[1]Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для перекачки жидкостей различной вязкости и содержащих твердые включения, например нефти.
[2]Известны насосы, например шнекоцентробежный насос по патенту РФ №2062360, МПК F04D 1/04, 20.06.1996, сущность которого заключается в том, что в насосе применены гидростатические подшипники скольжения с камерами, которые подключены к выходу насоса, и подшипники покрыты материалом на основе карбида бора.
[3]Известен также шнекоцентробежный насос по патенту РФ №2331795, МПК F04D 9/04, 10.12.2007, в котором для улучшения кавитационных характеристик насосов перед центробежным колесом устанавливается осевое колесо - шнек переменного шага со специально профилированными лопатками, с уменьшающейся площадью к выходу из шнека, а к гидростатическим подшипникам жидкость подводится через гидроциклон, в котором происходит очистка жидкости от твердых включений, а грязная жидкость сбрасывается во всасывающий патрубок насоса. На консоли вала установлена гидростатическая пята с дросселирующими зазорами.
[4]Это техническое решение, которое по решаемой задаче и техническому результату является наиболее близким к предлагаемому изобретению, имеет ряд недостатков: сложность конструкции, снижение объемного КПД насоса, так как в гидроциклоне только 10-15% жидкости очищается, остальная сбрасывается с нагнетания на всас насоса, дисковые потери в гидропяте также снижают КПД насоса.
[5]Задачей настоящего изобретения является создание шнекоцентробежного насоса, обладающего повышенной долговечностью подшипников, повышенным значением КПД насоса при применении более простой конструкции подшипников скольжения, смазываемого очищенной перекачиваемой жидкостью.
[6]Поставленная задача решается тем, что в шнекоцентробежном насосе, состоящем из корпуса, ротора с установленным на валу рабочим колесом двустороннего входа с полостью во втулке, установленными перед входом в рабочее колесо шнеками постоянного или переменного шага лопаток, с подшипниками скольжения, состоящими из втулки, установленной в корпусе и рубашки, закрепленной на валу, согласно изобретению полость во втулке рабочего колеса соединена отверстиями с каналами рабочего колеса, в валу выполнено отверстие, которое соединено с полостью рабочего колеса для подвода жидкости к подшипникам и с полостями подшипников при помощи отверстий, при этом втулка и/или рубашка на валу имеет микронеровности, например в виде сферических лунок.
[7]Для достижения максимального высокого КПД ротор выполнен с торцовым уплотнением с обеих сторон. За счет этого ротор насоса разгружен от осевых сил, и упорный гидродинамический подшипник выполнен минимального диаметра.
[8]В отличие от насоса пат. №2331795, у которого шнек помещен в гладкую втулку и диаметр шнека на входе в рабочее колесо меньше диаметра шнека на входе, в предлагаемой конструкции применен шнек постоянного диаметра, что существенно упрощает процесс сборки-разборки и упрощает конструкцию насоса. Шнек может быть как постоянного, так и переменного шага.
[9]На чертеже показан разрез насоса. Насос состоит из ротора 1, корпуса 2, рабочего колеса 3 двустороннего входа, имеющего полость 4, которая при помощи отверстий 5, число которых совпадает с числом лопаток колеса 3, соединена с каналом 6 рабочего колеса 3. В валу насоса выполнено сверление 7, которое при помощи отверстий 8 соединено с полостью 4. Подшипники 9 и 10 насоса состоят из неподвижной втулки, выполненной из стали с твердым покрытием и чистотой поверхности свыше 1,6 Rz, и вращающейся на валу рубашки 11. Поверхности втулки и/или рубашки 11 имеют регулярные микронеровности, например сферические лунки. На роторе 1 установлены упорные пяты 12, которые образуют с торцом неподвижной втулки рабочий зазор δ, обеспечивая суммарный осевой разбег ротора 1, равный 2δ . На концах ротора 1 установлены торцовые уплотнения 13. Камеры торцовых уплотнений 13 соединены со всасом насоса отверстиями 14.
[10]Насос работает следующим образом. Перед пуском при выпуске воздуха все полости, каналы и отверстия 4-7 заполняются рабочей жидкостью. При достижении номинальных оборотов возникает перепад давлений между рабочим колесом 3 и всасыванием, обеспечивающий поток жидкости и подвод ее к опорным и упорным подшипникам 9, 10.
[11]Технический результат достигается за счет того, что в канале 6 рабочего колеса 3 скорость жидкости существенно выше, чем на входе в отверстия 5, твердые частицы вследствие сил вязкости и большего удельного веса «проскакивают» мимо отверстий 5. Случайные частицы, попадающие в полость 4, вследствие скорости, равной нулю, будут сосредоточиваться на большем диаметре, и выбрасываться обратно в рабочее колесо 3. Таким образом, к подшипникам 9, 10 будет подводиться чистая жидкость. Микронеровности на втулке и/или на рубашке 11 вала, выполненные в виде, например, сферических лунок, обеспечивают отсутствие при повторном пуске «сухого трения» и обеспечивают увеличение рабочего зазора в подшипнике за счет возникновения сферических вихрей. Вследствие уравновешенности ротора 1 от осевых сил, случайные осевые силы - незначительны, что позволяет выполнить гидростатическую разгрузку на меньшем диаметре или установить осевые упорные подшипники скольжения. Такое техническое решение позволяют снизить потери трения, повысить КПД насоса и существенно увеличить межремонтный пробег насоса.
