ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно, к горизонтальным многоступенчатым центробежным насосам для поддержания внутрипластового давления на нефтяных месторождениях, перекачки воды в горнодобывающих шахтах и т.п.
Для поддержания пластового давления и в системах шахтного водоотлива широко используются центробежные многоступенчатые насосы.
Известен горизонтальный многоступенчатый центробежный насос, содержащий секционный цилиндрический корпус, входную и напорную крышки, входной и напорный патрубки, вал с рабочими колесами, установленный в опорных подшипниках, и торцевые уплотнения. Для уравновешивания действующей на ротор осевой силы конструкция насоса предусматривает наличие разгрузочного устройства в виде гидравлической пяты (Патент №2529979, публ. 2013 г.).
В условиях шахты при перекачивании высоко-агрессивной рудничной воды происходит значительный износ щелевых уплотнений и особенно разгрузочного устройства в виде гидравлической пяты насоса, что снижает надежность работы насоса и требует более частые ремонты, по замене быстро изнашиваемых деталей, сопровождаемые демонтажем оборудования.
Для компенсации осевой силы без применения разгрузочного устройства в виде гидравлической пяты можно применить конструкцию насоса с симметричным (оппозитным) расположением колес. Так, известен горизонтальный многоступенчатый, выполненный с оппозитным расположением групп рабочих колес, содержащий секционный цилиндрический корпус, входную и торцевую крышки, а также напорную крышку, размещенную между группами рабочих колес и сообщенную с напорным патрубком (патент №2600662, публ. 2016 г).
Данная конструкция позволяет практически полностью компенсировать осевую силу во всех диапазонах работы насоса и, увеличить межремонтный период по сравнению с насосами с гидравлической пятой.
Вместе с тем, замена используемых в настоящее время центробежных насосов на насосы с оппозитным расположением групп рабочих колес к тем же присоединительным элементам невозможна, поскольку напорный патрубок насоса с оппозитным расположением групп рабочих колес находится посередине насоса как раз между двумя группами рабочих колес. Изменение же присоединительных элементов трубопровода и фундамента требует высокой трудоемкости, к тому же проведение данных работ под землей взрывоопасно.
Задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является унификации конструкции центробежного насоса с оппозитным расположением групп его рабочих колес для обеспечения возможности замены на ранее использованного многоступенчатого центробежного насоса с односторонним размещением рабочих колес при сохранении показателей эффективности насоса (КПД).
Технический результат достигается тем, что в горизонтальном многоступенчатом центробежном насосе, содержащим цилиндрический корпус, с оппозитно расположенными в нем группами рабочих колес, входную и торцевую крышки, а также размещенную между группами рабочих колес напорную крышку с кольцевой напорной полостью, сообщенной с напорным патрубком, напорный патрубок выполнен на торцевой крышке, при этом кольцевая напорная полость сообщена с напорным патрубком через напорную трубу, установленную снаружи корпуса насоса вдоль его продольной оси.
Перенос напорного патрубка на торцевую крышку насоса позволяет унифицировать конструкцию насоса с оппозитным расположением групп рабочих колес, оставив в его конструкции только два патрубка, расположенных на обоих концах насоса, и, соответственно, только две пары опорных лапы, расположенных под входной и торцевой крышками. Такое выполнение позволяет производить замену ранее использовавшихся насосов типа ЦНС с односторонним расположением рабочих колес на насосы с оппозитным расположением групп рабочих колес.
Сообщение кольцевой напорной полости с напорным патрубком через напорную трубу, установленную снаружи корпуса насоса вдоль его продольной оси позволяет оптимизировать движение потока от напорной полости до напорного патрубка, что, в свою очередь, позволяет уменьшить гидравлические потери, сохраняя показатели эффективности насоса.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 представлен общий вид горизонтального многоступенчатого центробежного насоса.
Горизонтальный многоступенчатый центробежный насос содержит цилиндрический корпус 1 с размещенными в нем группами 2 и 3 рабочих колес, причем рабочие колеса группы 2 оппозитно расположены по отношению к рабочим колесам группы 3, входную крышку 4 с входным патрубком 5, напорную крышку 6 с кольцевой напорной полостью 7, расположенную между группами 2 и 3 рабочих колес, и торцевую крышку 8 с напорным патрубком 9. Напорная полость 7 сообщена с напорным патрубком 9 через напорную трубу 10. В напорной и торцевой крышках 6 и 8 выполнены переводные каналы 11, соединяющие выход из одной секции рабочих колес 2 со входом во вторую секцию рабочих колес 3.
Работа насоса осуществляется следующим образом.
Перекачиваемая среда через входной патрубок 5 входной крышки 4 поступает в первую группу рабочих колес 2 после чего через напорную крышку 6, переводной канал 11, торцовую крышку 8 переводиться во вторую группу рабочих колес 3 и далее через кольцевую полость 7 в напорной крышке 6, напорную трубу 10 попадает в напорный патрубок 9, расположенный на торцовой крышке 8.
Расположение входного патрубка 5 и напорного патрубка 9 совпадает с расположением аналогичных патрубков в насосе с односторонним расположением рабочих колес, что позволяет производить замену насосов одного типа на другой без доработки трубопроводной обвязки. Напорная крышка 6 не содержит опорных лап, как это принято в известных конструкциях насосов с симметричным (оппозитным) расположением колес, что позволяет производить замену насосов одного типа на другой с сохранением существующих фундаментов, а также облегчает процесс центровки насоса на фундаментной раме. Замена насоса с односторонним расположением рабочих колес, конструкция которого предусматривает наличие гидравлической пяты, на предлагаемый насос с симметричным расположением рабочих колес позволяет полностью компенсировать осевую силу насоса, увеличить его межремонтный ресурс и при этом сохранить высокий уровень экономичности насоса.