ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЛОПАСТНОЙ НАСОС ОТКАЧКИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ИЗ РЕЗЕРВУАРА

Полезная модель относится к вертикальным лопастным насосам и может быть использована при создании центробежных или шнекоцентробежных насосов для откачки рабочих жидкостей таких, как сжиженный газ, нефть и загрязненные жидкие рабочие среды из резервуаров, емкостей, хранилищ к потребителю.
Известен центробежный вертикальный насос с погруженной в перекачиваемую среду проточной частью, содержащий двигатель, валопровод, образованный одной или несколькими подвесками, проточную часть, образованную крыльчаткой, расположенной в корпусе насоса и корпус подвода и отвода (см. например, патент на полезную модель №78534, МПК F04D 7/04).
Подшипники насоса нагружены осевым усилием от веса вала, лопастных колес и гидравлическими усилиями, действующими на лопастные колеса - что вынуждает применять крупногабаритные дорогостоящие подшипники с высоким коэффициентом работоспособности и снижает ресурс подшипников. Размещение устройств для разгрузки подшипников непосредственно в корпусе насоса или в валопроводе значительно усложнило бы конструкцию самого насоса.
Недостатком известного насоса является то, что подшипники насоса не разгружены от действия осевых сил таких, как сила веса вала и лопастных колес, которые снижают ресурс подшипников и вынуждают применять дорогостоящие упорные подшипники качения, особенно в случае, если насос многоступенчатый.
Целью полезной модели является увеличение ресурса работы подшипников без существенного усложнения конструкции насоса.
Поставленная цель достигается тем, что вал насоса удлинен так, что на валу насоса ниже уровня корпуса подвода установлен диск, ниже уровня диска на корпусе подвода жестко закреплен чашеобразный корпус, охватывающий диск с образованием кольцевого уплотнения, а полость между чашеобразным корпусом и диском сообщена с полостью высокого давления корпуса насоса.
Кольцевое уплотнение между диском выполнено в виде радиального щелевого зазора, соединяющего полость между чашеобразным корпусом и диском с резервуаром.
На чертеже изображен разрез предлагаемого насоса, где:
1 - опорная плита
2 - валопровод
3 - подшипник
4 - вал
5 - лопастное колесо
6 -корпус насоса
7 - корпус подвода
8 - диск
9 - чашеобразный корпус
10 - ребра
11 - кольцевое уплотнение
12 - полость
13 - канал, трубка
14 - полость насоса
15 - труба
16 - рабочая среда
17 - резервуар
- удлиненный участок вала
S - результирующая сила.
Вертикальный насос откачки рабочей среды содержит опорную плиту 1, на которой закреплен валопровод 2 насоса. Внутри валопровода на подшипниках 3 установлен вал 4 со смонтированными на валу лопастными колесами 5. Колеса могут быть в виде шнека 5 и следующих за ним центробежных колес (последние не показаны). Размещены лопастные колеса в корпусе насоса 6, соединенном с корпусом подвода 7 в виде фланца с воронкой.
Вал 4 удлинен на величину  так, что на нем закреплен диск 8, расположенный ниже уровня корпуса подвода 7. Диск 8 охватывается чашеобразным корпусом 9, который с помощью ребер 10 жестко закреплен на корпусе подвода 7.
Между диском 8 и чашеобразным корпусом 9 образовано радиальное щелевое уплотнение 11 в виде кольцевого зазора.
Полость 12 между диском и чашеобразным корпусом 9 соединена с помощью трубки 13 (или нескольких трубок) с полостью высокого давления насоса 14. По трубе 15 перекачиваемая среда 16 поступает к потребителю.
Опорная плита 1 размещена на горловине (не показана) резервуара 17, заполненного рабочей средой: сжиженный газ, нефть, нефтепродукты в смеси с водой и мелкими твердыми частицами.
При работе насоса электродвигатель (не показан), расположенный над опорной плитой, вращает вал с лопастным колесом или несколькими лопастными колесами (если насос центробежный), в котором шнек 5, например, - это первая ступень, а за ним на валу установлено одно или более центробежных колес (не показаны).
Рабочая среда 16, обтекая ребра 10 поступает в корпус подвода 7 и далее в корпус насоса 6 и полость 14, откуда по трубе 15 поступает к потребителю и по каналу 13 в виде трубки поступает в чашеобразный корпус 9 и воздействует на диск 8, создает усилие S, действующее вверх - то есть воспринимает вес вала 4, колеса 5 (или нескольких колес), а также гидравлические усилия, действующие на закрепленные на валу 4 колеса. Путем расчета определяют величину требуемой силы S с таким расчетом, чтобы частично или полностью разгрузить подшипник 3 от действующих на него сил, направленных вниз. Наиболее простое кольцевое уплотнение 11 выполнено в виде кольцевой радиальной щели - она пропускает утечку из полости 12 под диском (соединяя эту полость с полостью резервуара), таким образом возвращая рабочую среду в корпус подвода.
Установка уравновешивающего диска ниже уровня корпуса подвода именно в вертикальном насосе позволяет наиболее просто решить проблему уравновешивания осевых сил, действующих вниз по следующим причинам:
1) диск расположен за пределами корпуса насоса и валопровода и диаметр диска ничем не ограничен - это не приведет к увеличению габаритов валопровода или корпуса собственно насоса
2) утечка через щелевое уплотнение попадает в резервуар, корпус подвода, где находится насос - что не требует применения специальных уплотнений
3) расположение устройства для разгрузки подшипников насоса за пределами насоса позволяет легче модернизировать уже существующие насосы без существенного усложнения их конструкции.
Все это преимущества предложенной полезной модели.