НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

Насос центробежный относится к области машиностроения и может быть использован при проектировании и изготовлении насосов для перекачивания нефтепродуктов.
Известен насос [1], который включает статорную и роторную части. Статорная часть состоит из входной и выходной крышек, между которыми расположены секции и стянуты крышки и секции шпильками. Внутри секций установлены направляющие аппараты.
Роторная часть включает вал с рабочими колесами. Связаны статорная и роторная части подшипниками, сальниковыми уплотнениями и устройством разгрузки осевой силы.
Во входной крышке данного насоса имеется сальниковое уплотнение и примыкающая к нему кольцевая щель, образованная втулкой, расположенной на валу и втулкой крышки. Также в крышке имеется кольцевая камера, гидравлически соединенная с рабочей полостью насоса через кольцевую щель. Кроме того, кольцевая камера соединена с радиальным каналом. Такая конструкция обеспечивает работу насоса при протекании жидкости через сальниковое уплотнение. Жидкость может быть рабочей и запирающей.
В первом случае, рабочая жидкость через кольцевую щель поступает на сальниковое уплотнение и в кольцевую камеру. Жидкость, проходящая через уплотнение, охлаждает его и смазывает. Далее жидкость уходит в
трубопровод. Излишняя жидкость, которая заполнила кольцевую камеру, отводится. Отвод ее в трубопровод регулируется запорной арматурой.
При использовании запирающей жидкости, ее подают в кольцевую камеру через радиальный канал. Часть запирающей жидкости уходит в полость насоса, а часть этой жидкости идет на охлаждение и смазывание сальникового уплотнения.
Таким образом, как в первом, так и во втором случае, необходима жидкость для работы сальникового уплотнения. Причем, количество этой жидкости довольно значительно, 60 л/час, а работа сальникового уплотнения непродолжительна, максимум 6 месяцев.
Для устранения указанных недостатков, поставлена задача, создать насос с торцовыми уплотнениями и улучшенной конструкцией крышки, которые обеспечат более надежную работу насоса.
Для решения поставленной задачи, предложен насос центробежный, включающий статорную часть, содержащую входную и выходную крышки, корпус наборной из секций, направляющие аппараты, внутри которых расположена роторная часть, включающая вал с предвключенным и рабочими колесами и втулку, расположенную в районе входного патрубка, при этом, связаны между собой части устройством регулирования осевой силы, подшипниками и уплотнениями, причем подшипники и уплотнения расположены в корпусах, а между втулкой и входной крышкой образована кольцевая щель.
В отличие от известного, в заявляемом насосе во входной крышке со стороны уплотнения, имеется кольцевая камера, связанная каналом с трубопроводом охлаждения, к тому же, между входной крышкой и корпусом уплотнения образована дисковая полость, гидравлически соединенная с проточной частью насоса через отверстия в крышке, выполненные по большему диаметру, чем кольцевая камера, кроме того, дисковая полость также сообщена с проточной частью кольцевой щелью, при этом, свободный конец втулки имеет форму продолжения канала
входного патрубка, к тому же, на внешней поверхности втулки выполнена однозаходная или многозаходная резьба.
Отличительные признаки заявляемого насоса центробежного имеют ряд положительных качеств, которые влияют на технический результат:
- во входной крышке, со стороны уплотнения имеется кольцевая камера, связанная каналом с трубопроводом охлаждения. Кольцевая камера расположена в материальной части входной крышки в непосредственной близости к кольцевой щели и дисковой полости. Она изолирована от перекачиваемой жидкости и постоянно заполнена циркулируемой охлаждающей жидкостью. Это способствует улучшенному охлаждению жидкости, идущей на торцовое уплотнение;
- между входной крышкой и корпусом уплотнения образована дисковая полость. Эта полость соединяет кольцевую щель с отверстиями, выполненными по большему диаметру кольцевой камеры и кольцевой щелью подвода жидкости к торцевым уплотнениям. Таким образом, обеспечивается компактность конструкции;
- дисковая полость сообщена с проточной частью кольцевой щелью. Это позволяет жидкости входить через отверстия в дисковую полость и охлаждаться. При этом, часть ее уходит на охлаждение торцевого уплотнения, а часть возвращается в полость насоса через кольцевую щель. Если же рабочая жидкость поступит в дисковую полость через кольцевую щель, она охладится, часть ее поступит на торцевое уплотнение, а часть выйдет в рабочую полость насоса через отверстия. Таким образом, обеспечивается прямое или обратное поступление жидкости на охлаждение и смазывание торцевого уплотнения;
- дисковая полость гидравлически соединена с проточной частью насоса через отверстия в крышке, выполненные по большему диаметру, чем кольцевая камера. Такое соединение дисковой полости и выполнение отверстий по диаметру большему, чем кольцевая камера,
позволяет на малых площадях рационально разместить необходимые отверстия, обеспечивая гидравлические перетоки жидкости по кругу;
- свободный конец втулки имеет форму продолжения канала входного патрубка. Такое выполнение втулки обеспечивает плавное схождение потока жидкости со входного патрубка на предвключенное колесо;
- на внешней поверхности втулки выполнена однозаходная или многозаходная резьба. Это обеспечивает лучшую циркуляцию рабочей жидкости через отверстия, дисковую полость и кольцевую щель или в обратном направлении;
Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи с полученным результатом и позволяют на высоком техническом уровне создать насос центробежный, в котором крышка имеет изолированную от рабочей жидкости кольцевую камеру.
Кроме того, крышка имеет отверстия, а с корпусом подшипника создает дисковую полость, со втулкой образовывает кольцевую щель.
Таким образом, наличие различных сообщающихся между собой полостей и наличие кольцевой камеры улучшило качество (по температуре) жидкости, поступающей на смазку и охлаждение уплотнения.
Таким образом, решена поставленная задача по созданию насоса, в котором конструкция крышки обеспечила хороший теплообмен рабочей жидкости, что, в свою очередь, позволило заменить сальниковое уплотнение на торцовое.
Сущность технического решения поясняется чертежом.
Насос центробежный, включает входную и выходную крышки 1, 2, между которыми расположен наборной корпус из секций 3 и направляющие аппараты 4. Снаружи крышки 1, 2 и секции 3, с направляющими аппаратами 4, стянуты шпильками 5 с гайками 6. Внутри насоса находится вал 7, с предвключенным и рабочими колесами 8, 9. За
крышками установлены торцовые уплотнения 10, 11 в корпусах 12, 13, а за ними подшипники 14, 15 в корпусах 16, 17. Во входной крышке 1, имеется кольцевая камера 18. Между крышкой 1 и корпусом 12 уплотнения, образована дисковая полость 19, соединяющая отверстия 20 с кольцевой щелью 21, подвода жидкости к торцевому уплотнению 10 и с кольцевой щелью 22, между крышкой 1 и втулкой 23.
Насос центробежный работает следующим образом.
Через канал входной крышки 1 поступает рабочая жидкость. Основная ее часть поступает на предвключенное колесо 8, далее на рабочее(ие) колесо(а) 9. Преобразовывая кинетическую энергию в энергию давления, поток жидкости направляется в канал выходной крышки 2 на выход.
Незначительная часть рабочей жидкости через отверстия 20 поступает в дисковую полость 19. Жидкость, проходя через дисковую полость 19, передает свое тепло охлажденной жидкости, циркулирующей в кольцевой камере 18. Охлажденная рабочая жидкость в дисковой полости 19 распределяется на два потока. Один поток через кольцевую щель 22 уходит на предвключенное колесо 8, а другой поток, весьма незначительный, уходит в кольцевую щель 21 на охлаждение и смазывание торцового уплотнения 10.
Также возможно обратное направление прохождения жидкости для охлаждения и смазывания торцового уплотнения 10. В кольцевую щель 22 поступает рабочая жидкость. Через стенку, поступающая жидкость передает тепло жидкости, циркулируемой в кольцевой камере 18. Далее жидкость поступает в дисковую полость 19, дополнительно отдавая тепло той же жидкости, что циркулирует в кольцевой камере 18. Достаточно охладившись, часть жидкости через отверстия 20 уходит в основной поток, а совсем незначительная часть жидкости идет в кольцевую щель 21 на охлаждение и смазывание торцов уплотнений 10.
Таким образом, изменение конструкции крышки, расположение корпуса уплотнения за крышкой дало возможность быстрее охладить жидкость, поступаемую на охлаждение и смазку уплотнения и позволило произвести замену сальникового уплотнения на торцовое, в результате чего снизились потери рабочей жидкости (0,5 л/час) на охлаждение и смазывание уплотнения и увеличился срок (2,5...3 года) эксплуатации насоса.
Заявляемый насос центробежный типа «НДМс» разработан и усовершенствован на базе известных насосов. Однако он имеет неоспоримые вышеперечисленные преимущества. Поэтому насосы типа «НДМс» широко востребованы в промышленности для перекачивания вязких сред и нефтепродуктов.
Изготовление заявленного насоса проводят на стандартном оборудовании, стандартным инструментом, широко используя унифицированные узлы и детали.