Центробежный насос и способ регулировки расстояния износостойкой пластины от рабочего колеса центробежного насоса - RU2751118C2

Чертежи

Описание

Область техники

[0001] Настоящее изобретение в основном находит применение в области гидравлических машин и, в частности, относится к центробежным насосам для подъема чистой воды или воды со взвешенными частицами.

[0002] Настоящее изобретение также относится к способу регулировки расстояния износостойкой пластины от рабочего колеса центробежного насоса.

Уровень техники

[0003] Давно известно использование износостойких пластин в гидравлических машинах и центробежных насосах и их присоединение к всасывающим фланцам крышек для уменьшения их износа и увеличения срока службы насоса.

[0004] В частности, износостойкие пластины устанавливают на фланец на стороне поверхности, обращенной к рабочему колесу, эти пластины защищают внутреннюю поверхность фланца от взвешенных частиц, воздействующих на него во время подъема жидкости.

[0005] Износостойкие пластины изнутри покрывают антифрикционным материалом, например Тефлоном, и располагают на заданном осевом расстоянии от лопастей рабочего колеса, которое известно как «зазор износа».

[0006] Такое осевое расстояние не должно превышать минимального значения для сохранения показателя производительности насоса.

[0007] Когда зазор износа превышает минимальное значение, например, вследствие износа пластины, между входом и выходом насоса создается значительная разница давления жидкости и появляются протечки.

[0008] В попытке по меньшей мере частично устранить эти недостатки, центробежные насосы оборудуют средствами ручной регулировки зазора износа.

[0009] Эти насосы содержат резиновые прокладки или тефлоновые кольца, которые необходимо установить с задней стороны насоса между подшипником двигателя и корпусом насоса или с задней стороны рабочего колеса.

[0010] Зазор износа может быть отрегулирован с помощью передвижения рабочего колеса относительно износостойкой пластины с помощью уплотнений или тефлоновых колец различной толщины.

[0011] Первый недостаток такой конструкции в том, что оператору требуется разобрать корпус насоса, чтобы установить уплотнения и отрегулировать зазор износа.

[0012] Этот недостаток усложняет процедуры технического обслуживания и сборки, что увеличивает общую продолжительность процесса.

[0013] Следующий недостаток состоит в том, что уплотнения различной толщины часто трудно найти на месте эксплуатации.

[0014] Еще один недостаток состоит в том, что резиновые уплотнения и тефлоновые кольца имеют свойство деформироваться со временем, что приводит к нежелательному отклонению допуска, заявленного производителем насосной установки.

[0015] Еще один недостаток заключается в том, что уплотнения и кольца подвержены быстрому износу и должны быть периодически заменяемы оператором с целью обеспечения надежной работы насоса.

[0016] Еще один недостаток заключается в том, что процедура демонтажа включает удаление всасывающего фланца, который не соединен с блоком насоса и должен быть перемещен с помощью надлежащего подъемного оборудования.

Техническая проблема

[0017] С точки зрения уровня техники, техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается обеспечении центробежного насоса, который обеспечивает простую и быструю начальную регулировку расстояния между износостойкой пластиной и рабочим колесом, а также простое и быстрое техническое обслуживание.

Раскрытие сущности изобретения

[0018] Задача настоящего изобретения состоит в решении вышеупомянутой технической проблемы путем обеспечения центробежного насоса и способа регулировки расстояния износостойкие пластины от рабочего колеса в центробежном насосе, которые являются высокоэффективными и достаточно малозатратными.

[0019] Конкретной задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса, как описано выше, который обеспечивает простое и быстрое регулирование осевого расстояния между износостойкой пластиной и рабочим колесом в процессе сборки насоса.

[0020] Другой задачей настоящего изобретения является создание центробежного насоса вышеупомянутого типа, который выполнен с возможностью регулирования осевого расстояния согласованным по времени способом.

[0021] Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса вышеупомянутого типа, который обеспечивает быстрое и простое техническое обслуживание.

[0022] Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса вышеупомянутого типа, который не требует особенных навыков от оператора в процессе регулировки осевого расстояния.

[0023] Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса вышеупомянутого типа, для которого может быть уменьшено общее время работы.

[0024] Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса вышеупомянутого типа, который позволяет избежать обслуживания тяжелых деталей.

[0025] Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение центробежного насоса вышеупомянутого типа, который обеспечивает возможность проверки внутренней части корпуса насоса непосредственно на рабочей площадке без использования подъемного оборудования.

[0026] Эти и другие задачи, как более полно объяснено ниже, выполняются центробежным насосом для подъема чистой воды или воды со взвешенными частицами, как это определено в пункте 1 формулы изобретения, который содержит полый корпус, определяющий центральную ось и имеющий улитку с радиальным впускным каналом и передним отверстием, и рабочее колесо, размещенное в корпусе и выполненное с возможностью соединения с двигателем для вращения вокруг центральной оси и содержащее множество лопастей, поверхности кромок которых по существу расположены в одной плоскости с закругленной периферической областью.

[0027] Для закрытия переднего отверстия также предусмотрена крышка, которая содержит фланец с центральной частью, выполненной с возможностью установки в переднее отверстие и имеющей всасывающий канал, радиальную часть и износостойкую пластину, которая жестко соединена с фланцем и расположена на заданном осевом расстоянии от закругленной периферийной области рабочего колеса. Насос содержит средства регулировки осевого расстояния износостойкой пластины.

[0028] Средства регулировки, установленные на фланце, обеспечивают возможность доступа снаружи, и выполнены с возможностью калибровки осевого положения износостойкой пластины и с возможностью блокировки последней в калиброванном положении.

[0029] Согласно дополнительному аспекту, в изобретении обеспечен способ регулировки заданного осевого расстояния износостойкой пластины от рабочего колеса в центробежном насосе, как это определено в пункте 13 формулы изобретения.

[0030] Предпочтительные варианты реализации изобретения достигаются в соответствии с зависимыми пунктами формулы.

Краткое описание чертежей

[0031] Следующие признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из подробного описания предпочтительного, неисключительного варианта реализации центробежного насоса для подъема чистой воды или воды со взвешенными частицами, которое описано как не ограничивающий пример при помощи приложенных чертежей, на которых:

На ФИГ. 1 и 2 показаны виды спереди в перспективе центробежного насоса согласно настоящему изобретению в первой рабочей конфигурации соответственно;

На ФИГ. 3 показан вид в перспективе центробежного насоса во второй рабочей конфигурации;

На ФИГ. 4-11 показаны виды снизу в разрезе, выполненные в плоскости I-I, способа регулировки осевого расстояния центробежного насоса согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

[0032] В частности, на чертежах показан центробежный насос, в целом обозначенный 1, для подъема чистой воды или воды со взвешенными частицами.

[0033] Центробежный насос 1 настоящего изобретения может быть установлен, например, в здании или на промышленной дренажной станции для выкачивания воды из почвы.

[0034] В предпочтительном варианте реализации изобретения, центробежный насос 1 содержит полый корпус 2, определяющий продольную ось L и имеющий переднее отверстие 3 и улитку 4 с радиальным впускным каналом 5.

[0035] Как хорошо известно, впускной канал 5 может быть соединен с напорной трубой, не показанной на рисунке, для выпуска жидкости.

[0036] Кроме того, переднее отверстие 3 может быть ограничено по радиусу радиальной стенкой 6 с соответствующей передней поверхностью 7, как лучше всего показано на ФИГ. 4-11.

[0037] Рабочее колесо 8 расположено внутри полого корпуса 2 и выполнено с возможностью соединения с двигателем, не показанным на фигурах, с помощью которого оно может вращаться.

[0038] Рабочее колесо 8 содержит множество радиальных лопастей 9, соответствующие верхние кромки 10 которых по существу расположены в одной плоскости с закругленной периферической областью 11.

[0039] Насос 1 содержит крышку 12 для закрытия переднего отверстия 3, который состоит из фланца 13 с центральной частью 14, имеющего по существу осевой всасывающий канал 15 для втягивания жидкости, и по существу радиальной периферической частью 16.

[0040] В то время, как полый корпус 2 закрыт, центральная часть 14 фланца 13 будет плотно установлена в переднем отверстии 3, в то время, как передняя поверхность 17 периферической части 16 будет упираться в переднюю поверхность 7 радиальной стенки 6 полого корпуса 2.

[0041] Предпочтительно, как описано выше в отношении впускного канала 5, всасывающий канал 15 может быть присоединен к подающему трубопроводу для жидкости, не показанному на чертежах.

[0042] Крышка 12 может присоединяться к корпусу 2 с шарнирными механизмами 18 имеющими оси Y вращения, по существу располагающиеся поперек вертикальной оси L так, что корпус 2 может быть открыт и доступен без необходимости перемещения тяжелых деталей.

[0043] Как лучше всего видно из ФИГ. 3, шарнирные механизмы 18 могут содержать первый концевой элемент 18', прикрепленный к корпусу 2, и второй концевой элемент 18'', составляющий одно целое с крышкой 12.

[0044] Кроме того, промежуточный элемент 18''' установлен на первый концевой элемент 18' и выполнен с возможностью перемещения вдоль соответствующего продольного направления X параллельно центральной оси L, второй концевой элемент 18'' поворачивается на нем.

[0045] Как лучше всего видно из ФИГ. 3, первый концевой элемент 18' и промежуточный элемент 18''' могут состоять из соответствующих U-образных скоб, тогда как второй концевой элемент 18'' может состоять из пластины.

[0046] В то время как насос 1 открыт, промежуточный элемент 18''' будет просто перемещаться относительно первого концевого элемента 18' в продольном направлении X, и второй концевой элемент 18'' будет поворачиваться с крышкой 12 относительно промежуточного элемента 18'' вокруг вертикальной оси Y.

[0047] Насос 1 содержит по существу круглую пластину износа 19, жестко прикрепленную к фланцу 13 и находящуюся на заданном расстоянии d₁, также известном как зазор износа, от закругленной периферической области 11 рабочего колеса 8.

[0048] То есть, износостойкая пластина 19 содержит центральное отверстие 20, которое соответствует всасывающему отверстию 15, и может быть, таким образом, отрегулирована в процессе сборки.

[0049] Кроме того, пластина 19 зафиксирована на фланце 13, в частности на его центральной части 14, с помощью множества радиально расположенных анкерных винтов 21, головки 22 расположены в одной плоскости со внутренней поверхностью 23 пластины 19, которая повернута к рабочему колесу 8.

[0050] Износостойкая пластина 19 может быть изготовлена из высокопрочного материала, выбранного из группы, включающей чугун, морскую бронзу и нержавеющую сталь, а внутренняя поверхность 23 может быть покрыта одним или более слоями устойчивой к царапинам резины, не показана на чертежах.

[0051] Слои резины склонны к износу и будут изношены после определенного числа циклов работы насоса, в частности в результате вибрации, вызванной взвешенными в воде частицами.

[0052] Таким образом, оператору необходимо периодически обслуживать износостойкую пластину 19 путем удаления анкерных винтов 21 и ее замены новой пластиной 19 с неповрежденным покрывающим слоем.

[0053] Средства 24 регулировки также предусмотрены для управляемой регулировки осевого расстояния d₁ износостойкой пластины 19 от рабочего колеса 8.

[0054] В исключительном аспекте настоящего изобретения, средства 24 регулировки, установленные на фланец 13 крышки 12, обеспечивают возможность доступа снаружи и выполнены с возможностью калибровки осевого положения износостойкой пластины 19 и блокировки последней в калиброванном положении.

[0055] В связи с этим, осевое расстояние d₁ может быть отрегулировано простым и быстрым способом, без воздействия на рабочее колесо 8 внутри корпуса 2 насоса 1, и без необходимости перемещения тяжелых частей соответственно.

[0056] Кроме того, средства 24 регулировки будут поддерживать подходящее оптимальное осевое расстояние d₁ в течение длительного времени, для предотвращения внезапного изменения давления и протечки жидкости.

[0057] Предпочтительно, как это лучше всего показано на ФИГ. 4-11, средства 24 регулировки содержат множество штифтов 25 с первыми резьбовыми концами 26, закрепленными в первом кольце 27 сопрягаемых резьбовых отверстий. Первое кольцо 27 сопрягаемых сквозных отверстий выполнено в радиальной стенке 6 корпуса 2 на периферии переднего отверстия 3.

[0058] Штифты 25 содержат соответственно гладкие промежуточные части 28, которые выполнены с возможностью прохождения сквозь второе кольцо 29 соответственно гладких сквозных отверстий, выполненных в периферийной части 16 фланца 13 и соответствующие вторые резьбовые концы 30 с заданным шагом резьбы p.

[0059] Вторые резьбовые концы 30 приспособлены для того, чтобы выступать из внешней торцевой поверхности 31 периферийной части 16 фланца 13 и снабжены множеством калибровочных упорных гаек 32, которые выполнены с возможностью затягивания на соответствующих вторых резьбовых концах 30.

[0060] В частности, упорные гайки 32 выполнены с возможностью затягивания на вторых резьбовых концах 30 штифтов 25, чтобы перемещать их из заблокированного положения, в контакте с торцевой поверхностью 31 фланца 13, в калиброванное положение на минимальное относительное расстояние d₂, имеющее заданную величину, от фланца 13 и обратно.

[0061] Предпочтительно, заданное значение минимального относительного расстояния d₂ может быть точно задано и соответствует произведению заданного шага резьбы р вторых резьбовых концов 30 штифтов на число оборотов или долей оборота при закручивании или откручивании упорных гаек 32.

[0062] Средства 24 регулировки могут также содержать множество упорных винтов 33, которые затянуты в соответствующем третьем кольце 34 сопрягаемых резьбовых сквозных отверстий, выполненных в периферийной части 16 фланца 13.

[0063] Как лучше всего видно из ФИГ. 3 и 5, отверстия во втором кольце 29 гладких сквозных отверстий и отверстия в третьем кольце 34 сопрягаемых резьбовых сквозных отверстий могут быть образованы в периферийной части 16 фланца 13 на равных и радиально смещенных угловых расстояниях.

[0064] Вариант реализации, как показано на ФИГ. 3 и 5 использует четыре штифта 25 и четыре упорных винта 33, входящих в соответствующие отверстия второго кольца 29 гладких сквозных отверстий и в отверстия третьего кольца 34 сопрягаемых резьбовых сквозных отверстий, для регулировки осевого расстояния d₁.

[0065] Тем не менее, количество упорных винтов 33 и штифтов 25 может отличаться от изображенного на чертежах без отступления от объема настоящего изобретения.

[0066] Упорные винты 33 имеют соответствующие внутренние концы 35, которые приспособлены для взаимодействия с передней поверхностью 7 радиальной стенки 6 корпуса 2, и соответствующие головки 36 в продольно противоположных положениях, выступающие из торцевой поверхности 31 фланца 13.

[0067] Головка 36 каждого упорного винта 33 имеет такую форму, чтобы приводиться в движение инструментом, так, чтобы винты 33 были затянуты и фланец 13 был выдвинут в осевом направлении с износостойкой пластиной 19, жестко закрепленной на нем, на осевом расстоянии d₁, равном минимальному относительному расстоянию d₂, на калиброванное положение.

[0068] Кроме того, каждый упорный винт 33 может содержать соответствующую контргайку 33' на своей соответствующей головке 36, которая может быть затянута на винте 33 для блокировки фланца 13 в калиброванном положении при его осевом перемещении.

[0069] В соответствии со следующим аспектом, изобретение предлагает способ регулировки заданного осевого расстояния износостойкой пластины 19 от рабочего колеса 8 в центробежном насосе 1 вышеописанного типа.

[0070] Способ включает в себя этапы а) закрывание крышки 12 на корпусе 2 насоса 1 путем затягивания первых резьбовых концов 26 штифтов 25 в отверстия первого кольца 27 корпуса 2 и вставления их в гладкие сквозные отверстия второго кольца 29 фланца 13, как показано на ФИГ. 4 и 5.

[0071] В этом положении передняя поверхность 17 периферийной части 16 фланца 13 контактирует с передней поверхностью 7 корпуса 2, а внутренняя поверхность 23 износостойкой пластины 19 контактирует с верхними кромками 10 лопастей 9 рабочего колеса 8.

[0072] За вышеуказанным этапом следует этап b) затягивание калибровочных упорных гаек 32 на вторых резьбовых концах 30 штифтов 25 до упора их в торцевую поверхность 31 фланца 13 и удерживание крышки 12 в контакте с полым корпусом 2 в вышеописанном положении, как показано на ФИГ. 6 и 7.

[0073] Способ включает этап с), как показано на ФИГ. 8, ослабление упорных гаек 32 на определенное число оборотов или заданных долей оборота, чтобы переместить их от торцевой поверхности 31 фланца в калиброванное положение на заданном минимальном относительном расстоянии d₂, и этап d), как показано на ФИГ. 9, затягивание упорных винтов 33 с их соответствующими контргайками 33' в третье кольцо 34 сопрягаемых резьбовых сквозных отверстий, чтобы переместить внутренние концы 35 соответственно до соприкосновения с передней поверхностью 7 корпуса 2.

[0074] Следующий этап е) предлагает, как показано на ФИГ. 10, дополнительное затягивание упорных винтов 33 для перемещения фланца 13 от передней поверхности 7 и, в результате, для перемещения износостойкие пластины 19 от круговой периферийной области 11 рабочего колеса 8 на осевое расстояние d₁, равное минимальному относительному расстоянию d₂, как показано ко ФИГ. 11.

[0075] Способ включает этап f), затягивание контргаек 33' на соответствующих упорных винтах 33, чтобы заблокировать фланец 13 в калиброванном положении при соответствующем осевом смещении, как показано на ФИГ. 11.

[0076] Количество поворотов или долей поворота при ослаблении упорных гаек 32 определяется алгоритмом, который зависит от значения, присвоенного осевому расстоянию d₁ износостойкой пластины 19 до рабочего колеса 8 и от шага резьбы р резьбовых концов 30 штифтов 25.

[0077] Алгоритм включает следующую формулу:

R=N/p,

где

N - число оборотов или долей оборота;

R - осевое расстояние d₁ износостойкой пластины 19 от рабочего колеса 8; и

Р - заданный шаг резьбы р вторых резьбовых концов 30 штифтов 25.

[0078] Например, заданный шаг для ISO М16 штифта 25, предлагаемого в настоящем изобретении, составляет 2 мм. Таким образом, для того, чтобы получить осевое расстояние R износостойкие пластины 19 от рабочего колеса, равное 1 мм, упорные гайки 32 должны быть просто ослаблены на половину оборота

[0079] Износостойкая пластина 19 отодвигается от верхних кромок 10 лопаток 9 рабочего колеса 8, пока торцевая поверхность 31 фланца 13 не упрется в упорные гайки 32 в калиброванном положении.

[0080] Предпочтительно, перед закрытием крышки 12, определяется действительное значение осевого расстояния d₁ между износостойкой пластиной 19 и верхней кромкой 10 лопаток 9 рабочего колеса 8.

[0081] Информация, раскрытая выше, ясно показывает, что центробежный насос и способ регулировки осевого расстояния между износостойкой пластиной и рабочим колесом выполняют намеченные задачи, и, в частности, позволяет регулировать данное расстояние простым и понятным образом.

[0082] Центробежный насос и способ осуществления изобретения подвержены ряду изменений и вариантов в рамках изобретательской концепции, раскрытой в прилагаемой формуле изобретения.

[0083] Хотя насос и способ были описаны с конкретной ссылкой на прилагаемые фигуры, цифры, упомянутые в раскрытии и формуле изобретения, используются только для лучшего понимания изобретения и не предполагают ограничения объема заявленного изобретения каким-либо образом.

Промышленная применимость

[0084] Настоящее изобретение может найти применение в промышленности, так как оно может быть произведено в промышленном масштабе на заводах производителях гидравлических машин.

Реферат

Изобретение относится к центробежному насосу (1) для подъема чистой воды или воды со взвешенными частицами, который содержит полый корпус (2), определяющий центральную ось (L) и имеющий переднее отверстие (3) и улитку (4) с впускным каналом (5), рабочее колесо (8), размещенное в корпусе (2), выполненное с возможностью соединения с двигателем и имеющее лопасти (9), верхние кромки которых (10) по существу лежат в одной плоскости с кольцевой периферийной областью (11). Крышка (12) также предусмотрена для закрытия переднего отверстия (3), которая состоит из фланца (13) с центральной частью (14) и по существу радиальной периферийной частью (16) по существу круглой износостойкой пластины (19), жестко соединенной с фланцем (13) и размещенной на заданном осевом расстоянии (d1) от кольцевой периферийной области (11) рабочего колеса (8) и средств (24) регулировки для управляемой регулировки осевого расстояния (d1) износостойкой пластины (19). Средства (24) регулировки устанавливаются на фланце (13) и могут быть доступны снаружи и выполнены с возможностью калибровки осевого положения износостойкой пластины (19) и для блокировки последней в откалиброванном положении. Также описан способ регулировки осевого расстояния (d1) износостойкой пластины (19) от рабочего колеса (8) в центробежном насосе (1). Изобретение обеспечивает простую и быструю начальную регулировку расстояния между износостойкой пластиной и рабочим колесом, а также техническое обслуживание. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула