ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ПОГРУЖНОЙ НАСОС

Заявляемая полезная модель относится к насосной технике и может быть использована в вертикальных центробежных погружных насосах для перекачки из емкостей нефти и смеси нефти с загрязненной водой.
Проблемой создания насосов является улучшение их эксплуатационных характеристик, а именно улучшение условий для ремонта насоса, уменьшение вероятности аварий при износе уплотнений, особенно торцовых и разрушений подшипников.
Важным фактором является способность насоса сохранять работоспособность в течение как можно большего промежутка времени с момента появления ситуации, предшествующей отказу подшипников или уплотнений, и способствовать наиболее быстрому выявлению ситуации (быстродействие), опасной для эксплуатации.
В качестве прототипа выбран известный вертикальный центробежный погружной насос, содержащий валопровод, узел уплотнения, образованный двумя торцовыми уплотнениями и разделительной камерой, заполненной охлаждающе-смазывающей жидкостью, проточную часть, образованную крыльчаткой, расположенной в корпусе насоса, и отводом, а также датчик утечки, расположенный в полости валопровода ниже уровня подшипников [патент РФ №71710 на полезную модель "Центробежный вертикальный насос", МПК F04D 7/04, опубл. 20.03.2008].
Недостатком известного насоса является то, что с течением времени в процессе работы насоса уплотнения теряют герметичность и наступает момент, когда перекачиваемая насосом среда начинает поступать в разделительную камеру, вытесняет смазывающе-охлаждающую жидкость и с течением времени поступает во внутреннюю полость валопровода, где расположены подшипники и датчик утечки.
3
3
Для предотвращения "вымывания" смазки из подшипника валопровода объем этой жидкости должен быть минимальным (например, 200…300 см). Однако, если учесть, что утечка через уплотнение до 200 см/час в большинстве используемых торцевых уплотнений считается допустимой - срок службы уплотнения (до заполнения углубления, где размещен датчик утечки) исчисляется часами (1-2 часа с момента появления утечки).
Таким образом, недостатком известного технического решения является низкая надежность работы насоса из-за быстрого заполнения жидкостью полости валопровода до уровня подшипников, приводящего к срабатыванию датчика.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы насоса за счет увеличения срока его безостановочной работы при неизбежном наличии утечек смазывающе-охлаждающей и перекачиваемой жидкости через уплотнения.
Поставленная задача решена тем, что в вертикальном центробежном погружном насосе, содержащем валопровод, заполненную смазывающе-охлаждающей жидкостью разделительную камеру, ограниченную уплотнениями вала, одно из которых установлено на перегородке, отделяющей камеру от внутренней полости валопровода, крыльчатку, всасывающий и нагнетательный патрубки, а также установленный в полости валопровода датчик утечки через уплотнение, расположенный в полости валопровода ниже уровня подшипников, согласно полезной модели, за пределами валопровода и корпуса насоса ниже датчика утечки установлен герметичный по отношению к перекачиваемой среде бак, сообщенный каналом с полостью датчика, а трубкой - с атмосферой.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором схематично показан разрез вертикального центробежного погружного насоса. Перечень позиций на чертеже:
1 - опорная плита;
2 - валопровод;
3 - подшипник;
4 - вал;
5 - крыльчатка;
6 - корпус насоса;
7 - нагнетательная труба;
8 - полость насоса;
9 - полость валопровода;
10 - нижнее уплотнение;
11 - верхнее уплотнение;
12 - разделительная камера;
13 - смазывающе-охлаждающая жидкость;
14 - перекачиваемая среда;
15 - перегородка;
16 - бак;
17 - канал;
18 - трубка;
19 - датчик утечки;
20 - всасывающий патрубок.
Вертикальный центробежный погружной насос содержит закрепленный на опорной плите 1 герметичный валопровод 2, внутри которого на подшипниках 3 установлен вал 4 с крыльчаткой 5, размещенной внутри корпуса 6 насоса, снабженного нагнетательной трубой 7.
Полость 8 насоса отделена от полости 9 валопровода 2 посредством нижнего и верхнего уплотнения 10, 11, соответственно, и разделительной камеры 12, заполненной смазывающе-охлаждающей жидкостью 13. Верхнее уплотнение 11 установлено на перегородке 15, отделяющей камеру 12 от внутренней полости 9 валопровода 2.
За пределами валопровода 2 и корпуса 6 насоса установлен герметичный по отношению к перекачиваемой среде 14 бак 16, сообщенный каналом 17 с полостью валопровода 9 и трубкой 18 - с атмосферой (для выпуска воздуха при заполнении бака 16).
В полости 9 валопровода 2 ниже подшипника 3 установлен датчик 19 утечки (поплавковый датчик), расположенный выше канала 17.
Бак 16 выполнен тороидальной формы и установлен на корпусе 6 насоса при помощи крепежных элементов (не показан) коаксиально всасывающему патрубку 20, что обеспечивает компактность насоса.
При работе насоса жидкость 14, в которую погружен насос с всасывающим патрубком 20 и баком 16, подается крыльчаткой 5 в трубу 7 отвода жидкости 14 потребителю. Уплотнения 10 и 11 удерживают смазывающе-охлаждающую жидкость 13 в разделительной камере 12, препятствуя проникновению во внутреннюю полость валопровода жидкостей 13, 14.
По мере износа уплотнений 10 и 11 из разделительной камеры 12 в полость 9 валопровода 2 поступает смазывающе-охлаждающая жидкость 13, которая по каналу 17 сливается в бак 16, из которого при этом по каналу 18 вытесняется воздух в атмосферу. По мере заполнения бака 16 происходит повышение уровня жидкости в канале 17 до уровня датчика 19, что приводит к его срабатыванию (подаче сигнала в систему управления насосом - не показ.) и выключению электропривода насоса (не показ.).
Датчик 19 устанавливается на таком уровне, чтобы в момент его срабатывания жидкость еще не попала в подшипник 3 валопровода 2.
3
Наличие бака 16, гидравлически соединенного каналом 17 с полостью 9 валопровода 2, обеспечивает безостановочную работу насоса при допустимой утечке через верхнее уплотнение 11 (порядка 200 см/час).
Использование полезной модели позволяет существенно повысить надежность работы вертикального центробежного погружного насоса.