Вертикальный одноступенчатый центробежный насос
VERTICAL SINGLE-STAGE CENTRIFUGAL PUMP

Изобретение относится к области насосостроения, а именно, к конструкции центробежного вертикального насоса, которая наиболее эффективно может быть использована в насосах для перекачивания воды, водяных растворов, в том числе многофазных, нефти и нефтепродуктов, а также сходных с ними жидкостей по магистральным, технологическим и вспомогательным трубопроводам, в том числе для работы к области агрегатов для поддержания внутрипластового давления нефтяных месторождений с помощью закачки жидкости под высоким давлением.
Известна насосная система, см. патент РФ №2633304, от 11.10.2017. Данная система содержит: электродвигатель, содержащий выходной вал, выполненный с возможностью реверсивного вращения в первом направлении вращения и противоположном ему втором направлении вращения; насос, содержащий входной вал, выполненный с возможностью движения в первом линейном направлении и противоположном ему втором линейном направлении; и преобразователь, соединяющий выходной вал с входным валом так, что: вращение выходного вала в первом направлении вращения вызывает поступательное перемещение входного вала в первом линейном направлении; вращение выходного вала во втором направлении вращения вызывает поступательное перемещение входного вала во втором линейном направлении; и контроллер, который многократно реверсирует направление вращения выходного вала, вызывая возвратно-поступательное движение входного вала, при этом электродвигатель представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока; и при этом контроллер выполнен с возможностью реверсирования направления электрического тока, подаваемого в электродвигатель, для реверсирования вращения выходного вала, а также с возможностью постепенного увеличения длины хода вала насоса до максимальной длины хода с последующим постепенным уменьшением длины хода до минимальной длины хода. Недостатком данного устройства является сложность и низкая производительность.
Известен одноступенчатый центробежный насосный агрегат, см. патент РФ №2616328 от 14.04.2017. Данный насос включает центробежный одноступенчатый насос двухстороннего входа, приводной электродвигатель, муфту, соединяющую их валы, опорную раму для крепления насоса и электродвигателя. При этом насос содержит корпус, состоящий из основания и крышки, входной и выходной патрубки, ротор с закрепленным на нем рабочим колесом, установленный в опорных подшипниках, и спиральный отвод. В предлагаемом устройстве спиральный отвод выполнен в виде отдельной самостоятельной детали, а части его внешней поверхности, предусмотренные для размещения в выполненных для этого ложементах крышки и корпуса, соответствуют форме поверхностей этих ложементов. При этом рабочее колесо и спиральный отвод выполнены попарно сменными, причем параметры рабочего колеса и спирального отвода в каждой паре рассчитываются на максимальное значение эффективности при обеспечении требуемой подачи и напора. Недостатком данного устройства является невозможность смены направления потока.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является вертикальный одноступенчатый центробежный насос, включающий вертикально установленный двигатель, корпус с верхним патрубком, проточную часть, состоящую из подвода, рабочего колеса и направляющего аппарата, подшипник и связанный с двигателем проходящий через корпус и проточную часть вал, на котором установлены и зафиксированы рабочее колесо и подшипник (см. JP 2003106300 А от 09.04.2003). Недостатком данного устройства является невозможность смены направления потока.
Технический результат - повышение производительности насоса, способного изменять направление движение потока жидкости.
Технический результат достигается тем, что вертикальный одноступенчатый центробежный насос включает вертикально установленный двигатель, корпус с верхним патрубком, проточную часть, состоящую из подвода, рабочего колеса и направляющего аппарата, подшипник и связанный с двигателем проходящий через корпус и проточную часть вал, на котором установлены и зафиксированы рабочее колесо и подшипник. При этом проточная часть выполнена с возможностью отсоединения, разворота на 180°, установки и закрепления ее в корпусе при неизменной конструкции последнего, при этом двигатель установлен на корпусе и соединен с валом посредством муфты, а направляющий аппарат зафиксирован на валу посредством подшипника.
Двигатель, муфта, корпус и проточная часть соединены друг с другом посредством фланцевого соединения.
Также предпочтительно чтобы к проточной части был подсоединен посредством фланцевого соединения нижний патрубок.
Изобретение поясняется фиг. 1, 2.
На фиг. 1 показан общий вид агрегата,
на фиг. 2 - два исполнения насоса в разрезе, с нормальным и реверсивным движением жидкости.
Вертикальный одноступенчатый центробежный насос состоит из:
1 - корпус насоса,
2 - электродвигатель,
3 - соединительная муфта,
4 - защитное ограждение соединительной муфты,
5 - опорный подрамник агрегата,
6 - проточная часть насоса,
7 - верхний патрубок,
8 - нижний патрубок,
9 - подшипниковый блок,
10 - вал,
11 - торцевое уплотнение,
12 - рабочее колесо,
13 - направляющий аппарат,
14 - подвод,
15 - подшипник скольжения,
16 - стрелка направления движения жидкости (к конструктивному элементу насоса не относится).
Для достижения технического результата в вертикальном одноступенчатом центробежном насосе см. фиг. 1, 2 проточная часть 6, состоящая из рабочего колеса 12, направляющего аппарата 13, подвода 14, подшипника скольжения 15, изготовлена таким образом, что в зависимости от ее положения в пространстве (нормальное положение или разворот на 180°), при неизменной конструкции корпуса насосного агрегата, может перекачивать жидкость, как в прямом, так и в реверсивном направлении обозначенном стрелкой направления движения жидкости 16.
Работа устройства осуществляется таким образом, что в зависимости от положения проточной части 6 (нормальное положение или развернутое на 180°), осуществляется прямое или реверсивное движение жидкости внутри корпуса насоса, от верхнего патрубка 7 к нижнему патрубку 8 или наоборот. При этом крутящий момент необходимый для вращения рабочего колеса 12 передается от электродвигателя 2 через соединительную муфту 3, закрытую защитным ограждением 4. Опорами вала 9 служат подшипниковый блок 10 и подшипник скольжения 15. Герметизацию насоса осуществляет торцевое уплотнение 11. Опорой крепления агрегата в сборе служит опорный подрамник 5.
Смена проточной части 6 осуществляется следующим образом. Раскручиваются фланцевые соединения, удерживающие нижний патрубок 8, направляющий аппарат 13 и подвод 14, при этом с вала снимаются подшипник скольжения 15 и рабочее колесо 12. Затем на вал устанавливаются подшипник скольжения 15, к корпусу насоса 1 посредством фланцевого соединения присоединяется перевернутый на 180° направляющий аппарат 13, на вал крепится перевернутое на 180° рабочее колесо 12 и посредством фланцевого соединения прикрепляется перевернутый на 180° подвод 14. Окончательно посредством фланцевого соединения прикрепляется нижний патрубок 8. Все крепления осуществляются общеизвестными методами - шпильками, шпонками, гайками. После чего предлагаемое устройство может работать в реверсивном направлении.
Благодаря приведенной выше конструкции насоса появляется возможность менять направление потока жидкости без полного снятия и замены насоса.