Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10321
(13) U
(46) 2014.10.30
(51) МПК
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
F 04D 1/06 (2006.01)
(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС
(21) Номер заявки: u 20140068
(22) 2014.02.20
(71) Заявители: Открытое акционерное
общество "Бобруйский машино-
строительный завод" (BY); Публич-
ное акционерное общество "Сумский
завод насосного и энергетического
машиностроения "Насосэнергомаш"
(UA)
(72) Автор: Головин Валерий Алексеевич
(UA)
(73) Патентообладатели: Открытое акцио-
нерное общество "Бобруйский маши-
ностроительный завод" (BY); Публич-
ное акционерное общество "Сумский
завод насосного и энергетического ма-
шиностроения "Насосэнергомаш" (UA)
(57)
1. Центробежный насос, содержащий встречно расположенные низконапорную и вы-
соконапорную группы рабочих колес, размещенную между последними ступенями этих
групп разделительную диафрагму с разгрузочным уплотнением, отличающийся тем, что
камера высоконапорной группы рабочих колес, минуя пазуху у основного диска рабочего
колеса последней ступени высоконапорной группы рабочих колес, посредством пазов,
выполненных в разделительной диафрагме, и разгрузочного уплотнения гидравлически
сообщена с пазухой у основного диска рабочего колеса последней ступени низконапорной
группы, на ступице которого установлены ребра, наружный диаметр и толщина которых
переменна.
2. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы выполнены в форме от-
верстий.
3. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы выполнены в форме
прорезей.
4. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что форма выполнения ребер
прямолинейная радиальная.
5. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что форма выполнения ребер
прямолинейная наклонная к осевому направлению.
6. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что ребра выполнены изогнутыми.
BY10321U2014.10.30

2. BY 10321 U 2014.10.30
2
7. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что ребра выполнены простран-
ственными.
8. Центробежный насос по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр ребра со-
ставляет от 1,1 диаметра ступицы основного диска рабочего колеса последней ступени
низконапорной группы рабочих колес до наружного диаметра рабочего колеса.
(56)
1. Патент России на изобретение 2361117, МПК F 04D 29/047, 2009.
2. Патент России на полезную модель 89186, МПК F 04D 3/00, 2009.
3. Твердохлеб И.Б., Головин В.А. Новое поколение насосов типа НПС // Вестник Бел-
нефтехима. - № 9 (80). - 2012. - С. 54-55.
Полезная модель относится к насосам необъемного вытеснения для жидкостей с вра-
щательным движением рабочих органов, в частности к центробежным горизонтальным
многоступенчатым насосам секционного типа с продольным плоским разъемом корпуса, и
может применяться, например, для перекачивания различных жидких сред в тепловой и
атомной энергетике, водоснабжении, нефтехимической и нефтеперерабатывающей про-
мышленности, трубопроводном транспорте нефти.
Известен многоступенчатый центробежный насос [1], содержащий корпус, рабочие
колеса, часть которых ориентирована входными воронками противоположно по отноше-
нию к остальным.
Также известен насос нефтяной многоступенчатый секционный [2], содержащий кор-
пус, секции, состоящие из нескольких рабочих колес и направляющих аппаратов, со
встречным расположением колес, и диафрагму, размещенную между секциями.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция насоса [3], со-
держащего корпус, группы рабочих колес, ориентированные навстречу друг другу с уста-
новленной между ними диафрагмой, имеющей разгрузочное уплотнение.
При такой конструкции насосов осевые силы частично разгружаются. Значительная
осевая сила остается из-за разности течений в пазухах - зазорах между основными диска-
ми рабочих колес и неподвижной стенкой у основных дисков рабочих колес последних
ступеней каждой группы рабочих колес. Так, в пазуху у основного диска последней сту-
пени высоконапорной группы рабочих колес протечка входит с большой закруткой, полу-
ченной от рабочего колеса, и увеличивает тем самым угловую скорость вращения
жидкости в пазухе. Давление в пазухе снижается больше, чем в остальных рабочих коле-
сах этой группы, и суммарная осевая сила, действующая на эту группу колес, снижается
на определенную величину. В пазуху у основного диска рабочего колеса последней сту-
пени низконапорной группы входит эта протечка без закрутки и движется от центра к пе-
риферии, снижая (тормозя) угловую скорость в пазухе, повышая давление в пазухе
больше, чем в остальных рабочих колесах этой группы. При этом суммарная осевая сила,
действующая на эту группу, повышается. Результирующая осевая сила, действующая на
ротор в сторону низконапорной группы, равна сумме этих двух дополнительных сил - силы,
на которую уменьшилась суммарная осевая сила в высоконапорной группе рабочих колес,
и силы, на которую увеличилась суммарная осевая сила в низконапорной группе колес.
Следует отметить, что результирующая сила увеличивается с износом (увеличением) зазора
в разгрузочном уплотнении, т.к. увеличивается протечка, а с ней увеличивается ее влияние
на угловые скорости жидкости в пазухах и, соответственно, увеличивается осевая сила.
Цель заявляемой полезной модели - уменьшение осевой силы, возникающей из-за раз-
ности течений в пазухах у основных дисков рабочих колес последних ступеней обеих
групп рабочих колес при номинальных зазорах в разгрузочном уплотнении, и дальнейшее
ее снижение при износе зазора в разгрузочном уплотнении.

3. BY 10321 U 2014.10.30
3
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является
повышение надежности и ресурса работы подшипниковых опор центробежных насосов.
Задача решена следующим образом.
Центробежный насос содержит встречно расположенные низконапорную и высокона-
порную группы рабочих колес и размещенную между последними ступенями этих групп
разделительную диафрагму с разгрузочным уплотнением. От известных центробежный
насос отличается тем, что камера высоконапорной группы рабочих колес, минуя пазуху у
основного диска рабочего колеса последней ступени высоконапорной группы рабочих ко-
лес, посредством пазов, выполненных в разделительной диафрагме, и разгрузочного уп-
лотнения гидравлически сообщена с пазухой у основного диска рабочего колеса
последней ступени низконапорной группы, на ступице которого установлены ребра, на-
ружный диаметр и толщина которых переменна. Наружный диаметр ребер составляет от
1,1 диаметра ступицы основного диска рабочего колеса последней ступени низконапорной
группы рабочих колес до наружного диаметра рабочего колеса. Форма ребер может быть
прямолинейной радиальной, прямолинейной наклонной к осевому направлению, изогну-
той, пространственной. Пазы выполнены в форме отверстий либо прорезей.
Полезную модель поясняет фигура, на которой изображен центробежный насос в раз-
резе.
Центробежный насос содержит разделительную диафрагму 1 с разгрузочным уплот-
нением 2 между двумя встречными группами рабочих колес - низконапорной 3 и высоко-
напорной 4. Камера 5 высоконапорной группы рабочих колес, минуя пазуху 6 у основного
диска рабочего колеса последней ступени высоконапорной группы рабочих колес 4, через
пазы 7, выполненные в разделительной диафрагме 1, и разгрузочное уплотнение 2 гидрав-
лически сообщена у основного диска рабочего колеса последней ступени низконапорной
группы, на основном диске которого установлены ребра 8, с пазухой 9.
Центробежный насос содержит разделительную диафрагму 1 с разгрузочным уплот-
нением 2 между двумя встречными группами рабочих колес - низконапорной 3 и высоко-
напорной 4. Протечка из камеры 5 через пазы 7 входит в разгрузочное уплотнение 2,
минуя пазуху 6 у основного диска рабочего колеса последней ступени высоконапорной
группы 4, и тем самым не влияет на угловую скорость в пазухе 6, давление и осевую силу
в ней. Далее при входе этой протечки в пазуху 9 у основного диска рабочего колеса по-
следней ступени низконапорной группы 3 она закручивается ребрами 8, установленными
на основном диске рабочего колеса у входа протечки в пазуху 9. При этом протечка, дви-
гаясь с закруткой от центра к периферии, увеличивает угловую скорость жидкости в пазу-
хе 9 у основного диска рабочего колеса, снижая при этом давление и осевую силу,
действующую на рабочее колесо последней ступени, и, следовательно, на всю низкона-
порную группу рабочих колес 3. С износом зазора в разгрузочном уплотнении 2 увеличи-
вается протечка, следовательно, увеличивается и ее влияние на угловую скорость
жидкости в пазухе 9, снижая еще больше давление в ней и, соответственно, осевую силу.
Полезная модель позволяет изменить осевые силы, действующие на рабочие колеса
последних ступеней групп рабочих колес, так, что в результате осевая сила, действующая
на ротор, уменьшается и снижается далее при увеличении в процессе эксплуатации зазора
в разгрузочном уплотнении, увеличивая срок службы подшипников.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.