НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТКАЧИВАНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ЕМКОСТИ

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТКАЧИВАНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ЕМКОСТИ
Изобретение относится к насосостроению и касается усовершенствования насосной установки, откачивающей различные жидкости из емкостей хранения.
Повышение требований к безопасности и экологичности технологических процессов, расширение номенклатуры перекачиваемых жидкостей за счет агрессивных и токсичных вызвало развитие герметичной насосной техники.
Известны герметичные насосы, разработанные для перекачивания различных особых жидкостей, например, Герметичный центробежный электронасос высокого давления с экранированным электродвигателем 1, стр. 256, фиг. 119. В этом агрегате электрическая и насосная части разделены тепловым барьером, а на роторе насоса установлено вспомогательное центробежное колесо, прокачивающее воду низкого давления через тепловой экран, выносной теплообменник и подшипники ротора.
Однако, стоимость изготовления этого насоса очень высока из-за дорогостоящего привода и применяемых материалов, а проблема обеспечения его надежной работы, связанная с работой подшипников и упорной пяты потребовала выполнения целого комплекса научно - исследовательских работ, при этом для обеспечения надежности в контуре системы смазки и охлаждения используют воду низкого давления, что приводит к постоянному поступлению тепла с горячей водой из контура основного насоса.
М. кл. 5: F04D 1/06
Известны также герметичные насосы с приводом через муфту на постоянных магнитах, смазка и охлаждение которых выполнены перекачиваемой средой 2. Герметичный стандартный насос химического назначения по ДИН 24256/ИСО 2858 с муфтой постоянного магнита типа MCN(F) этой фирмы выполнены с приводом через муфту с постоянными магнитами, что позволяет обеспечит полную герметичность проточной части. Смазка подшипников о охлаждение ведомой полумуфтв выполнена в этом насосе перекачиваемой средой, которую отбирают из напорного патрубка насоса и отводят в полость разгрузочного поршня.
Однако, при выполнении насоса двухступенчатым и увеличении напора проявляются существенные недостатки этой конструкции. Снижается надежность работы герметизирующей гильзы, установленной между магнитами ведущей и ведомой полумуфт, т. к. увеличивается величина внутреннего давления на гильзу и ее длина, что вызывает недопустимый прогиб гильзы. Кроме того, традиционная конструкция спирального отвода известного насоса и консольная установка рабочего колеса приводит к увеличенным габаритам.
Известны технические решения, в которых повышенная надежность работы электродвигателя достигается тем, что вращающееся электромагнитное поле создают в элементах, размещенных вне перекачиваемой насосом среды, а вращение на рабочее колесо насоса передают с помощью магнитопроводов, по которым вращающееся поле передают в зону размещения проточной части насоса 3. Этот электронасос содержит погруженное в перекачиваемую среду центробежное рабочее колесо и генератор вращающегося электромагнитного поля, размещенный над емкостью, в которой установлена насосная часть. Для передачи вращающегося поля служат неподвижные магнитопроводы, соединяющие генераторную и насосные части, что упрощает задачу герметизации проточной части и значительно повышает надежность работы электротехнических элементов.
Однако известный электронасос имеет сложную конструкцию в связи с использованием электромагнитной системы для конвертирования и передачи электромагнитного поля, что приводит к увеличению габаритов электронасосной установки, приводит к излишним потерям, необходимости создавать специальную систему охлаждения.
Известны также установки, в которых насос погружен под уровень дидкости в емкости, а двигатель установлен сверху вне емкости, при этом ротор насоса установлен консольно на валу, соединенном с валом двигателя с помощью муфты 1, стр. 281, фиг. 134.
Однако, увеличение длины ротора насоса снижает его жесткость, что приводит к дополнительным затратам на обеспечение жесткости привода, увеличивает вес и габариты.
Из известных технических решений наиболее близким обьектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является Насос регенерированного масла типа 40VPSS VI М, фирмы ASAHI Chemical Industry Co., Ltd., Япония 4, стр. 120 - разрез, принятый авторами за прототип.
Принятый за прототип объект представляет собой насосную устанбвку для откачивания жидкости из емкости, содержащую насос, погруженный под уровень жидкости в емкости, двигатель, установленный сверху вне емкости, и валопровод, соединяющий роторы двигателя и насоса, причем валопровод установлен на подшипниках внутри проставки, соединяющей корпусы двигателя и насоса.
Принятая за прототип насосная установка обеспечивает надежную работу при откачивании регенерированного масла из емкости с глубины 2,7 метра. Жесткость валопровода при этом обеспечивается дополнительными подшипниками скольжения, установленными в разъемах проставки И В заборном устройстве насоса. Основной опорно-унорный подшипник установлен в специальном корпусе сверху, вне емкости.
Однако, принятая за прототип насосная установка имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что дополнительные опорные подшипники требуют повышенной точности изготовления деталей проставки, что повышает стоимость установки, кроме того, при перекачивании жидкостей с плохой смазывающей способностью возможно заклинивание подшипников скольжения. К недостаткам прототипа следует также отнести неполную герметичность установки по валопроводу, что затрудняет ее применения для откачивания агрессивных и токсичных жидкостей и тем самьм снижает конкурентоспособность.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простой в изготовлении и надежно работающеей насосной установки для откачивания из емкостей любых, в том числе токсичных и агрессивных жидкостей с улучшенной весогабаритной характеристикой, конкурентоспособной с известными установками для различных жидкостей, в том числе и требующих полной герметичности.
В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в том что разработана насосная установка при удобной для монтажа компоновке, малых габаритах ее элементов и при упрощенной конструкции деталей, снижающей стоимость изготовления. При этом глубина откачивания жидкости из емкости практически не ограничена и определяется напором насоса.
Данный технический результат достигнут тем, что в насосной установке для откачивания жидкости из емкости, содержащей насос, погруженный под уровень жидкости в емкости, двигатель, установленный сверху вне емкости, и валопровод, соединяющий роторы двигателя и насоса, причем валопровод установлен на подшипниках внутри проставки.
соединяющей корпусы двигателя и насоса, согласно изобретению, нроставка снабжена гереметизирующей гильзой, установленной со стороны корпуса насоса, на валопроводе со стороны ротора насоса установлена ведущая полумуфта, а на роторе насоса установлена ведомая полумуфта из постоянных магнитов, при этом валонровод может быть выполнен из нескольких валов, соединенных муфтами.
Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что проставка снабжена гереметизирующей гильзой, установленной со стороны корпуса насоса, на валопроводе со стороны ротора насоса установлена ведущая полумуфта, а на роторе насоса установлена ведомая полумуфта из постоянных магнитов.
Такое решение позволяет получить удобную для монтажа компоновку и уменьшить габарит насосной установки за счет использования подшипников качения с консистентной смазкой. В заявляемом насосе могут быть использованы конструкции насосной части, специально разработанные с учетом особенностей перекачиваемой жидкости, и, в то же время, за счет герметизации внутренней полости валопровода его конструкция упрощается, унифицируется для любой перекачиваемой среды, что удешевляет насосную установку в целом, повышает надежность ее работы.
Еще одной отличительной особенностью заявляемого насоса является то, что валопровод выполнен из нескольких валов, соединенных муфтами, что позволяет получить валопровод практически любой протяженности при простой технологии его изготовления, обеспечить тем самым откачивание жидкости с любой глубины, которая определяется только напором насоса.
Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом позволяют снизить стоимость изготовления, упростить конструкцию деталей насоса и уменьшить
его габариты, а также повысить надежность работы, что повышает его конкурентоспособность.
На фиг.1 представлена принципиальная схема заявляемоой насосной установки.
На фиг.2 представлена нижняя часть установки в более крупном масштабе.
Насосная установка содержит насос 1, погруженный под уровень жидкости в емкости 2, двигатель 3, установленный сверху вне емкости, и валопровод 4, соединяющий роторы двигателя 5 и насоса 6, причем валопровод установлен на подшипниках 7 внутри проставки 8, соединяющей корпусы двигателя и насоса. Проставка 8 снабжена гереметизирующей гильзой 9, установленной со стороны корпуса насоса. На валопроводе со стороны ротора насоса установлена ведущая полумуфта 10, а на роторе насоса установлена ведомая полумуфта И из постоянных магнитов. Валопровод 4 выполнен из нескольких валов 12 и 13, соединенных муфтами 14. Нроставка 8 может быть выполнена также составной, как это показано на фиг.1. Всасывающий патрубок 15 насоса может быть выполнен открытым или снабжен защитной сеткой. К нагнетательному патрубку 16 насоса подключен напорный трубопровод 17, выведенный за пределы емкости 2.
Заявляемая насосная установка работает следующим образом.
Нри включении двигателя 3 вращение его ротора 5 с помощью муфт и валов валопровода 4 передается на ведущую полумуфту 10, установленную на конце валопровода. При этом муфты 14 компенсируют несовпадение осей валов 12 и 13, а подшипники 7 обеспечивают восприятие нагрузок от вращающихся валов.
Постоянные магниты ведущей полумуфты создают вращающееся магнитное поле, которое через герметизирующую гильзу 9 передается на
магниты ведомой полумуфты 11, которые увлекаются магнитным полем и приводят во вращение ротор 6 наоооа, на котором установлены его рабочие колеса. Жидкость через всасывающий патрубок 15 поступает на рабочие колеса и нагнетается через нагнетательный патрубок 16 в напорный трубопровод. На чертежах фиг. 1 и 2 показан двухступенчатый центробежный насос со смазкой подшипников и охлаждением перекачиваемой жидкостью. Напор такого насоса может быть выполнен достаточно большим для откачивания жидкости из любых применяемых на практике емкостей.
Наличие герметизирующей гильзы 9 позволяет использовать для ггодшипников 7 валопровода подшипники качения с консистентной смазкой, и при этом полностью герметизировать внутреннюю полость емкости 2. Специальная конструкция ротора и рабочих колес насоса 1 позволяет перекачивать любые, в том числе агрессивные и токсичные жидкость при отсутствии каких либо протечек в окружающую среду. Все разъемные соединения, по которым внутренняя полость емкости 2 отделена от окружающей среды, выполнены по неподвижным деталям, что обеспечивает их полную герметичность.
Таким образом заявляемая насосная в сравнении с известными такого же назначения имеет улучшенные экологические характеристики и обеспечивает надежную работу вращающихся элементов.
Изготовление и испытания опытных образцов насосной установки подтвердили надежную работу. В результате получена насосная установка для откачивания практически любых жидкостей из емкостей с глубины превышающей 3 метра, что обеспечивает конкурентоспособность разработаной установки в сравнении с известньми.
Библиографические данные источников информации
1.Черноусов Н.П. и др. Герметические химико - технологические машины и апнараты, М-Л.: Машиностроение, 1965.
2.Каталог фирмы Леберле-Херметик, Германия.
3. Герметичный электронасос по авт. свид. СССР N 1603486, Н02К 9/19, 1987.
4.Насос регенерированного масла типа 40VPSS VI М, фирмы ASAHI Chemical Industry Со., Ltd. Паспорт. В/О Техмашимпорт, Москва, W79.
Патентный поверенн;
А.В.Наганов