НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ

Насос центробежный многоступенчатый относится к области машиностроения и может использоваться для перекачивания большого количества различных жидкостей.
Известен насос центробежный многоступенчатый [1], включающий статорную и роторную части. Статорная часть состоит из наружного цельного корпуса, закрытого с одной стороны входной крышкой с входным и напорным патрубками. Внутри корпуса расположены внутренняя крышка, секции, направляющие аппараты и крышка напорная с подушкой гидропяты.
Роторная часть представляет собой вал с рабочими колесами и диском разгрузки и взаимодействует со статорной частью подшипниками и уплотнением. При этом, внутренняя крышка и набор секций представляют собой внутренний корпус с днищем, имеющие сквозные отверстия, при этом, внутренний корпус ограничен направляющим аппаратом последней ступени и закрыт напорной крышкой.
В указанном насосе, оба подшипника расположены за корпусом. Такая компоновка ведет к удлинению вала и увеличивается расстояние между опорами, что приводит к увеличению изгиба вала. Кроме того, со стороны напорного патрубка, конец вала выходит за пределы корпуса.
Для предотвращения утечек жидкости, предусмотрено уплотнение, которое также расположено за пределами корпуса. Устройство разгрузки осевой силы, уплотнение и подшипник, выполнены раздельно и скомпонованы на расстоянии между узлами.
Указанная компоновка узлов и деталей насоса сильно удлиняет насос, увеличиваются его габариты и вес.
Кроме того, на входе в рабочие колеса, в отверстиях секций расположены жестко закрепленные уплотнительные кольца. При ревизии насоса наблюдаются следы на валу и на кольцах. Это значит, что одна из причин та, что кольца установлены и зафиксированы не концентрично по отношению к валу.
Для устранения указанных недостатков, поставлена задача создать насос центробежный многоступенчатый, который за счет усовершенствованной компоновки имеет уменьшенные габариты и вес на единицу мощности.
Для решения поставленной задачи предложен насос центробежный многоступенчатый, который включает статорную и роторную части, при этом, статорная часть состоит из наружного цельного корпуса с входным и напорным патрубками, закрытого с одной стороны входной крышкой, внутри которого расположены внутренняя крышка, секции, направляющие аппараты и крышка напорная с подушкой гидропяты, а роторная часть представляет собой вал с рабочими колесами и диском разгрузки, взаимодействующая со статорной частью подшипниками и уплотнением, причем внутренняя крышка и набор секций представляют собой внутренний корпус с днищем, имеющие сквозные отверстия, при этом, внутренний корпус ограничен направляющим аппаратом последней ступени и закрыт напорной крышкой.
В отличие от известного, в заявляемом насосе центробежном многоступенчатом, в отверстиях внутренней крышки и секциях, расположены самоустанавливающиеся кольца, напорная крышка, большей частью расположена в наружном корпусе, уплотнена прокладкой из терморасширяющегося графита и поджата нажимным кольцом при помощи крепежных элементов, к тому же, подшипники скольжения выполнены с высокопрочного антифрикционного материала, притом,
задний подшипник является втулкой в подушке гидропяты, крышка входная является корпусом переднего подшипника, причем, насос имеет одно торцовое уплотнение, а задняя часть ротора закрыта крышкой, в которую вмонтирован электронный датчик осевого смещения ротора.
Отличительные признаки заявляемого насоса центробежного имеют ряд положительных качеств, которые влияют на технический результат, а именно:
- в отверстии внутренней крышки и отверстии секций, расположены самоустанавливающиеся кольца. Это позволяет правильно выбрать зазор между входом рабочего колеса и статорной частью насоса. Иными словами, установить концентрично кольца, относительно роторной части насоса, что обеспечит качественную центровку;
- большая часть напорной крышки расположена в наружном корпусе. Такое расположение уменьшает выступ крышки за пределы наружного корпуса, тем самым уменьшаются его габариты и вес;
- напорная крышка уплотнена с наружным корпусом прокладкой из терморасширяющегося графита. Использование терморасширяющегося графита в насосах для перекачивания жидкостей с температурой 600°С позволяет исключить утечки, так как при нагревании графит расширяется и уплотняет все щели, впадины и неровности;
- напорная крышка поджата нажимным кольцом. Так как большая часть напорной крышки расположена в корпусе и не имеет выступающей фланцевой части, то крепление ее к наружному корпусу и к внутреннему корпусу выполнено нажимным кольцом. Кроме того, такое решение позволило равномерно обжать прокладку из терморасширяющегося графита;
- подшипники скольжения выполнены с высокопрочного антифрикционного материала. Применение подшипников из новых материалов, имеющих твердость (HRC 75...83) и работающих при высоких температурах до 600°С, продлевает период работы насоса;
- задний подшипник является втулкой в подушке гидропяты. Совмещение подшипника и втулки гидропяты обеспечило уменьшение габаритов насоса и веса. Кроме того, перекачиваемая жидкость используется для охлаждения подшипника. Таким образом, исключается подвод принудительного охлаждения подшипника;
- входная крышка является корпусом переднего подшипника. Совмещение переднего подшипника с крышкой дает возможность ликвидировать выносной подшипник;
- насос имеет одно торцовое уплотнение. Учитывая то, что конструкция предусматривает один выходной конец вала, необходимость второго торцового уплотнения отпала;
- задняя часть ротора закрыта крышкой, в которую вмонтирован электронный датчик осевого смещения ротора. Это позволило отвести рабочую жидкость после подшипника и устройства разгрузки осевой силы, а также регулировать количество истечения жидкости. Вмонтированный датчик обеспечил возможность вести контроль за работой насоса. Это очень важно при перекачивании горючих жидкостей с высокой температурой.
Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи и позволяют выполнить поставленную задачу.
Сущность насоса центробежного многоступенчатого поясняется чертежом.
На фиг.1 - изображен насос центробежный многоступенчатый в разрезе.
Насос центробежный многоступенчатый содержит статорную и роторную части. Статорная часть состоит из наружного цельного корпуса 1 со входным и напорным патрубками 2, 3, соответственно. Наружный корпус 1 с одной стороны закрыт входной крышкой 4. Внутри корпуса расположены внутренняя крышка 5, секции 6, направляющие аппараты 7 и крышка напорная 8 с подушкой 9 гидропяты. Роторная часть
представляет собой вал 10 с рабочими колесами 11 и диском 12 разгрузки и взаимодействует со статорной частью, посредством переднего подшипника 13, заднего подшипника 14 и торцового уплотнения 15. Внутренняя крышка 5 и набор секций 6 представляют собой внутренний корпус с днищем и имеют сквозные отверстия. При этом, внутренний корпус ограничен направляющим аппаратом 16, последней ступени и закрыт напорной крышкой 8. В отверстиях внутренней крышки 5 и секциях расположены самоустанавливающиеся кольца 17, 18. Большая часть напорной крышки 8 расположена в наружном корпусе 1, уплотнена прокладкой 19 из терморасширяющегося графита и поджата нажимным кольцом 20, при помощи крепежных элементов 21, 22. Задний подшипник 14 является втулкой в подушке 9 гидропяты. Входная крышка 4 является корпусом переднего подшипника 13. Насос имеет одно торцовое уплотнение 15, а задняя часть ротора закрыта крышкой 23, с упорным подшипником 24. В заднюю крышку 23 вмонтирован электронный датчик 25 осевого смещения ротора. Насос имеет отвод 26 капельных протечек, отвод 27 из камеры торцового уплотнения 15 и отвод 28 из камеры разгрузки.
Сборку насоса центробежного многоступенчатого проводят так.
На вал 10 последовательно устанавливают рабочие колеса 11, чередуя их со статорной частью секций 6 и направляющими аппаратами 7. Предварительно, для центровки роторной части, во внутренней крышке 5 и секциях 6 устанавливают самоустанавливающиеся кольца 17, 18. После установки на вал 10 аппарата направляющего 16 последней ступени, внутренней крышки 5 и крышки напорной 8 с подшипниками 14 и подушкой 9, гидропяты, образовалась выемная часть насоса. Собранную выемную часть, со стороны напорной части, вставляют в наружный цельный корпус 1, предварительно установив уплотнительную прокладку 19 из терморасширяющегося графита и поджимают нажимным кольцом 20, при помощи шпилек и гаек. Перед закрытием торца вала 10 крышкой 23,
на вал устанавливают диск 12, разгрузки и упорный подшипник 24. Тем временем, на приводной конец вала 10 устанавливают передний подшипник 13 скольжения, вместе со входной крышкой 4 и торцовым уплотнением 15.
Насос центробежный многоступенчатый работает следующим образом.
Со входного патрубка 2 жидкость поступает на рабочее колесо 11, первой ступени. При вращении колеса 11, жидкость, под действием центробежной силы, поступает к выходу рабочего колеса 11 и с повышенным давлением выбрасывается в полость, созданную секцией 6 и направляющим аппаратом 7, первой ступени. Далее, жидкость поступает на вход рабочего колеса 11, второй ступени. При прохождении жидкости по каналам колеса к выходу, еще больше повышается ее давление и она также выбрасывается в полость, созданную секцией 6 и направляющим аппаратом 7, второй ступени. Таким образом, рабочая жидкость, прошедшая все ступени центробежного насоса и вышедшая с направляющего аппарата 16, последней ступени, направляется в напорный патрубок 3 на выход из насоса. В то же время, незначительная часть рабочей жидкости, после направляющего аппарата 16, последней ступени, по каналам поступает на смазку и охлаждение заднего подшипника 14, скольжения и гидропяты (подушки 9 и диска 12 разгрузки). Далее, рабочая жидкость поступает в полость задней части ротора, охлаждает и смазывает упорный подшипник 24 и удаляется через отвод 28.
Со стороны входа, при работе насоса, подшипник скольжения 13 также смазывается и охлаждается рабочей жидкостью, которая поступает с полости, расположенной перед рабочим колесом 11, первой ступени. Жидкость, прошедшая через зазор в подшипнике 13, поступает на смазку и охлаждение торцового уплотнения 15, и далее на выход через отвод 26, капельных протечек.
В случае аварийной ситуации прорыва жидкости через торцовое уплотнение 15, жидкость удаляют через отвод 27.
Заявляемый насос центробежный многоступенчатый разработан и усовершенствован на базе известных насосов. Однако он имеет неоспоримые вышеперечисленные преимущества. Поэтому тип таких насосов широко востребован в промышленности для перекачивания различных сред.
Изготовление заявленного насоса проводят на стандартном оборудовании стандартным инструментом, широко используя унифицированные узлы и детали.