ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к центробежным вертикальным насосам, и может быть использована в насосах для перекачивания воды и других жидкостей, аналогичных по вязкости и химической активности.
Известен центробежный вертикальный насос (патент на полезную модель РФ №92920, МПК F04D 1/00, F04D 29/02, опубл. 10.04.2010), содержащий в спиральном корпусе однопоточное рабочее колесо закрытого типа с цилиндрическим щелевым уплотнением на входе, закрепленное на удлиненном валу, установленном в направляющем опорном подшипнике скольжения с относительным зазором, концевое уплотнение вала, выполненное в виде сальникового уплотнения, расположенного в корпусе направляющего опорного подшипника скольжения в верхнем месте выхода вала. Набивка сальникового уплотнения расположена между защитной втулкой, надетой на вал, и элементами корпуса опорного подшипника.
Установка защитной втулки на валу делает конструкцию центробежного вертикального насоса громоздкой, при этом замена защитной втулки трудоемка, так как требует разборки ротора.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявленной полезной модели, является центробежный вертикальный насос (Карелин В.Я., Минаев А.В, М. Насосы и насосные станции. Стройиздат, 1986 г., стр. 77-78), который включает спиральный корпус с верхней крышкой, вал, опирающийся на направляющий подшипник скольжения, установленное на валу в корпусе рабочее колесо, концевое сальниковое уплотнение вала, содержащее сальниковую коробку, установленную с образованием кольцевой полости с валом, крышку сальникового уплотнения. Направляющий подшипник скольжения и сальниковое уплотнение вала крепятся на верхней крышке корпуса. Сальниковая коробка выполнена из чугуна за одно целое с камерой подвода воды и состоит из двух половин, связанных разъемным соединением. В кольцевую полость между сальниковой коробкой и валом установлена набивка. Крышка сальникового уплотнения выполнена из чугуна с нажимным элементом для набивки. Вал насоса кованый стальной, около подшипника и сальника поверхность вала защищена электронаплавкой из нержавеющей стали.
Недостатком указанного насоса является конструкция концевого сальникового уплотнения вала, интенсивно и локально изнашивающего вал. Сальниковая коробка из чугуна является нетехнологичной в ремонте по материалу и трудоемкой при ее разборке в случае износа сальниковой набивки.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение долговечности и увеличение межремонтного срока службы насоса.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении надежности вала за счет изменения конструкции сальникового уплотнения и упрочнения вала в местах установки сальниковой набивки и направляющего подшипника нержавеющей износостойкой проволокой, что привело к увеличению межремонтного срока службы насоса, его долговечности, снижению трудоемкости при проведении ремонтных работ.
Технический результат заявленной полезной модели достигается благодаря тому, что в центробежном вертикальном насосе, включающем спиральный корпус с верхней крышкой, вал, опирающийся на направляющий подшипник скольжения, сальниковое уплотнение вала, содержащее сальниковую коробку, выполненную из двух соединенных крепежными элементами половин, образующих с валом кольцевую полость, в которой установлена набивка, крышку сальникового уплотнения с прижимным элементом, причем в месте установки подшипника и сальникового уплотнения поверхность вала защищена наплавкой из нержавеющей стали, согласно полезной модели, на верхней крышке корпуса закреплена камера подвода воды, выполненная с кольцевым элементом, на который надета нижняя часть сальниковой коробки, между сопрягаемыми поверхностями кольцевого элемента и сальниковой коробки установлен уплотнительный элемент, при этом крышка сальникового уплотнения закреплена на камере подвода воды при помощи крепежных элементов, проходящих через отверстия, выполненные в сальниковой коробке, а в кольцевую полость с обеспечением гарантированного зазора концентричностью к валу установлена дополнительная втулка, выполненная разъемной в продольном направлении, при этом обращенные друг к другу торцевые поверхности дополнительной втулки и набивки контактируют между собой.
В частном случае поверхность вала в месте установки подшипника и сальникового уплотнения защищена наплавкой нержавеющей износостойкой проволокой св-08Х20Н9Г7Т.
В частном случае сальниковая коробка выполнена в виде втулки с фланцем, снабженным отверстиями, при этом проходящие через отверстия крепежные элементы, при помощи которых крышка сальникового уплотнения закреплена на камере подвода воды, выполнены в виде шпилек и гаек.
В частном случае камера подвода воды, сальниковая коробка, крышка сальникового уплотнения и дополнительная втулка выполнены из стали.
Сущность полезной модели поясняется следующим образом.
Выполнение камеры подвода воды с кольцевым элементом отдельно от сальниковой коробки упрощает разборку сальниковой коробки, а наличие кольцевого элемента обеспечивает установку сальниковой коробки на камеру подвода воды без дополнительных крепежных элементов, при этом установка между сопрягаемыми поверхностями уплотнительного элемента исключает протечку. Закрепление крышки сальникового уплотнения на камере подвода воды при помощи крепежных элементов, проходящих через отверстия, выполненные в сальниковой коробке, позволяет снизить трудоемкость при проведении ремонтных работ в случае разборки и сборки сальниковой коробки, в том числе при переустановке дополнительной втулки на место набивки при износе поверхности вала под набивкой свыше допустимых размеров.
Установка в кольцевой полости с обеспечением гарантированного зазора концентричностью к валу дополнительной втулки, выполненной разъемной в продольном направлении, позволяет осуществить ее переустановку на место набивки в случае износа поверхности вала под набивкой свыше допустимых размеров, тем самым повысить надежность вала, увеличить срок его службы, что приводит к увеличению межремонтного срока службы насоса и повышению его долговечности. Контакт обращенных друг к другу торцевых поверхностей дополнительной втулки и набивки между собой обеспечивает прижатие набивки в кольцевой полости.
Защита поверхности вала в местах установки подшипника и сальникового уплотнения наплавкой нержавеющей износостойкой хромоникелевой марганцевой проволокой св-08Х20Н9Г7Т увеличивает срок службы вала, и, соответственно, насоса.
Выполнение сальниковой коробка в виде втулки с фланцем, снабженным отверстиями, через которые проходят крепежные элементы, выполненные в виде шпилек и гаек, при помощи которых крышка сальникового уплотнения закреплена на камере подвода воды, упрощает процесс разборки и сборки сальникового уплотнения, что приводит к снижению трудоемкости при переустановке дополнительной втулки на место набивки.
Выполнение камеры подвода воды, сальниковой коробки, крышки сальникового уплотнения и дополнительной втулки из стали обеспечивает технологичность узла при ремонте.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 - изображен насос в разрезе;
- на фиг. 2 - изображен сварной узел уплотнения (выносной элемент А на фиг. 1).
Центробежный вертикальный насос содержит спиральный корпус 1, в котором установлен ротор с закрепленным на нижнем конце вала 2 однопоточным закрытого типа рабочим колесом 3, верхнюю крышку 4, направляющий подшипник скольжения 5, на который опирается вал 2, камеру подвода воды 6 с кольцевым элементом 7 (на фиг. 2), концевое сальниковое уплотнение 8 вала 2. Направляющий подшипник скольжения 5 и камера подвода воды 6 закреплены на верхней крышке 4. На входной части рабочего колеса 3 расположено защитное кольцо 9, образующее с уплотняющим кольцом 10, установленным в корпусе 1, щелевое уплотнение с возможностью выверки цилиндрического зазора.
Концевое сальниковое уплотнение 8 включает сальниковую коробку, пакет набивки 11, крышку 12, выполненную из соединенных болтовыми соединениями (на чертеже не показаны) двух половин, снабженных прижимным элементом. Сальниковая коробка выполнена в виде втулки 13 с фланцем, расположенным в ее верхней части, и собрана из двух половин, скрепленных болтовыми соединениями (на чертеже не показаны) между собой. Нижняя часть втулки 13 надета на кольцевой элемент 7 камеры подвода воды 6. Между сопрягаемыми поверхностями втулки 13 и кольцевого элемента 7 установлен уплотнительный элемент. Втулка 13 и крышка 12 сальникового уплотнения 8 шпильками 14 и гайками 15 крепятся к крышке камеры подвода воды 6. Между втулкой 13 и валом 2 под пакетом набивки 11 установлена дополнительная втулка 16, выполненная из двух симметрично расположенных относительно оси вала 2 половин, которые установлены с обеспечением гарантированного зазора концентричностью к валу 2. Нижняя торцевая поверхность дополнительной втулки 16 опирается на торец кольцевого элемента 7 камеры подвода воды 6. Втулка 13, крышка 12 и дополнительная втулка 16 сальникового уплотнения 8 выполнены из стали.
Поверхность вала 2 под направляющим подшипником скольжения 5, пакетом набивки 11 и дополнительной втулкой 16 упрочнена коррозионно-стойкой хромоникелевой марганцевой проволокой св-08Х20Н9Г7Т.
При работе центробежного вертикального насоса в случае износа поверхности вала 2 под набивкой 11 свыше допустимых размеров переустановка дополнительной втулки 16 осуществляется следующим образом.
Работу насоса останавливают. Свинчивают гайки 15 шпилек 14 и болтовые соединения крышки 12 сальникового уплотнения 8, снимают крышку 12 и извлекают пакет набивки 11. Свинчивают болтовые соединения и производят разборку втулки 13 сальниковой коробки, после чего снимают дополнительную втулку 16. Собирают втулку 13 сальниковой коробки при помощи болтовых соединений. В кольцевую полость между валом 2 и втулкой 13 устанавливают пакет набивки 11, на который сверху устанавливают дополнительную втулку 16. При помощи болтовых соединений собирают крышку 12 сальникового уплотнения 8 и вместе с втулкой 13 шпильками 14 и гайками 15 закрепляют их на камере подвода воды 6.
Таким образом, предложенная конструкция концевого сальникового уплотнения вала с дополнительной втулкой, выполненной разъемной в продольном направлении, обеспечила возможность ее переустановки на место набивки в случае износа поверхности вала под набивкой свыше допустимых размеров, позволила повысить надежность вала, увеличить срок его службы, что привело к повышению долговечности насоса, увеличению его межремонтного срока службы, снижению трудоемкости при проведении ремонтных работ.