Центробежный насос

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19 Р 29 оримен агрег а повышеобежныи 2 - узел Т насос, общии вид; на на Фиг. 1 (опорный эл пьезоэлектрическим да мент нчиком)(Фиг. оса с содер- уста- пинк ежнып насос1, рабочееа валу 3, шзакрепленньпороны рабон ентро со 2,оподши жит корпу новленное коларив рпусе 1 чеса 2,устан 4 вала 3, тыльной с го уплотнительнше кольц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московскиц авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(57) Изобретение может найти применение в высоконапорных насосных агрегатах различного назначения, Цель изобретения - повышение надежности насоса путем разгрузки ротора от осевой силы Центробежный насос содержит рабочее колесо 2 с радиальными зазорами 7, 8. Уплотнительные кольца 5, 6 выполнены Изобретение относится к ма строению и может наити п высоконапорных насосных различного назначения.Целью изобретения являет ние надежности насоса путем ки ротора от осевой силыНа Ьиг. 1 показан центр в виде пьезокерамических элементовШарикоподшипник 4 снабжен установленными на торцах пьезоэлектрическими датчиками 10, 11. По сигналу с датчиком 10, 11 на пьезокерамические элементы подается гармонический электрический сигнал, кольца 5, 6 совершают колебания. Это приводит к турбулизации потока в зазорах 7, 8. При смещении рабочего колеса 2 вправо датчик 11 выдает положительный сигнал, а датчик 10 - отрицательный. На кольцо 6 при этом поступает увеличенный электрический сигнал, а на кольцо 5 - уменьшенный. Утечки через зазор 8 уменьшатся, а через зазор 7 увеличат- аФ ся, это уравновесит суммарную силу, сместившую ротор, Аналогичным образом осуществляется разгрузка от осевой силы, направленной влево. 2 ил. С: ленные в корпусе 1 с передней и тыль- Я 1 ной стороны рабочего колеса 2 и обра-, (,ф зующие с ним радиальные зазоры 7 и 8.Уплотнительные кольца 5 и 6 выпол- (ф нены в виде закрепленных в корпусе 1 . ц пьезокерамических элементов с электродами для обеспечения электрической связи. Льезокерямические уплотнительные кольца 5 и 6 отделены от корпуса 1 посредством виброизолирующих прокладок (не показаны). Внутри каждого Ь пьезокерамического уплотнительногоап кольца размещена упругая оболочка 9.Иарикоподшипник 4 снабжен.установленными на его торцах равномерно по окружности пьезоэлектрическими датчиками 10 и 11 усилий, контактирующимис корпусом 1. Каждый датчик усилий (Фиг. 2) может быть выполнен, например, в виде размещенных в обоймах12 и 13 и соединенных между собой про"5 межуточного элемента 14 и пьезоэлектрического преобразователя 15. Обоймы12 и 13 отделены друг от друга посредством виброизолирующих прокладок16. Насос снабжен управляющим устрой ством 17, включающим преобразователь и усилитель электрических сигналов, при этом пьезоэлектрические датчики10 и 11 электрически связаны с пьезокерамическими уплотнительными коль цами 5 и 6 через управляющее устройство 17.Устройство работаетследующим образом.Предварительно производится наст ройка системыразгрузки на рабочем.режиме насоса с целью достижения ну. -левых значений электрических сигналов,поступающих с пьезоэлектрических датчиков 10 и 11 при условии равенства 25 нулю осевой силы на подшипнике на этом режиме.При переходе на другой режим иливследствие изменения внешних воздействий суммарное осевое усилие на центробежном колесе насоса станет отличным от нуля. Тогда по сигналу с датчиков 10 и 11 от источника питания(не показан) на электроды пьезокерамических уплотнительных колец 5 и 635подается гармонический электрическийсигнал. Вследствие обратного пьезоэфйекта кольца 5 и 6 начинают совершать колебания в радиальном направлении в виде растяжения-сжатия, интенсивность которых увеличивается с помощью упругой оболочки 9. Это приводит к турбулизации потока рабочего.;тела в зазорах 7 и 8 к изменению величин утечек компонента через уплотнительные кольца 5 и 6 на буртахрабочего колеса 2, приводящему к перераспределению давлений компонентав полостях насоса, а также осевыхусилий действующих на основной и покрывной диски рабочего колеса. Под-,бором частоты колебаний и амплитудыэлектрического сигнала достигаетсякомпенсация осевого усилия.В дальнейшем разгрузка от осевой55 силы осуществляется за счет изменения амплитуды электрического сигнала. Предположим, что в некоторый момент времени суммарное осевое усилие на центробежном колесе стало отличным от нуля и направлено вправо. В этом случае через наружное кольцо шарикоподшипника 4 и пьезоэлектрический преобразователь 15 датчик 11 выдает электрический сигнал положительного знака. В свою очередь, пьезоэлектрический преобразователь 15 датчика 10 приведет к генерированию электрического сигнала отрицательного знака. Преобразуя и усиливая полученные сигналы, управляющее устройство 17 вырабатывает. сигналы на увеличение амплитуды электрического сигнала, подаваемого на электроды пьезокерамического уплотнительного кольца 6, и уменьшение амплитуды электрического сигнала, подаваемого на электроды пьезокерамического кольца 5. Это приведет к уменьшению утечек через радиальный зазор 8 и увеличению утечек через радиальный зазор 7, что увеличит осевое усилие, действующеена задний покрывной диск рабочего колеса 2, и уменьшит осевое усилие, действующее на передний покрывной диск рабочего колеса 2, Результирующая приращений этих сил будет направлена влево и уравновесит суммарную осевую силу.Аналогичным образом осуществляется разгрузка от осевой силы, направленной влево.Для более точного учета осевой силы используется несколько равномерно расположенных по окружности датчиков 10 и 11 усилий, что дает возможность вырабатывать управляющую инбормацию на основании усредненного сигнала с датчиков.Предложенный центробежный насос на всех режимах работы и при любом внешнем воздействии позволит авто- матически компенсировать осевую нагрузку, что повысит его надежность по сравнению с прототипом.Формула изобретенияЦентробежный насос, содержащий корпус, рабочее колесо, установлен- но на валу шарикоподшипник вала, закрепленный в корпусе с тыпьной стороны рабочего колеса, уплотнительные кольца, размещенные в корпусе с передней и тыльной стороны рабочего колеса и образующие с ним ради-, альные зазоры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения на1698489 оставитель Е. Ивановехред Л.Олийнык Корректор Редактор М кина тай Заказ 377 ТиражГосударственного комитета по изобрет113035Москва, Ж,Раушс одписно КНТ СССР м и открытиямнаб., д. 4/5 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 оизводственно дежности путем разгрузки ротора отосевой силы, шарикоподшипник снабженустановленными на торцах равномернопо окружности пьезоэлектрическимидатчиками усилий, контактирующими скорпусом, а уплотнительные кольца выполнены в виде пьезокерамическихэлементов, покрытых упругими оболочками, при этом насос снабжен управляющим устройством, электрически свя-зывающим пьезоэлектрические датчикио пьеэокерамическими элементами.