МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно к многоступенчатым высоконапорным центробежным насосам с рабочими колесами одностороннего входа, и может быть использована для перекачивания питательной воды на электростанциях с энергетическими блоками большой мощности.
В настоящее время в связи с возрастающими требованиями к проектированию главных питательных высокоэнергетических насосов для ТЭС и АЭС необходимо обеспечить работу насоса в режиме сухого хода без повреждений и останова насоса (при режиме сухого хода через насос не прокачивается вода, что происходит, например, из-за обрыва всасывающего трубопровода, либо нарушения его герметичности, в результате чего происходит подсос воздуха, попадающего в насос).
Известен многоступенчатый центробежный насос, содержащий вал, установленный в подшипниковых опорах, ступени с установленными на валу рабочими колесами одностороннего входа с направляющими аппаратами. В данном насосе ввиду большого числа ступеней (более десяти) в промежуточной ступени установлен дополнительный гидростатический подшипник в виде дросселирующей щели, расположенной между валом и направляющим аппаратом. В дросселирующую щель поступает перекачиваемая жидкость из последующей ступени с помощью сквозных отверстий, выполненных в направляющем аппарате и его секции, а также секции последующей ступени. [Малюшенко В.В., Михайлов А.К. Энергетические насосы: Справочное пособие - М.: Энергоиздат, 1981 с. 104-105, рис. 5.23]. Данная конструкция насоса принята за прототип полезной модели.
Недостатком конструкции указанного насоса является его неработоспособность в режиме сухого хода, при котором из-за прекращения подачи жидкости в насос образуется парогазовая смесь, что приводит за короткое время действия сухого хода, длящееся до 5 минут, к изменению динамики ротора, выражающейся в снижении его жесткости, и, в результате, к возникновению больших прогибов вала с частичной или полной деформацией элементов конструкции насоса.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности работы насоса и увеличение его ресурса путем уменьшения прогибов вала и повышения критической частоты вращения ротора в режиме сухого хода.
Технический результат достигается тем, что в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем вал, установленный в подшипниковых опорах, ступени с установленными на валу рабочими колесами одностороннего входа с направляющими аппаратами, дополнительный гидростатический подшипник, выполненный в виде дросселирующей щели, расположенной между валом и направляющим аппаратом одной из промежуточных ступеней, выполненным с отверстием, гидростатический подшипник дополнительно снабжен внешним источником жидкости, сообщенным через отверстие в направляющем аппарате с дросселирующей щелью.
Наличие внешнего источника жидкости, сообщенного через отверстие в направляющем аппарате с дросселирующей щелью, позволяет осуществлять постоянную подачу в гидростатический подшипник перекачиваемой жидкости или жидкости, сходной с перекачиваемой средой по физическим свойствам, и под давлением, обеспечивающим его работу, обеспечивает работу насоса на всех режимах, в том числе в режиме сухого хода, уменьшая прогиб вала и увеличивая критическую частоту вращения ротора за счет увеличения перепада давления в дросселирующей щели.
Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:
Фиг. 1 - многоступенчатый центробежный насос, продольный разрез;
Фиг. 2 - дополнительный гидростатический подшипник, выносной элемент А.
Многоступенчатый центробежный насос содержит наружный корпус 1 (фиг. 1), крышку входную 2, крышку напорную 3. Ротор насоса включает вал 4 с установленными на нем рабочими колесами 5 и гидравлическим разгрузочным устройством 6. Вал 4 опирается на подшипники скольжения 7 с принудительной смазкой. Внутренний корпус состоит из секций 8 с размещенными в них направляющими аппаратами 9. Дополнительный гидростатический подшипник, установленный в промежуточной ступени, выполнен в виде щелевого уплотнения, дросселирующая щель 10 (фиг. 2) которого образована втулкой 11 вала 4 и неподвижным уплотнительным кольцом 12, закрепленным в направляющем аппарате 9. В направляющем аппарате 9 для подачи жидкости в дросселирующую щель 10 выполнено сквозное отверстие 13, связанное через сквозное отверстие 14 в секции 8 с внешним источником постоянной подачи жидкости (на фиг. не изображен). Подача жидкости от внешнего источника в дросселирующую щель 10 может осуществляться, например, посредством высоконапорного плунжерного насоса с малым расходом.
Многоступенчатый центробежный насос работает следующим образом. При вращении вала 4 от привода перекачиваемая среда через входной патрубок поступает к рабочему колесу 5 и направляющему аппарату 9 первой ступени, проходит по всем ступеням насоса и из направляющего аппарата 9 последней ступени выходит в напорный патрубок под давлением, создаваемым рабочими колесами 5. В дросселирующую щель 10 гидростатического подшипника от внешнего источника жидкости через сквозное отверстие 13 в направляющем аппарате 9, сообщенное со сквозным отверстием 14 в секции 8, постоянно подается жидкость.
Такая подача жидкости от внешнего источника, увеличивая перепад давления в дросселирующей щели 10, обеспечивает надежную работу насоса в режиме сухого хода.