Магистральный насос
MAIN LINE PUMP

Изобретение относится к магистральным горизонтальным центробежным насосам и может быть использовано для перекачки нефти по магистральным трубопроводам, а также в других отраслях промышленности для перекачки различных жидкостей.
В патенте RU 2484304 С1 описан электронасосный агрегат с магистральным горизонтальным центробежным насосом (в дальнейшем - насос), крепежные поверхности «лап» которого подняты на уровень общей центральной оси подводящего и отводящего патрубков насоса, см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и их описание в тексте. На фиг. 3 показаны ребра, проходящие по крышке насоса, одни из которых, соединенные с утолщением фланца крышки, а другие - с самим фланцем, а также ребра, соединяющие корпуса подшипниковых узлов ротора с лапами насоса, однако эти ребра не обозначены номерами позиций и не упомянуты в описании, в том числе в отношении технического результата, на обеспечение которого они могут быть направлены. Недостатком используемого в этом агрегате насоса является отсутствие прочностных оценок его конструкции.
Заявляемое изобретение направлено на создание магистрального насоса, обладающего повышенными прочностными характеристиками, высокими надежностью и ресурсом работы за счет обеспечения одновременного снижения его вибронагруженности и повышения герметичности при минимизации материалоемкости его конструкции в целом.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что магистральный насос, имеющий лапы опорные, включает подводящий и отводящий патрубки, при этом крепежные поверхности лап опорных насоса совпадают с горизонтальной плоскостью размещения общей центральной оси подводящего и отводящего патрубков насоса, кроме того, магистральный насос содержит корпус, состоящий из верхней части - крышки и нижней части - основания, которые образуют при соединении горизонтальную плоскость разъема, совпадающую с центральной осью вала рабочего колеса насоса, который установлен в подшипниках, закрепленных в опорах с наружной стороны корпуса, и имеет торцевые уплотнения, рабочее колесо установлено на валу с щелевыми уплотнениями, крышка и основание корпуса насоса выполнены с фланцами, в которых размещены элементы их крепления, а фланец крышки в местах установки торцевых уплотнений ротора имеет утолщения, крышка корпуса имеет ребра жесткости, которые проходят по ее внешней поверхности, при этом одна часть этих ребер соединена с утолщениями фланца крышки, а другая - с самим фланцем крышки, имеются также ребра жесткости, соединяющие корпусы подшипниковых узлов вала рабочего колеса насоса с его опорными лапами. Магистральный насос дополнительно снабжен ребрами жесткости, соединяющими лапы опорные насоса с подводящим и отводящим патрубками, ребрами жесткости, проходящими под основанием корпуса насоса и соединяющими между собой корпуса подшипниковых узлов вала рабочего колеса насоса, ребрами жесткости, проходящими под основанием корпуса насоса и соединяющими между собой попарно лапы опорные насоса, при этом крышка и основание корпуса насоса выполнены с внутренними полостями, образующими подвод и отвод, а все ребра жесткости выполнены за одно целое с крышкой или основанием корпуса. Корпус насоса и все упомянутые ребра жесткости выполнены за одно целое методом литья из углеродистых или легированных сталей и сплавов.
Заявляемый магистральный насос поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 показан общий вид насоса; на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 показаны различные виды насоса в проекции; на фиг. 5 показан разрез А-А фиг. 4.
Как показано на чертежах, магистральный насос (в дальнейшем - насос) включает лапы опорные 1, подводящий 2 и отводящий 3 патрубки. Крепежные поверхности лап опорных 1 насоса совпадают или могут находиться в зоне рядом с горизонтальной плоскостью размещения общей центральной оси 4 подводящего 2 и отводящего 3 патрубков, что позволяет исключить образование (при практическом обнулении величин результирующих плеч) результирующих опрокидывающих моментов вокруг центральных осей подводящего 2 и отводящего 3 патрубков от воздействия потоков перекачиваемой в них жидкости на крепления лап опорных 1 к раме (не показана). При этом также происходит разгрузка сварных швов (или фланцевых креплений) подводящего 2 и отводящего 3 патрубков и трубопроводов, к которым они присоединяются. Насос содержит корпус, состоящий из верхней части - крышки 5 и нижней части - основания 6, которые образуют при соединении горизонтальную плоскость разъема 7, совпадающую с центральной осью 8 вала рабочего колеса 9, который установлен в подшипниках 10, закрепленных в опорах 11 с наружной стороны корпуса, и имеет торцевые уплотнения 12. Рабочее колесо 9 установлено на валу 13 с щелевыми уплотнениями 14. Крышка 5 и основание 6 корпуса выполнены с фланцами 15, в которых размещены элементы 16 их крепления. Фланец 15 крышки 5 в местах установки торцевых уплотнений 12 вала 13 рабочего колеса 9 имеет утолщения 17. Крышка 5 корпуса имеет ребра жесткости, которые проходят по ее внешней поверхности, при этом одна часть 18 этих ребер соединена с утолщениями 17 фланца 15 крышки 5, а другая часть 19 этих ребер - с самим фланцем 15 крышки 5. Показаны ребра жесткости 20, соединяющие опоры 11 подшипников 10 вала 13 рабочего колеса 9 с лапами опорными 1, ребра 21 жесткости, соединяющие лапы опорные 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, ребра 22 жесткости, проходящие под основанием 6 корпуса и соединяющие между собой опоры 11 подшипников 10 вала 13 рабочего колеса 9, ребрами 23 жесткости, проходящими под основанием 6 корпуса и соединяющими между собой попарно лапы опорные 1. Крышка 5 и основание 6 корпуса насоса 1 выполнены с внутренними полостями, образующими подвод 24 и отвод 25. Все упомянутые выше ребра 18, 19, 20, 21, 22, 23 жесткости выполнены за одно целое с крышкой 5 или с основанием 6 корпуса, образуя тем самым силовой каркас корпуса и позволяя обеспечить равнопрочность его конструкции, уменьшить перемещения отдельных элементов конструкции насоса друг относительно друга, вызванных высокими пульсациями давления вследствие высоких скоростей вращения вала насоса, обеспечить при этом высокую герметичность проточной части насоса, находящейся во время эксплуатации под давлением. Кроме того, наличие набора силовых элементов в виде описанных выше ребер 18, 19, 20, 21, 22, 23 жесткости, связывающих описанным выше образом корпус насоса (крышку 5 и основание 6), образующий его проточную часть, с поверхностями лап опорных 1 насоса, с опорами 11 подшипников 10 вала 13 рабочего колеса 9, с фланцами 15 крышки 5 и основания 6, решает задачу по снижению до возможной минимизации металлоемкости корпуса насоса при обеспечении его повышенной прочности, вибронагруженности и герметичности, поскольку позволяет значительно уменьшать вес корпуса и одновременно обеспечивать необходимую жесткость его конструкции. Все ребра 18, 19, 20, 21, 22, 23 жесткости выполняют за одно целое с крышкой 5 или с основанием 6, например, методом литья, например, или из углеродистых или легированных сталей и сплавов. Количество ребер 18 и 19 жесткости, выполняемых на внешней поверхности крышки 5, выбирается в зависимости от габаритов корпуса насоса, обеспечения требуемой жесткости корпуса насоса и т.д., т.е. в зависимости от задаваемых характеристик насоса, условий его эксплуатации.
Таким образом, заявленное изобретение в представленной совокупности признаков обеспечивает создание магистрального насоса, обладающего повышенными надежностью и ресурсом работы за счет уменьшения вибронагруженности, повышения герметичности при уменьшении материалоемкости и сохранении прочности его конструкции.