КОРПУС ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ НЕОДНОРОДНЫХ ТЕКУЧИХ СРЕД

Полезная модель относится к насосостроению, в частности, к конструкции предназначенных для перекачки неоднородных текучих сред - к насосам для перекачки пульпы, шламовым насосам, грунтовым насосам, пескососам и т.п.
В силу специфики своего функционирования эти насосы характеризуются интенсивным абразивным, эрозионным и коррозионным воздействием перекачиваемой среды на контактирующие с ней элементы конструкции насосов. Наиболее сильному воздействию, а следовательно и интенсивному износу лопатки рабочего колеса и корпуса (улитки) центробежных насосов, непосредственно взаимодействующие с высокоскоростным потоком жидкости с твердыми частицами.
В связи с этим большое внимание при проектировании и эксплуатации центробежных насосов уделяется повышению износостойкости их деталей и снижению затрат на их ремонт и эксплуатацию.
Одним из направлений совершенствования и увеличения срока службы центробежных пульповых насосов является подбор конструкционных материалов, характеризующихся высокой твердостью и износостойкостью и выбор геометрии внутренней поверхности корпуса для формирования потока жидкости, снижающего воздействие включенных в него частиц на детали насоса.
Так, известны центробежные насосы для перекачки пульпы содержащие корпус, формирующий спиралевидный профилированный отвод и установленное в корпусе рабочее колесо [1], [2].
Выполнение корпуса из характеризующегося высокой твердостью сорта чугуна или высокохромистой стали, увеличение толщины его стенки и выбор формы поперечного профиля отвода, формирующего поток жидкости с частицами твердых и агрессивных материалов, позволяет получить более равномерный и менее интенсивный износ корпуса. Однако эти меры приводят к усложнению и удорожанию насоса, а увеличение ресурса насоса является незначительным.
Известен также корпус центробежного насоса, содержащий выполненный из разъемно соединенных частей несущий (силовой) кожух спиралеобразной формы и закрепленный на нем резинотканевый каркас, покрытый с внутренней (рабочей) стороны защитным слоем резины [3], [4].
Установка с внутренней стороны корпуса резинового слоя позволяет повысить срок функционирования корпуса насоса, т.к. гидроабразивная износоустойчивость резины в несколько раз превосходит гидроабразивную стойкость стали, а наличие резинотканевого каркаса позволяет дополнительно защитить металлические элементы кожуха и обеспечить их надежную адгезию с защитным резиновым слоем в процессе вулканизации.
Однако этот результат достигается за счет усложнения конструкции корпуса, которая стала многоэлементной, и снижения его жесткости, при этом защитный слой резины все равно подвергается износу в процессе эксплуатации насоса, что требует его периодической замены, усложняя и удорожая эксплуатацию насоса.
Задача, на решение которой направлена полезная модель состоит в дальнейшем повышении срока службы корпуса центробежного насоса и снижении затрат на его эксплуатацию, а технический результат заключается в повышении износостойкости внутреннего облицовочного покрытия корпуса насоса и упрощения его конструкции.
Для достижения указанного технического результата в корпусе центробежного насоса для перекачки неоднородных текучих сред, содержащем выполненный, по крайней мере, из двух разъемно соединенных частей кожух спиралеобразной формы и расположенное на его внутренней поверхности облицовочное покрытие из армированного тканью эластомерного материала, предлагается облицовочное покрытие выполнить из резины, армированной, по крайней мере, одним слоем ткани на основе базальтового волокна и включающей наполнитель в виде частиц минералов высокой твердости, вводимых в него в процессе вулканизации.
В качестве наполнителя могут использоваться крошка корунда, крошка базальта, базальтовая чешуя [5], отрезки или очес базальтового волокна, а также различные смеси указанных материалов, при этом базальт и корунд могут быть модифицированы окисью кремния.
Облицовочное покрытие может быть жестко соединено с внутренней поверхностью кожуха в процессе вулканизации, проводимой, например, в автоклаве с предварительной пропиткой ткани и наполнителя хлоропреном.
Облицовочное покрытие может быть также выполнено в виде отдельного элемента, разъемно соединенного с кожухом, например, в местах разъема его частей [7].
Один из возможных вариантов реализации полезной модели представлен на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показано сечение А-А корпуса центробежного насоса.
На фиг.2 - поперечное сечение корпуса насоса.
На фиг.3 - фрагмент сечения кожуха с облицовочным покрытием в увеличенном масштабе.
Корпус 1 центробежного насоса для перекачки неоднородных текучих сред содержит наружный силовой кожух 2, выполненный, например, из двух частей 3 и 4, соединяемых резьбовыми элементами 5.
Части 3 и 4 кожуха 2 могут изготавливаться методом литья из чугуна и в соединенном виде образуют камеру спиралеобразной формы с входным отверстием 6 для текучей среды и выходным отверстием 7.Внутри корпуса 1 на оси 8 устанавливается рабочее колесо, связанное с приводом его вращения (на чертежах не показано).
На внутренней поверхности кожуха 2 закреплено облицовочное покрытие 9, которое выполнено из резины и включает слои армирующей ткани 10 из базальтового волокна и наполнитель 11 в виде частиц твердых минералов. В качестве наполнителя 11 могут использоваться крошка корунда, крошка базальта, базальтовая чешуя и отрезки или очес базальтового волокна, а также смесь этих материалов в различных сочетаниях.
Наполнитель 11 вводится в облицовочное покрытие 9 в процессе вулканизации в автоклаве, где размещаются кожух 2 с технологической вставкой 12 и слоем облицовочной резины 9 с предварительно пропитанными хлоропреном слоями базальтовой ткани 10 и частицами наполнителя 11. При этом облицовочное покрытие 9 может в процессе вулканизации жестко соединяться с кожухом 2 путем адгезии, либо оставаться не связанным с ним (путем предварительной обмазки внутренней поверхности кожуха 2 специальными составами). В последнем случае крепление облицовочного покрытия 9 в кожухе 2 в период эксплуатации насоса может осуществляться, например, путем зажима образованных на облицовочном покрытии фланцев 13 в местах разъема кожуха 2, либо путем установки в облицовочном покрытии 9 закладных элементов (на чертежах не показаны) [6].
Введение в облицовочное покрытие 9 базальтовой ткани 10 и частиц корунда и/или базальта, предпочтительно модифицированных окисью кремния, значительно повышает его износостойкость без существенного усложнения и удорожания корпуса 1 насоса и приводит к снижению затрат на его эксплуатацию.
Источники информации:
[1]. RU, 1247582, F04D 7/04, 1983.
[2]. RU, 2296243, F04D 7/04, 2003.
[3]. RU, 2133881, F04D 29/42, 1998, (прототип).
[4]. US, 3607600, B32B 7/04, 1971.
[5]. RU, 2351618, C08K 3/00, 2007.
[6]. US, 4120605, F03B 11/00, 1978.
[7]. US, 7416383, F04D 29/42, 2008.
[8]. EP, 0797737, F04D 29/42, 1999.