Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе

СОЮЗ СОВЕТСИИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК П 9) ( РО 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ СТВ УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСЕВОЙВ ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ(57 зобре нию ть п чес ого рег твующей жения задан Золотн нагниясеПри с обрэтом К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт ядерной энергетикиАН БССР(56) Патент США У 4205942,кл. 415-106, опублик. 1980.Авторское свидетельство СССРУ 1244566, кл. С 01 И 3/56, 1985 ение относится к насосоозволяет повысить наем обеспечения автоматилирования осевой силы, на рабочее колесо, и абочего колеса осевой ой величины и направлек 7 установлен в кориуованием камер (К) 2-6 и 4 сообщены с зоной 81288366всасывания, К 3 - с зоной 9 нагнетания насоса, К 5 и 6 соответственно с кольцевыми полостями (КП) 10 и11. Мембранный привод золотника 7включает мембрану (М) 19, закрепленную в корпусе 18, и регулируемуюпружину 23, установленную междукорпусом 18 и М 19 со стороны, противоположной подсоединению золотника 7, С золотником 7 М 19 соединена Изобретение относится к насосостроению и может быть использованов центробежных насосах, в которыхпредусмотрено регулирование осевыхсил, действующих на рабочее колесонасоса,Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой силы,действующей на рабочее колесо, инагружения рабочего колеса осевойсилой заданной величины и направления.На чертеже изображено устройстворегулирования осевой силы в центробежном насосе, продольный разрез,Устройство регулирования осевойсилы в центробежном насосе содержитзолотниковый регулятор, включающийкорпус 1 и установленный в нем с образованием камер 2-6 золотник 7,при этом камеры 2 и 4 сообщены с зоной 8 всасывания, камера 3 - с зоной9 нагнетания насоса, а камеры 5 и 6соответственно с центральными частями кольцевых полостей 10 и 11, образованных корпусом 12 насоса, ведущим и ведомым дисками 13 и 14 егорабочего колеса 15 и уплотнениями16 и 1 .Золотник 7 снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе 18 мембрану 19, соединенную сзолотником 7 штоком 20 и разделяющуюкорпус 18 на две мембраны 21 и 22,сообщенные соответственно с кольцевыми полостями 10 и 11. Мембранныйпривод снабжен регулируемой пружиной23, установленной между корпусом 18й мембраной 19 со стороны, противоштоком 20, М 19 разделяет корпус 18на две К 21 и 22, сообщенные с КП 10и 11. При возникновении разности давлений в КП 10 и 11 происходит смещение М 19 и золотника 7. Пояски золотника приоткрывают К 5 и 6, и происходит автоматическое изменениеэпюр давления в КП 10 и 11 и уравновешивание осевых сил. 1 з. п. ф-лы,1 ил. положной подсоединению золотника 7.Регулирование пружины 23, нагружающей мембрану 19, осуществляется винтом 24,5 Устройство регулирования осевойсилы в центробежном насосе работает следующим образом.При вращении ротора насоса рабочее колесо 15 перекачивает жидкость из зоны 8 всасывания в зону 9 нагнетания, при этом на рабочем колесе 15 возникает осевая сила, которая определяется разницей давлений в полостях 10 и 11 между дисками 13 и 14 колеса 15 и корпусом 12, а также разницей давления в зоне 8 всасывания и в камере ротора (не показаны), противоположной рабочему колесу 15, Кроме того, на рабочее колесо 15 действует реакция поворота потока, направленная в сторону привода (не показан), Для рабочих колес с быстроходностью и = 60-100 основной составляющей осевой силы является разница давлений в полостях 10 и 11, а разница давлений на всасывание и в противоположной камере ротора, а также реакция потока, составляют сравнительно меньшую величину и воспринимаются или уравновешиваются известными способами. Так как по наружному диаметру обеих полостей 10 и 11 давление практи чески одинаково и определяется давлением нагнетания насоса, эпюра давлений в каждой из полостей 10 и 11определяется величиной давления передуплотнениями 16 и 17, т.е. в цент ральных частях полостей 1 О и 11.1288366 -УВНИИПИ Заказ 7785/31 Тираж 596 Подписное Произв."полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 11 ри настройке золотникового регулятора его золотник 7 устанавливают в нейтральное положение, при котором пояски золотника 7 перекрывают камеры 5 и 6. При необходимости по 5лучить результирующую осевую силуот давления в полостях 10 и 11 равной нулю, мембрану 19 не нагружают,а в случае необходимости получитьэту результирующую заданной по величине и направлению (например,для.уравновешивания указанных других осевых сил или для силового замыкания упорного подшипника роторанасоса) с помощью пружины 23, вращая винт 24, нагружают мембрану 19,смещая при этом золотник 7 от нейтрального положения,При работе насоса и возникновенииразницы давлений в полостях 10 и 11 20(например, при осевом смещении ротора, вызывающем изменение геометрииполостей 10 и 11 и соответственновеличины закрутки жидкости в них)соответственно изменяется давление 25в камерах 21 и 22 привода регулятора,что приводит к смещению мембраны 19от нейтрального положения, В случаепредварительного нагружения мембраны 19 пружиной 23 смещение от нейтрального положения происходит приотклонении разницы, давлений в полостях 10 и 11 от заданной величины.Перемещение мембраны 19 через шток20 вызывает соответствующее смещение золотника 7. Например, при повышении давления в полости 10 соот.ветственно увеличится давление вкамере 21 привода, мембрана 19 изолотник 7 перемещаются влево, Пояс- щки золотника 7 приоткрывают камеры5 и 6 регулятора, причем камера 6сообщается с камерой 3 высокогодавления, подключенной к зоне 9 нагнетания насоса, а камера 5 - с камерой 4 низкого давления, подключенной к зоне 8 всасывания. Протечкаот периФерии к центру в полости 10со стороны ведущего диска 13 увеличивается, а. в полости 11 со стороны 50ведомого диска 14 - уменьшается,что приводит соответственно к понижению давления в полости 10 и повышению в полости 11. Таким образом,происходит автоматическое изменение эпюр давления в полостях 10 и 11 и соответственно уравновешивание осевых сил .(или поддержание заданной величины и направления осевой силы) при возможных возмущениях; изменении геометрии полостей 10 и 11 от осевого смещения ротора при внешних нагрузках, изменении величин протечек через уплотнения 16 и 17 в результате их неравномерного износа и т.п.Таким образом, в насосе при изменении параметров и режимов работы происходит автоматическое поддержание величины осевой силы на заданной (в том числе и равной нулю) величине, что повьппает надежность работы насоса, исключает возможность изменения направления осевой силы на роторе и связанных с этим неустойчивых режимов. Формула изобретения 1.Устройство регулирования осевой силы в центробежном насосе, содержащее золотниковый регулятор, включающий корпус и установленный в нем с образованием камер золотник, при отом камеры сообщены в зонами нагнетания и всасывания насоса и центральными частями кольцевых полостей, образованных корпусом насоса, ведущим и ведомым дисками его рабочего колеса и уплотнениями, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности путем обеспечения автоматического регулирования осевой, силы, действующей на рабочее колесо, золотник снабжен мембранным приводом, включающим закрепленную в корпусе мембрану, соединенную с золотником и разделяющую корпус на две камеры, сообщенные с кольцевыми полостями.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нагружения рабочего колеса осевой силой заданной величины и направления, мембранный привод снабжен регулируемой пружиной, установленной между корпусом и мембраной со стороны, противоположной подсоединению золотника.