ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям консольных центробежных насосов для перекачки жидкостей.
Известен центробежный насос для перекачки жидкостей, содержащий корпус, вал с уплотнением, установленное в корпусе рабочее колесо со ступицей, закрепленное на валу посредством шпонки, щек с винтами и защитного колпачка с резьбой, противоположной направлению вращения колеса, уплотнение выполнено в виде сальника, затягиваемого нажимной втулкой. Для повышения ресурса работы насоса путем повышения надежности крепления рабочего колеса на валу от предотвращения проникновения агрессивной жидкости к частям насоса, защитный колпак снабжен лопастями, а вал - концевым сальником с дополнительной нажимной втулкой и подвижной уплотняющей втулкой (Авторское свидетельство СССР №1190086, кл. F 04 D 7/06, 1985).
Недостатком этого насоса является сложность конструкции, что приводит к снижению надежности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является консольный центробежный насос типа АК 65/35 по ГОСТ 12878-67 (Приложение). Насос включает корпус, разделенный на приводную и насосную части посредством перегородки, имеющей осевую расточку и сальниковую камеру, в которой размещена втулка с сальниковым уплотнением, поджатой нажимной гайкой. Вал установлен на концевой подшипниковой опоре, включающей радиальные и радиально - упорные шариковые подшипники. На валу консольно установлено рабочее колесо насосной части.
Недостатком такого насоса является низкая жесткость вала, быстрое изнашивание подшипниковой опоры, что приводит к деформации вала, смещению рабочего колеса и соответственно, к снижению надежности.
Технической задачей, решение которой осуществляется предлагаемым устройством, является повышение жесткости конструкции, износоустойчивости опорных подшипниковых узлов вала, что повышает эффективность эксплуатации насоса и его надежность.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус, вал с уплотнением, расположенным в сальниковой камере, и подшипниковой опорой,
включающей первый концевой и второй подшипниковые узлы, рабочее колесо, установленное в корпусе и закрепленное на валу, камера с уплотнением размещена перед первым концевым подшипниковым узлом, второй подшипниковый узел расположен на минимально возможном расстоянии от рабочего колеса, между первым концевым и вторым подшипниковыми узлами на валу установлен дополнительно введенный третий подшипниковый узел, причем подшипники первого концевого и второго подшипниковых узлов выполнены в виде радиальных подшипников скольжения, а третьего подшипникового узла в виде упорного подшипника скольжения.
Это позволяет повысить жесткость вала путем уменьшения его консольной и увеличения его базовой длины между подшипниками (за счет удаления сальниковой камеры от рабочего колеса насоса), при этом уменьшаются осевые перемещения вала (чему препятствует упорный подшипник скольжения), а уплотнение предотвращает проникновение перекачиваемой среды за пределы насоса.
Подшипники скольжения подшипниковых узлов выполнены самоустанавливающимися, а уплотнение вала выполнено в виде торцового уплотнения, как более надежные и износоустойчивые.
В варианте выполнения насоса (имеющего раздельные контуры циркуляции смазывающе - охлаждающей жидкости и перекачиваемой среды и при большем давлении перекачиваемой среды) за рабочим колесом на валу размещено дополнительно второе торцовое уплотнение, установленное последовательно с первым торцовым уплотнением, а смазывающе - охлаждающую жидкость направляют в объем, образовавшийся между уплотнениями, что позволяет избежать возможного проникновения перекачиваемой среды в контур циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости.
В другом варианте выполнения насоса (в частности для перекачки агрессивных жидкостей), также имеющего разные контуры циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости и перекачиваемой среды, но уже при большем давлении смазывающе-охлаждающей (затворной) жидкости, для избежания возможного проникновения смазывающе-охлаждающей жидкости в перекачиваемую среду и ее загрязнения первое и второе торцовые уплотнения установлены навстречу друг другу.
На рисунках представлены общие виды насоса (продольный разрез): фиг.1 - с одним торцовым уплотнением; фиг.2 - с двумя торцовыми уплотнениями, установленными последовательно; фиг.3
- с двумя торцовыми уплотнениями, установленными навстречу друг другу.
Центробежный нефтяной насос (фиг.1) содержит корпус 1, размещенный в нем вал 2 с уплотнением 3, расположенным в сальниковой камере 4, и подшипниковой опорой, включающей первый концевой радиальный подшипник скольжения 5, второй радиальный подшипник скольжения 6, а между подшипниками 5 и 6 установлен третий упорный подшипник скольжения 7. Рабочее колесо 8 насоса установлено в корпусе 1 и консольно закрепленное на валу 2. Второй подшипник 7 расположен на минимально возможном расстоянии от рабочего колеса 8. Уплотнение вала 3 выполнено в виде двойного торцового уплотнения, обращенного выходной частью к рабочему колесу 8, и размещено вместе с сальниковой камерой 4 перед первым концевым подшипником 5. Подшипники скольжения 5, 6, 7 выполнены самоустанавливающимися. Смазка и охлаждение подшипниковых узлов в такой конструкции производится перекачиваемой жидкостью (средой).
В варианте выполнения насоса (фиг.2), имеющего раздельные контуры циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости и перекачиваемой среды (на чертеже не показано) и при большем
давлении перекачиваемой среды) за рабочим колесом 8 на валу 2 размещено одинарное торцовое уплотнение 9, установленное последовательно с первым торцовым уплотнением 3, что позволяет избежать возможного проникновения перекачиваемой среды в контур циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости.
В варианте выполнения насоса (фиг.3), также имеющего разные контуры циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости и перекачиваемой среды (на чертеже не показано), но уже при большем давлении смазывающе-охлаждающей (затворной) жидкости, для избежания возможного проникновения смазывающе-охлаждающей жидкости в перекачиваемую среду первое 3 и второе 9 торцовые уплотнения установлены навстречу друг другу.
Насос работает следующим образом.
При вращении вала 2 от привода (на чертеже не показан) вращающий момент передается на рабочее колесо 8, которое начинает вращаться, создавая разрежение в полости всасывания и насос начинает перекачивать жидкость (нефтепродукты). Возникающее от работы насоса и движения перекачиваемой среды осевое усилие воздействует на подшипники, а при их износе и на вал 2, что может вызвать его деформацию и паразитные колебания. Предлагаемое расположение подшипниковых узлов 5, 6, 7 и камеры
уплотнения 4 позволяет повысить жесткость вала, так как длина базы увеличивается (расстояние между опорными подшипниками 5, 6 и 7), а длина консоли уменьшается (расстояние от опорного подшипника 6 до рабочего колеса 8), при этом снижаются деформации вала, что разгружает подшипники, а замена их на подшипники скольжения и осевой подшипник увеличивает износоустойчивость (работоспособность) подшипниковой опоры. Торцовые уплотнения 3 и 9 в разных вариантах выполнения насоса исключают проникновение перекачиваемой среды за пределы насоса, проникновение перекачиваемой среды в контур циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости и проникновения смазывающее - охлаждающей жидкости в перекачиваемую среду, предотвращая ее загрязнение.
Это повышает эффективность эксплуатации разных вариантов центробежных консольных насосов, надежность, увеличивая ресурс их работы.
Полезная модель может быть использована при разработке и конструировании центробежных консольных насосов и при модернизации вертикальных нефтяных насосов, например типа НК 66-35.