Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано преимущественно для перекачки жидкостей не содержащих абразивных включений, в любых отраслях техники.
Сущность изобретения поясняется на чертеже рис, где приведен продольный разрез насоса.
Шнекоцентробежный насос содержит вал 1, который выполнен пустотелым. На валу 1 установлено рабочее колесо 2, имеющее ступицу 3. Вал 1 установлен на подшипнике 4 в корпусе 5. Дополнительный вал 6 проходит внутри ступицы 3 и установлен, по меньшей мере, на одном промежуточном подшипнике 7, который установлен внутри ступицы 3. Подшипник 7 может быть любого типа, например, игольчатый, или подшипник скольжения, или магнитная опора (магнитный подшипник). На одном конце дополнительного вала 6, со стороны входа в насос, на дополнительном валу 6 установлен шнек 8, совмещенный с гидротурбиной (или выполняющий одновременно функции гидротурбины). Внутри шнека 8 выполнена внутренняя полость 9 и сквозные отверстия 10, выходящие в эту полость. Отверстия 10 выполнены тангенциальными, т. е. по касательной или под острым углом к боковой поверхности шнека 8. Внутри дополнительного вала 6 выполнен осевой канал 11 и радиальные отверстия 12, соединяющие этот канал с внутренней полостью 9 шнека 8. На валу 1 выполнены радиальные отверстия 13, внутри него – полость 14. Радиальные отверстия 13 соединяют разгрузочную полость 15 с полостью 14.
К корпусу 5 подстыкованы входной корпус 15, имеющий входную полость 16, имеющий входную полость 17 и выходной корпус 18, имеющий выходную полость 19. Между рабочим колесом 2 и подшипником 4 установлено уплотнение 20. Между шнеком 8 и рабочим колесом 2 выполнена полость 20. В рабочем колесе 2 выполнены отверстия 21, в которых установлены жиклеры 22. Шнек 8 закреплен на промежуточном валу винтом 23 с конической головкой. Между крыльчаткой 2 и шнеком 8 установлено кольцо 24 из фрикционного материала.

При включении привода (не показан), раскручивается вал 1 с крыльчаткой 2. На выходе из основного шнека 2 повышается давление перекачиваемого продукта и его часть (10%…15%) через жиклеры 21 поступает в разгрузочную полость 15, далее через радиальные отверстия 13 в полость 14, потом по каналу 11 через радиальные отверстия 12 поступают во внутреннюю полость 9 и потом через отверстия сбрасываются во входную полость 17, создавая при этом реактивный момент, действующий на дополнительный шнек, выполняющий одновременно функции гидротурбины. Дополнительный вал 6 вследствие небольшого расхода перекачиваемого продукта, проходящего через внутреннюю полость шнека 8 (10%…15% от общего расхода) вращается значительно медленнее, чем вал 1, т. е. дополнительный шнек 9 вращается с меньшими оборотами, чем рабочее колесо Это благоприятно сказывается на антикавитационных свойствах насоса в целом и одновременно позволяет спроектировать рабочее колесо 2 для работы на очень больших скоростях, что уменьшает вес и габариты насоса. Подбором диаметра жиклеров 22 можно настроить оптимальный режим работы дополнительного шнека 8.
Утечки перекачиваемого продукта, которые прошли через уплотнение 20 могут использоваться для смазки подшипника 4 или сбрасываться в дренаж или на вход в насос, если подшипник 4 не смазывается перекачиваемым продуктом. Схема позволила разгрузить осевые силы, действующие на дополнительные подшипник 7, т. к. осевые силы, создаваемые шнеком 8, выполняющим функции гидротурбины компенсируются.
Применение изобретения позволило:
1. Значительно улучшить антикавитационные свойства насоса за счет уменьшения скорости вращения шнека и применения консольной схемы.
2. Облегчить доводку насоса путем отдельной доводки системы разгрузки осевых сил и антикавитационных свойств насоса.
3. Спроектировать насос очень большой мощности за счет повышения частоты вращения крыльчатки.
4. Предотвратить срыв потока перекачиваемого компонента в насосе вследствие кавитации на его входе.
5. Создать насос с минимальным весом и габаритами при большом напоре и производительности за счет близкого расположения гидротурбины и дополнительного шнека, что привело к уменьшению числа деталей, упрощению сборки и уменьшению осевых габаритов насоса.
6. Разгрузить осевые силы, действующие на дополнительный подшипник (и), т. к. осевые силы, создаваемые шнеком незначительны.
7. Устранить утечки перекачиваемого продукта в дренаж.
8. Обеспечить при необходимости, смазку и охлаждение всех подшипников насоса перекачиваемым продуктом.

Автор статьи: Патентный поверенный РФ Болотин Николай Борисович