ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в конструкциях консольных и других центробежных насосов.
Известен вертикальный конденсатный насос марки КсВ125-140 по ТУ 25-06-1567-89. Насос включает корпус, разделенный на приводную и насосную части посредством перегородки, имеющей осевую расточку и сальниковую камеру, в которой размещен радиальный подшипник скольжения, а за ним установлена втулка с уплотнением. Втулка закреплена на проходящем через расточку валу с концевой подшипниковой опорой, включающей сдвоенный радиально-упорный подшипник качения и радиальный подшипник скольжения На валу консольно установлены рабочие колеса насосной части. Недостатком такого насоса является низкая жесткость вала, быстрое изнашивание подшипниковой опоры, что приводит к деформации вала, и соответственно, к снижению надежности.
Кроме того, недостатком известных схем центробежного насоса является то, что при модернизации насосов консольного типа, сохранивших работоспособную проточную часть, переделке
подвергаются практически все корпусные детали модернизируемого насоса, от которого остаются лишь спиральный отвод, который отсоединять от технологических трубопроводов не обязательно, и рабочее колесо.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым вариантам полезной модели является центробежный насос по патенту РФ №25053, 2002.05.16, МПК: F 04 D 7/06.
Центробежный насос содержит корпус, вал с торцовым уплотнением, камеру уплотнения вала в осевом отверстии крышки корпуса, в которой размещен радиальный подшипник скольжения, концевую подшипниковую опору вала, включающую сдвоенный упорный шариковый подшипник, рабочие колеса, установленные в корпусе и консольно закрепленные на валу, а торцовое уплотнение установлено за подшипником скольжения, выполненным самоустанавливающимся. Модернизация консольных центробежных насосов по такой схеме не всегда возможна из-за случаев несовместимости сред перекачиваемой (рабочей) и смазочно-охлаждающеи жидкости, которая в таких насосах предназначена для смазки и охлаждения радиального подшипника скольжения и торцового уплотнения.
Технической задачей полезной модели является возможность, при минимальных переделках в модернизируемом насосе, осуществлять смазку и охлаждение радиального подшипника и торцового уплотнения не перекачиваемой средой, а отдельно другой жидкостью, что позволяет расширить функциональные возможности центробежного консольного насоса, перекачивая любую среду независимо от вида смазывающе-охлаждающей жидкости.
Решение данной технической задачи (первый вариант устройства) достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, вал с уплотнением, камеру уплотнения вала, размещенную в осевом отверстии крышки корпуса, концевую подшипниковую опору вала, включающую сдвоенный радиально-упорный подшипник, рабочее колесо, установленное в корпусе и консольно закрепленное на валу, радиальный подшипник скольжения, размещенный в камере уплотнения вала, при этом уплотнение установлено со стороны рабочего колеса насоса за радиальным подшипником скольжения, а перед радиальным подшипником скольжения со стороны рабочего колеса насоса установлено дополнительно введенное второе уплотнение вала.
Уплотнения вала выполнены в виде торцовых уплотнений и включены или последовательно, входом навстречу к рабочему колесу, при этом в объем, образовавшийся между уплотнениями, направляют смазывающе-охлаждающую жидкость при давлении, меньшем давления уплотняемой среды, или навстречу друг другу, при этом в объем, образовавшийся между уплотнениями, направляют смазывающе-охлаждающую жидкость при давлении, большем давления уплотняемой среды.
Для повышения надежности запирания перекачиваемой среды уплотнение, установленное со стороны рабочего колеса насоса за радиальным подшипником скольжения, выполнено в виде двойного торцового уплотнения типа тандем. Радиальный подшипник скольжения выполнен самоустанавливающимся.
Такие конструкции центробежного насоса имеют отдельные системы смазки подшипников, а значит и отдельные системы контроля, что усложняет конструкцию насоса. Поэтому технической задачей второго варианта предлагаемой полезной модели является создание конструкции центробежного насоса с единой (одной) системой смазки всех подшипников насоса (радиального и радиально-упорных).
Для этого в центробежном насосе, содержащем корпус, вал с первым уплотнением, камеру уплотнения вала, размещенную в осевом отверстии крышки корпуса, заключенную в корпус концевую подшипниковую опору, включающую сдвоенный радиально - упорный подшипник, рабочее колесо, установленное в корпусе и консольно закрепленное на валу, радиальный подшипник скольжения, размещенный в камере уплотнения вала, и второе концевое уплотнение вала, установленное в крышке корпуса концевой подшипниковой опоры со стороны привода насоса, первое уплотнение вала установлено перед радиальным подшипником скольжения со стороны рабочего колеса насоса, корпуса камеры уплотнения вала и концевой подшипниковой опоры герметично соединены, например, втулкой, внутри которой на валу установлен дополнительно введенный импеллер.
Первое уплотнение вала выполнено в виде торцового уплотнения, установленное входом к рабочему колесу насоса, при этом в объем, образовавшийся между первым и вторым уплотнениями, направляют смазывающе-охлаждающую жидкость при давлении, меньшем давления уплотняемой среды.
Радиальный подшипник скольжения выполнен самоустанавливающимся, как более надежный и износоустойчивый.
На рисунках представлено: фиг.1 - продольный разрез общего вида насоса по первому варианту выполнения, когда торцовые уплотнения включены последовательно, входом навстречу к рабочему колесу); фиг.2 - продольный разрез общего вида насоса по первому варианту выполнения, когда торцовые уплотнения включены навстречу друг другу; фиг.3 - продольный разрез общего вида насоса по второму варианту выполнения.
Центробежный насос по первому варианту выполнения (фиг.1) содержит корпус 1, вал 2, радиальный самоустанавливающийся подшипник скольжения 3, расположенный в камере уплотнения 4 вала, размещенной в осевом отверстии крышки корпуса 1, концевую подшипниковую опору, включающую сдвоенный радиально - упорный шариковый подшипник 5, рабочее колесо 6, установленное в корпусе 1 и консольно закрепленное на валу 2. За радиальным подшипником скольжения 3 и перед ним установлены на валу 2 последовательно два торцовые уплотнения 7 и 8, входом навстречу к рабочему колесу 6. К корпусу 1 присоединены подводящий 9 и нагнетательные трубопроводы 10, соединенные всасывающей полостью. В объем, образовавшийся между торцовыми уплотнениями 7 и 8, направляют смазывающе-охлаждающую жидкость (для торцового уплотнения 7, 8 и
подшипника 3) по контуру 11 при давлении, меньшем давления уплотняемой среды.
Выполнение уплотнения 7 в виде двойного торцового уплотнения позволяет повысить надежность запирания перекачиваемой среды и исключения ее попадания в окружающую среду.
При давлении смазывающе-охлаждающей жидкости большем давления уплотняемой среды торцовые уплотнения 7 и 8 включаются навстречу друг другу (фиг.2) и тогда смазывающе-охлаждающая жидкость, циркулирующая по контуру 12, смазывает и охлаждает подшипник 3 и торцовое уплотнение 8, а смазывающе-охлаждающая жидкость, циркулирующая по контуру 11, смазывает и охлаждает торцовое уплотнение 7.
Центробежный насос по второму варианту выполнения (фиг.3) содержит корпус 1, вал 2, радиальный самоустанавливающийся подшипник скольжения 3, расположенный в камере уплотнения 4 вала, размещенной в осевом отверстии крышки корпуса 1, концевую подшипниковую опору, включающую сдвоенный радиально - упорный шариковый подшипник 5, рабочее колесо 6, установленное в корпусе 1 и консольно закрепленное на валу 2. Перед радиальным подшипником скольжения 3 установлено на валу 2 одинарное торцовое уплотнение 8, входом навстречу к
рабочему колесу 6. В крышке корпуса концевой подшипниковой опоры со стороны привода насоса установлено уплотнение вала 7. К корпусу 1 присоединены подводящий 9 и нагнетательные трубопроводы 10, соединенные всасывающей полостью. Корпуса камеры уплотнения 4 вала и концевой подшипниковой опоры герметично соединены втулкой 13, внутри которой на валу 2 установлен импеллер 14.
В объем между торцовым уплотнением 7 и уплотнением 8 направляют смазывающе-охлаждающую жидкость (для торцового уплотнения 8 и подшипника 3) по контуру 11 при давлении, меньшем давления уплотняемой среды.
Насос работает следующим образом.
При вращении вала 2 от привода (на чертеже не показан) вращающий момент передается на рабочее колесо 6, которое начинает вращаться, создавая разрежение в полостях всасывания и насос начинает перекачивать жидкость (перекачиваемую среду). Конструкция обеспечивает хорошую жесткость вала за счет небольшой консольной длины насоса и увеличенной базовой длины между подшипниками, что предотвращает проникновение перекачиваемой жидкости за пределы насоса.
Поскольку по первому варианту выполнения насоса торцовые уплотнения установлены на валу на небольшом расстоянии друг от друга, то переделки вала и корпусных деталей модернизируемого насоса практически не требуются. При этом смазка и охлаждение подшипника скольжения в такой конструкции насоса осуществляется жидкостью, которая циркулирует (обычно с помощью торцового уплотнения, обойма которого выполнена с импеллером, установленного после торцового уплотнения 7, со стороны рабочего колеса) по замкнутому контуру 11, и с помощью избыточного давления по контуру 12, не смешиваясь с перекачиваемой средой и исключая ее попадание в атмосферу, что экологично и функционально удобно, так как не возникает вопрос о совместимости перекачиваемой и смазывающе-охлаждающей жидкостей.
При выполнении насоса по второму варианту, схема которого предельна проста, оставлено из трех торцовых уплотнений лишь одно, но для сохранения герметичности полости корпуса подшипниковой опоры и камеры уплотнения соединены, а для обеспечения циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости введен импеллер.
Полезная модель может быть использована при разработке и конструировании центробежных насосов и при их модернизации, таких, как консольные насосы типа НК 65/35-125 и др.