ПОЛУПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к насосным установкам с электрическим приводом на базе погружного центробежного насоса и может быть использована для перекачивания из емкости нефти и нефтепродуктов с повышенной загрязненностью и/или высоким содержанием парафинообразных включений.
Из уровня техники известен насосный агрегат, содержащий приводной вал и погружной центробежный насос, включающий корпус с всасывающей и напорной полостями, между которыми установлены рабочие колеса на рабочем валу, подключенном к приводному валу с помощью магнитной муфты (см. патент RU 77653, кл. F04D 29/10, опубл. 27.10.2008). Основным недостатком известного устройства является ограниченная длина приводного вала, что, в случае необходимости установки на глубоких емкостях, значительно усложняет его транспортировку и монтаж.
Технической проблемой является устранение указанного недостатка и создание погружного электронасосного агрегата, который может быть использован для откачки жидкости из емкости любой глубины. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих длин приводного вала. Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что в полупогружном электронасосном агрегате, содержащем приводной вал и погружной центробежный насос, включающий корпус с всасывающей и напорной полостями, между которыми установлены рабочие колеса на рабочем валу, подключенном к приводному валу с помощью магнитной муфты, указанный приводной вал, соединяющий насос с электродвигателем, выполнен сборным из соединенных между собой частей, каждая из которых с помощью подшипниковых опор соосно зафиксирована с возможностью вращения внутри своей приводной секции в виде трубы с концевыми фланцами. Части приводного вала могут быть соединены между собой с помощью шлицевого пальца или пластинчатой муфты. Всасывающая полость предпочтительно огорожена сеткой и снабжена средством очистки сетки в виде выполненных на коллекторе сопел, обращенных тангенциально вдоль внутренней поверхности сетки и имеющих возможность сообщения с напорной полостью через полость магнитной муфты и осевой канал рабочего вала.
На фиг. 1 представлен предлагаемый погружной электронасосный агрегат, установленный на люке емкости;
на фиг. 2 - его центробежный насос;
на фиг. 3 - узел соединения частей приводного вала с помощью шлицевого пальца;
на фиг. 4 - узел соединения частей приводного вала с помощью пластинчатой муфты.
Погружной электронасосный агрегат предназначен для откачки жидкости из емкости 1 и состоит из электродвигателя 2, подключенного к нему через приводные секции 3 погружного центробежного насоса 4, напорной трубы 5 и опоры в виде плиты 6, закрепленной на люке емкости 1. Электродвигатель 2 закреплен на плите 6 с помощью шпилек 7, а напорная труба 5 пропущена сквозь плиту 6 и над ней (в зоне прямой доступности) оснащена запорным краном в виде вентиля 8.
Насос 4 выполнен в виде корпуса с всасывающей 9 и напорной 10 полостями, между которыми внутри центрального кожуха 11 установлены рабочие колеса 12. Напорная полость 10 подключена к напорной трубе 5.
Рабочие колеса 12 соседних ступеней разделены направляющими аппаратами 13, которые через крышку 14 поджаты болтами 15 к корпусу всасывающей полости 9. Колеса 12 установлены на рабочем валу 16, закрепленном в корпусе посредством радиальных подшипниковых узлов 17-18 и осевой опоры 19. В верхний подшипниковый узел 17 встроена обратная осевая опора, которая предотвращает перемещение ротора вверх.
Внутри приводных секций 3 пропущен сборный приводной вал 20, передающий вращение от электродвигателя 2 к рабочему валу 16 с помощью магнитной муфты, состоящей из полумуфты ведущей 21 и полумуфты ведомой 22. Полумуфты 21-22 разделены между собой экраном 23. Благодаря применению магнитной муфты обеспечивается герметичность насоса. Приводной вал 20 состоит из соединенных между собой частей, каждая из которых с помощью подшипниковых опор 24 соосно зафиксирована с возможностью вращения внутри своей приводной секции 3 в виде трубы с концевыми фланцами 25, что позволяет уменьшить перекос и смещение подшипниковых узлов 17-18. Части приводного вала 20 могут быть соединены между собой с помощью шлицевого пальца 26 или пластинчатой муфты 27 (такой вариант позволяет лучше компенсировать перекосы и смещения частей приводного вала 20 и приводных секций 3, увеличивая тем самым срок службы опор 24).
Всасывающая полость 7 огорожена сеткой 28, фильтрующей жидкость от механических примесей, и снабжена средством очистки сетки в виде выполненных на коллекторах 29 сопел, обращенных тангенциально вдоль внутренней поверхности сетки 28. Сетка 28 очищается жидкостью, подающейся через сопла коллекторов 29, для чего последние соединены с напорной полостью 8 через полость 30 магнитной муфты и осевой канал 31 рабочего вала 16.
Предлагаемый агрегат работает следующим образом.
Вращательный момент от электродвигателя 2 через части приводного вала 20 и магнитную муфту передается рабочему валу 16 и расположенным на нем колесам 12. Под действием перепада давлений рабочая жидкость, пройдя через сетку 28, поступает во всасывающую полость 9, а затем к рабочим колесам 12, где ей передается энергия. После прохождения ступеней насоса 4 она попадает в напорную полость 10. Оттуда основной поток жидкости попадает в напорную трубу 5 и идет дальше к месту назначения. Часть жидкости, пройдя через верхний подшипниковый узел 17, полость 30 магнитной муфты и осевой канал 31, поступает в область нижнего подшипникового узла 18. Этой частью потока жидкости смазываются и охлаждаются подшипниковые узлы 17-18, охлаждается магнитная муфта и очищается сетка 28. Для повышения эффекта очистки на 1-2 минуты перекрывают напорный вентиль 8 - тогда еще сильнее разогретая жидкость под высоким напором выходит через сопла и более эффективно размывает парафин или грязь на сетке 28.
Эффективность работы предполагаемого погружного электронасосного агрегата, в первую очередь, проявляется при работе на загрязненных и парафиносодержащих жидкостях. Внутри емкости 1, как правило, сетка 28 сильно забивается грязью или парафином, что снижает эффективность откачки и вызывает разогрев перекачиваемой жидкости. Наличие в конструкции насоса 4 коллекторов 29 с соплами, а также возможность создания повышенного напора за счет временного перекрытия запорного крана (вентиля 8) позволяет поддерживать эффективность откачки жидкости из емкости на максимальном уровне. При этом наличие опоры в виде плиты 6, через которую проходит напорная труба 5, позволяет надежно закрепить агрегат на люке емкости 1. Это также положительно влияет на эффективность откачки, поскольку исключает возможные перекосы и сбои в работе оборудования.
Выполнение приводного вала 20 сборным позволяет практически неограниченно увеличивать его длину и полностью выкачивать жидкость из емкости 1 вне зависимости от ее глубины. При этом соединенные между собой с образованием герметичной внутренней полости секции 3 надежно защищают вращающиеся части механизма от воздействия перекачиваемой жидкости, обеспечивая надежную бесперебойную работу агрегата.