ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ НАСОС

ЦЕНТРОБЕЖНЫ
Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована для перекачки минеральных и синтетических масел, в частности для опрессовки масляной системы паровых турбин и для подачи масла в систему регулирования при пуске турбины.
В процессе эксплуатации многоступенчатого насоса осевые силы, действующие на отдельные ступени, суммируются, что приводит к воздействию на его ротор значительного усилия, направленного в сторону всасывания. Задача уравновешивания осевых сил в таких насосах очень валуна и решается разными способами.
Известен многоступенчатый насос, состоящий из ротора с рабочими колесами, камеры всасывания, находяшейся перед первым колесом. За колесом последней ступени находится разгрузочная камера, сообщенная с камерой всасывания через трубопровод. Узел компенсации осевых нагрузок выполнен в виде поршня, совмещенного с гидропятой. Уравновешивающий диск гидропяты имеет больщий диаметр, чем уплотнительные кольца рабочих колес. Ротор может свободно перемещаться в осевом направлении.
Узел компенсации работает следующим образом. Осевая сила стремится переместить ротор, а следовательно и уравновещиваюший узел в сторону всасывания. Вследствие изменения осевого зазора диска и постоянного радиального зазора поршня давление в разгрузочной камере, расположенной за диском, уменьшится. Соответственно этому полное давление насоса начнет перемещать уравновещивающий узел вправо до тех пор, пока не наступит равновесие 1.
Недостатком известного устройства является то, что оно не может эффективно работать в нерасчетных режимах, а именно при изменяющихся вибрационных нагрузках, наличии гидроударов, резких изменениях расходных и напорных характеристик, а также других случаях нестабильности ведения процесса. Наличие трущихся поверхностей приводит к износу, требует частого ремонта для предотвращения аварийного выхода насоса из строя.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является центробежный секционный насос типа ЦНС-ЦНСМ 2.
Известные насосы содержат корпус, ротор, узел компенсаций осевых нагрузок ротора, трубопровод отвода рабочей жидкости, соединяющий камеру узла компенсации осевых нагрузок с камерой всаса (камера низкого давления). Опорами ротора служат два радиально-сферических подшипниF 04 D 1/02 F 04 D 29/00 Й СЕКЦНОННЫЙ НАСОС
ка, установленные в кронштейнах по скользящей посадке, что позволяет ротору перемещаться в осевом направлении. Для уравновещивания возникающего осевого усилия используется спепиальное разгрузочное устройство (гидропята), состоящее из диска разгрузки с разгрузочным кольцом, дистанционной и разгрузочной втулки с разгрузочным кольцом, образующих разгрузочную камеру. Разгрузочная камера сообщена через дросселирующую щель между разгрузочными кольцами с камерой всасывания посредством трубопровода. Разгрузочный диск узла компенсации помещен на роторе. Осевая сила стремится переместить ротор, а следовательно и диск в сторону всасывания. При этом осевой зазор между разгрузочным кольцом диска и разгрузочным кольцом втулки уменьщается, вследствие чего уменьшается давление в разгрузочной камере, расположенной за диском. Соответственно полное давление насоса начнет перемещать диск в сторону нагнетания до тех пор, пока не наступит равновесие.
Таким образом, данное разгрузочное устройство обладает способностью авторегулирования, но оно не может эффективно работать в нерасчетных режимах, а именно при изменяющихся вибрационных нагрузках, наличии гидроударов, резких изменениях расходных и напорных характеристик и т.п. Осевое перемещение ротора приводит к быстрому износу уплотнений и торцевому износу элементов гидропяты, местным перегревам. В конечном результате все выщеупомянутые технические эффекты приводят к снижению надежности работы насоса, больщим материальным и трудовым затратам на поддержание насоса в рабочем состоянии.
Заявляемая полезная модель рещает задачу компенсации осевых нагрузок ротора, обеспечивающую надежную работу насоса в нерасчетных режимах.
Для этого, центробежный секционный насос, содержащий корпус, ротор, узел компенсации осевых нагрузок ротора (разгрузочный узел), трубопровод отвода рабочей жидкости, соединяющей камеру узла компенсации с камерой всаса (камера низкого давления), подщипниковые узлы, имеет следующие особенности: насос снабжен средством фиксации ротора в осевом направлении, а узел компенсации осевых усилий ротора выполнен в виде корпуса и размещенного в нем разгрузочного диска, причем корпус узла компенсации жестко закреплен на корпусе насоса, а разгрузочный диск установлен на валу ротора и зафиксирован относительно ротора, на трубопроводе установлено средство регулирования расхода рабочей жидкости, обеспечивающеео необходимый перепад давления для компенсации осевой нагрузки ротора. При этом устройство фиксации ротора в осевом направлении, выполнено в виде двух радиально-упорных подщипников, установленных в герметичном корпусе, который крепится к корпусу узла комценсации осевых нагрузок.
ность работы, успешно решая задачу компенсации осевых нагрузок ротора при работе в нерасчетных режимах Конструкция насоса предусматривает жесткую фиксацию ротора, исключаюшую перемешение ротора в осевом направлении, что устраняет наличие трушихся поверхностей и всех вытекаюших из этого нежелательных технических эффектов: износ деталей гидропяты, перегрев подшипников, сальниковых уплотнений.
Решение устройства компенсации осевых нагрузок позволяет регулировать расход жидкости, обеспечиваюший необходимый для компенсации осевого усилия перепад давления на диске, что обеспечивает возможность работы насоса в нерасчетных режимах, а именно при изменяющихся вибрационных нагрузках, наличии гидроударов, резких изменениях расходных и напорных характеристик, а также других случаев нестабильности ведения процесса.
Полезная модель поясняется чертежом.
Насос содержит корпус 1, в котором расположен ротор 2. Ротор 2 помещен в опоры качения 3,4, которые расположены в герметичных корпусах 5 и 6 соответственно. Устройство компенсации осевых нагрузок выполнено в виде диска 7 и корпуса 8. Передний подшипниковый узел выполнен в виде радиального подшипника 3 и корпуса 5, прикрепленного к корпусу 1. Разгрузочный диск 7 жестко надет на вал ротора 2 и помещен в корпус 8, который крепится к корпусу 1. Задний подшипниковый узел 4,6 служит для фиксации ротора 2 в осевом направлении и выполнен в виде двух радиально упорных подшипников 4 и корпуса 6, который крепится к корпусу 8. Между разгрузочным диском 7 и корпусом 8 предусмотрен зазор 9, который обеспечивает возможность перетечки рабочей жидкости из камеры разгрузки 10 (до диска 7) в камеру 11 (после диска 7). Зазор 9 подбирается таким, чтобы исключить задевание диска 7 о корпус 8. Диск 7 имеет торцевую площадь несколько большую, чем разница площадей боковых поверхностей рабочего колеса. Трубопровод 12 соединяет камеру 11с камерой низкого давления 13 и снабжен регулирующим органом в виде вентиля 14, который обеспечивает необходимый расход рабочей жидкости через зазор 9 для поддержания заданного перепада давления в камерах 10 и 11. При этом в камерах 10 и 11 установлены манометры 15, а на трубопроводе 10 - термокарман 16 с термометром для контроля температуры масла, удаляемого из узла разгрузки.
Пасос работает следующим образом.
При пуске насоса, вследствие давления рабочей жидкости на неравные боковые поверхности рабочих колес ротора 2, возникает осевое усилие, которое изменяется в зависимости от количества перекачиваемой жидкости и давления в напорном трубопроводе 12, и которое направлено в сторону всасывания. Это осевое усилие компенсируется перепадом давления в камерах 10 и 11 (до и после разгрузочного диска). Этот перепад регулируется вентилем 14, изменяющим расход жидкости через зазор 9 до заданной величины. Пескомпенсированное осевое усилие, направленное на ротор насоса, воепринимается узлом фиксации 4,6 ротора 2. Нагруженность подшипников 4 определяется по температуре рабочей жидкости в термокармане 16 трубопроводе 12. Если температура отводимой жидкости выше температуры перекачиваемой жидкости на  и более, то производится регулировка расхода жидкости вентилем 14 на трубопроводе 12 до достижения теплового равновесия.
Таким образом, заявляемое устройство значительно повышает надежность эксплуатации насоса в нерасчетных режимах за счет жесткой фиксации ротора и отсутствия трущихся поверхностей.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания
1 .Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы. Теория, конструирование и применение. - М: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1960. - 464 с., стр. 212, фиг. 17.9.
2. Насосы ЦНС 180-85...425, ЦНСМ 180-85...425, ЦНС 300-120...600, ЦНСМ 300-120...600. Паспорт. Ясногорский машзавод. Министерство тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения, (прототип).