12 между втулкой 6.1 и вкладышем 6.2 подшипников скольжения 6, отверстия 16 во вкладышах 6.2 подшипников скольжения 6, и последующее выведение через радиальные каналы 17 в подвесках 3,4 и корпусе уплотнения 5 через устройство 7, определяющее расход перекачиваемой среды через подшипники скольжения. Течение жидкости схематично изображено стрелками.

Таким образом, обеспечивается промывка, смазка и охлаждение подшипников скольжения перекачиваемой средой, причем поток жидкости протекает из внутренних полостей с большим давлением в область с меньшим давлением.

В качестве устройства 7, определяющего расход перекачиваемой среды через подшипник скольжения, может выступать жиклер, дроссель, регулирующий клапан и др.

Например, в каждом жиклере выполняют отверстие, задавая изначально величину диаметра, которым можно регламентировать расход перекачиваемой среды, вытекающей через каждый подшипник скольжения, тем самым увеличивая КПД насоса, уменьшая потребляемую мощность, увеличивая экономичность насоса. Кроме того для увеличения КПД насоса и уменьшения потребляемой мощности жиклер с большим диаметром отверстия может быть заменен на жиклер с меньшим диаметром отверстия.

Предлагаемая конструкция обеспечивает регламентированный постоянный расход очищенной от примесей перекачиваемой среды через подшипники скольжения, не изменяющийся со временем по мере износа подшипников скольжения и увеличения зазора в них за счет наличияустройств, определяющих расход перекачиваемой среды через подшипники скольжения, что обеспечивает постоянные КПД насоса и потребляемую мощность, увеличивает ресурс подшипников скольжения, длительность эксплуатации агрегата в целом, повышает технологичность, надежность и снижает себестоимость конструкции.