ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС С ПЛОСКИМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ КОРПУСА

Полезная модель относится к центробежным насосам с плоским горизонтальным разъемом корпуса и может быть использована при создании нефтяных магистральных и нефтяных подпорных насосов.
Известен центробежный нефтяной насос, содержащий скрепленные вместе с помощью шпилек с гайками нижнюю и верхнюю части корпуса с кольцевой канавкой и кольцевой центрирующей (посадочной) проточкой, в которой размещено защитное кольцо, образующее с кольцевым бандажом центробежного колеса щелевое радиальное кольцевое уплотнение, разделяющее полость входа в центробежное колесо и полость нагнетания насоса, в которой размещено центробежное колесо, установленное на валу, вал установленный на подшипниках в корпусах, которые выполнены отдельно от частей корпуса насоса и скреплены с нижней частью корпуса насоса с помощью полукруглого фланца, в отверстиях которого установлены резьбовые элементы, например, в виде шпилек (см., например, Малюшенко В.В "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984, лист 55, рис. 142).
Для повышения экономичности насоса радиальный зазор в щелевом уплотнении между отверстием в защитном кольце и наружным диаметром бандажа в центробежном колесе должен быть минимальным. Однако, технология изготовления насоса такова, что нередко при сборке насоса оказывается, что этот зазор распределяется по окружности кольца неравномерно, так при номинальном зазоре 0,3 мм на радиус, например, с одной стороны бандаж касается о кольцо (зазор равен нулю), а в противоположной стороны этот зазор составляет 0,6 мм. Но касание недопустимо, так как возможно разрушение уплотнения (кольца или бандажа) и насоса, так как бандаж вращается вместе с колесом.
Увеличив зазор свыше 0,3 мм, например, до 0,5 мм можно исключить касание, но при этом уменьшится экономичность насоса.
В известном насосе поступают таким образом: создают сборочную единицу, включающую два корпуса подшипников, изготовленные отдельно от корпуса насоса и соединенные с ним фланцевым разъемом со шпильками и гайками. Сборочная единица включает также подшипники, установленные в двух корпусах подшипников, вал с центробежным колесом и смонтированное на бандаже защитное кольцо.
Далее весь ротор перемещают вместе с корпусами подшипников относительно нижней части корпуса насоса до достижения приемлемой степени неравномерности зазора между защитными кольцами и бандажом центробежного колеса (см., например, Малюшенко В.В "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984, лист 55, рис. 142 пункт 3 технических требований).
Известная конструкция усложнена из-за того, что необходимо изготавливать специальные корпуса подшипников с фланцами крепления. Необходимо предусматривать устройства в виде толкателей (приваривать их к корпусу насоса), необходимо сверлить отверстия под штифты, фиксирующие положение каждого корпуса подшипника после проведения центрирования ротора. Это является недостатком известной конструкции.
Целью полезной модели является упрощение конструкции насоса и технологии обеспечения равномерного по окружности зазора в уплотнении между бандажом и отверстием защитного кольца.
Предлагаемый центробежный насос отличается тем, что кольцевая канавка выполнена с такой шириной, что между торцом неподвижного кольца и торцом кольцевой канавки размещено второе кольцо с плоским торцом, соприкасающиеся с торцом неподвижного кольца, установлено второе кольцо с возможностью сдвига относительно неподвижного кольца в плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и скреплено с наперед заданным сдвигом с неподвижным кольцом резьбовыми крепежными элементами, причем щелевое радиальное уплотнение рабочего колеса образовано между поверхностью отверстия второго кольца и поверхностью бандажа.
Винты, скрепляющие оба кольца, размещены в кольцах выше плоскости разъема корпуса насоса. Оси винтов, скрепляющих оба кольца расположены параллельно плоскости разъема корпуса насоса.
На фиг. 1 и 2 представлены продольный и поперечный разрезы предлагаемого насоса, а на фиг. 3 представлен вариант отверстий под фиксирующие штифты, установленные в кольца, где:
1 - вал
2 - центробежное рабочее колесо
3 - бандаж
4 - верхняя часть корпуса (крышка)
5 - нижняя часть корпуса
6 - горизонтальный разъем
7 - кольцевая канавка
8, 9, 12, 14 - плоские торцы
10 - центрирующая расточка
11 - неподвижное кольцо
13 - второе, дополнительное кольцо
15 - кольцевой радиальный зазор
16 - винт
17, 22, 23 - отверстия
18, 19, 20,21 - щуп
24 - штифт
1
2
П, П - полости
1
2
3
4
Z, Z, Z, Z - зазоры на отдельных участках
1
2
Δ, Δ - расстояние сдвига.
1
2
3
4
1
2
Насос содержит вал 1, на котором смонтировано рабочее центробежное колесо 2, снабженное бандажом 3 и установленные на подшипниках (не показаны) в корпусе насоса, включающем верхнюю 4 и нижнюю 5 части, скрепленные совместно шпильками с гайками (шпильки и гайки не показаны) и образующие плоский горизонтальный разъем 6, расположенный в горизонтальной плоскости, параллельной оси вала. Уплотнительная прокладка из паронита, уложенная между частями 4 и 5 корпуса не показана. В совместно скрепленных частях 4 и 5 выполнена кольцевая канавка 7 с торцами 8 и 9, из которых по меньшей мере один торец, например, торец 8 -плоский, и центрирующая расточка 10, в которых установлено неподвижное кольцо 11 с упором в торец 9 канавки. Неподвижное кольцо 11 выполнено с плоским торцом 12, в канавке между двумя плоскими торцами 12 и 8 размещено второе дополнительное кольцо 13, образующее зазоры Z, Z, Z, Z (зазор 15) с бандажом 3 радиального щелевого уплотнения, разделяющий (зазор 15) полость П высокого давления за центробежным рабочим колесом и полость П низкого давления перед рабочим колесом.
1
2
1
2
Технология расточки диаметра центрирующей расточки диаметров под подшипники и другие детали в корпусах насосов с горизонтальным разъемом такова, что смещения Δ и Δ отверстия в неподвижном кольце и наружного диаметра бандажа различаются на 0,5 … 1,2 мм и более, поэтому неподвижное кольцо использовать для щелевого радиального уплотнения рабочего колеса, разделяющего полости П и П в насосе не представляется возможным без сдвига вала с корпусом подшипника относительно неподвижного кольца.
Чтобы не сдвигать вал, в предлагаемой полезной модели дополнительное кольцо установлено в кольцевой канавке 7 с возможностью сдвига относительно неподвижного кольца 11 вдоль плоскости соприкосновения торцов неподвижно и второго 13 дополнительного кольца, причем кольца затем скрепляются друг с другом в наперед заданном положении сдвига резьбовыми крепежными элементами, например, винтами 16, установленными в отверстия 17 (в виде овалов) в одном кольце 13, а выступающие участки винтов ввинчены в резьбовые отверстия, выполненные в неподвижном кольце 11.
1
2
3
4
1
2
Сборку насоса можно осуществить следующим способом, например, вал 1 с рабочим колесом 2 и бандажом 3 в сборе со смонтированным на бандаже вторым, дополнительным кольцом 13 и неподвижным кольцом 11 устанавливают в нижней части корпуса насоса. Неподвижное кольцо 11 при этом займет с свое положение в центрирующей расточке 10. Дополнительное кольцо приподнимают вверх и затем вставляют щупы 18, 19, 20, 21 в зазоры Z, Z, Z, Z, обеспечивая равномерность по окружности бандажа зазоров между бандажом и вторым уплотнительным кольцом 13 и в таком положении ввинчивают винты 16 в резьбовые отверстия неподвижного кольца 11, которыми скрепляются оба кольца с заранее заданными сдвигом Δ и Δ друг относительно друга. Отверстия 17 для этой цели делают овальными, как показано на фиг. 2. Для большей надежности при сохранении заранее заданного сдвига в обоих кольцах 11 и 13 можно выполнить отверстия 22, 23 (в собранном положении) и в них вставить не менее 2-х штифтов 24, причем отверстия 22 в кольце 11, например, выполняют заранее и используют их как направляющие отверстия для сверления отверстий 23.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет отказаться от изготовления отдельных корпусов подшипников с фланцами крепления их к корпусу насоса и настраивать равномерный зазор в щелевом уплотнении рабочего колеса без сдвига корпусов подшипников относительно корпуса насоса - что позволяет упростить конструкцию всего насоса, упростить технологию сборки и снизить стоимость насоса.