ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к одноступенчатым центробежным горизонтальным насосам с рабочим колесом двустороннего входа и может быть использована для обеспечения необходимого подпора перед нефтяными магистральными насосами и для перекачивания нефти в других технологических системах нефтеперекачивающих станций или иных объектах промышленности.
Известен центробежный, горизонтальный, одноступенчатый насос типа НМП, содержащий литой чугунный корпус, состоящий из верхней части - крышки и нижней части, образующих полости полуспирального подвода и спирального отвода, ротор с рабочим колесом двустороннего входа и переднюю и заднюю опоры ротора. Опоры ротора представляют собой подшипники качения с жидкостной смазкой, один из которых воспринимает остаточную осевую нагрузку. Разгрузка ротора от осевых сил осуществляется с помощью симметричных щелевых уплотнений рабочего колеса. Концевые уплотнения вала - торцового типа. [Малюшенко В.В. Динамические насосы: Атлас. - М.: Машиностроение, 1984, - с.21, рис.143]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.
Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие необходимым показателям надежности и долговечности по следующим причинам:
- использование в конструкции насоса цельнолитого рабочего колеса двустороннего входа не позволяет выполнить изменение взаимного углового расположения лопастей двух половин рабочего колеса с целью снижения лопастной составляющей колебаний ротора и общей вибрации всего насоса;
- использование в конструкции опор ротора насоса одинарных подшипников не обеспечивает достаточную жесткость ротора, что увеличивает его прогиб, расцентровку валов насоса и двигателя, вибрацию насоса и снижает ресурс подшипников;
- изготовление корпуса насоса из чугуна, который не обладает достаточно высокими механическими и антикоррозионными свойствами, приводит к эрозионному размыву и коррозионному износу поверхностей полуспирального подвода и спирального отвода корпуса, что, в свою очередь, приводит к увеличению радиальных и осевых гидравлических сил, действующих на ротор насоса, и, соответственно, увеличению вибрации ротора и насоса в целом;
- использование чугуна в качестве материала корпусов подшипниковых опор вызывает ускоренный износ посадочных мест подшипников, что влечет расцентровку валов насоса и двигателя и увеличивает вибрацию насоса.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение надежности работы и ресурса насоса за счет уменьшения вибрации его ротора.
Технический результат достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, состоящий из верхней части (крышки) и нижней части, образующих полости полуспирального подвода и спирального отвода, ротор с рабочим колесом двустороннего входа и переднюю и заднюю опоры ротора с подшипниками качения, рабочее колесо выполнено сборным, состоящим из двух половин, а подшипник задней опоры ротора выполнен в виде сдвоенного радиально-упорного шарикового подшипника, при этом корпусы подшипников передней и задней опор ротора выполнены из углеродистой стали, причем корпус насоса также выполнен из углеродистой стали.
Кроме того, за рабочим колесом может быть установлен направляющий аппарат.
Выполнение рабочего колеса двустороннего входа сборным, состоящим из двух половин, позволяет обеспечить необходимое угловое смещение этих половин относительно друг друга, чтобы снизить лопастную составляющую колебаний ротора и, соответственно, общий уровень вибрации всего насоса.
Выполнение подшипника задней опоры ротора в виде сдвоенного радиально-упорного шарикового подшипника обеспечивает более высокую жесткость данного подшипникового узла и, тем самым, повышает жесткость ротора в целом, уменьшая его прогиб и, соответственно, снижая вибрацию насоса.
Изготовление корпуса насоса из углеродистой стали, обладающей более высокими, по сравнению с чугуном, механическими и антикоррозионными свойствами, позволяет снизить эрозионный размыв и коррозионный износ различных участков корпуса, в частности, зон начальных участков «языков» спирального отвода и «пазух» полуспирального подвода, что приводит к уменьшению радиальных и осевых сил, действующих на ротор насоса, и, соответственно, к уменьшению вибрации ротора и насоса, что повышает надежность и долговечность насоса.
Выполнение корпусов подшипниковых опор из углеродистой стали снижает износ посадочных поверхностей в сопряжении корпус - подшипник и, как следствие, уменьшает дополнительные радиальные перемещения ротора, что способствует снижению вибрации ротора и насоса в целом.
Установка направляющего аппарата между рабочим колесом и спиральным отводом обеспечивает снижение радиальной нагрузки на ротор вследствие уменьшения несимметричности эпюр давления за рабочим колесом, что, в свою очередь, также способствует снижению вибрации ротора.
Заявляемая полезная модель поясняется рисунком, на котором изображен центробежный насос, продольный разрез.
Насос содержит корпус из углеродистой стали, состоящий из верхней части - крышки 1 и нижней части - корпуса 2, образующих горизонтальный разъем. Полости в нижней и верхней частях корпуса образуют полуспиральный подвод 3 и спиральный отвод 4. Рабочее колесо двустороннего входа 5, выполненное сборным, состоящим из двух половин, установлено на валу 6, опирающемся на двухрядный подшипник качения 7 в передней опоре ротора и на сдвоенный радиально-упорный шариковый подшипник качения 8 в задней опоре ротора. Материал корпусов подшипников 7 и 8 - углеродистая сталь. Перед рабочим колесом 5 установлены предвключенные осевые колеса 9. Между рабочим колесом 5 и спиральным отводом 4 может быть установлен направляющий аппарат 10. Концевые уплотнения 11 вала 6 - механические торцового типа.
Насос работает следующим образом. При вращении вала 6 от приводного двигателя перекачиваемая среда через полуспиральный подвод 3, предвключенные осевые колеса 9 поступает на лопатки рабочего колеса двустороннего входа 5 и через направляющий аппарат 10 выходит из спирального отвода 4 под давлением, создаваемым рабочим колесом 5.
Предлагаемая конструкция полезной модели позволяет снизить вибрационные характеристики ротора насоса, что способствует повышению надежности работы и ресурса насоса.