САМОВСАСЫВАЮЩАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области насосостроения, а именно к самовсасывающим насосным установкам.
Известны самовсасывающие центробежные насосы, содержащие рабочее колесо, эжектор центробежного типа и сепаратор, которые размещаются на всасывающем тракте насоса.
Недостатками подобного вида устройств является невысокая высота всасывания и размещение дополнительных конструкций на всасывающем тракте насоса, что ухудшает процесс самовсасывания и увеличивает габариты насоса.
Известен самовсасывающий центробежный насос, описанный в авторском свидетельстве №272054, опубликованном 26.05.1970 г.Самовсасывающий центробежный насос содержит рабочее колесо, эжектор центробежного типа и сепаратор, причем эжектор и сепаратор установлены на напорной линии насоса.
Недостатками этой конструкций является невысокая высота всасывания, громоздкость, опасность попадания нефтепродуктов в полость насоса, а главное невозможность работы на вязких, загрязненных взвешенными частицами жидкостях.
Известен самовсасывающий насосный агрегат, описанный в авторском свидетельстве №274655, опубликованном 24.06.1970 г. Самовсасывающий насосный агрегат содержит центробежный насос, вакуум-насос и сепаратор на всасывающей линии центробежного насоса. Сепаратор выполнен в виде конической камеры, расширяющейся ко входу в центробежный насос, и имеет тангенциальный входной патрубок и центральную трубу, соединенную с вакуум-насосом.
Недостатком этой конструкций является невысокая высота всасывания, громоздкость, опасность попадания нефтепродуктов в полость вакуумного насоса, а главное невозможность работы на вязких, загрязненных взвешенными частицами жидкостях.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является самовсасывающий насосный агрегат, описанный в авторском свидетельстве №1129414, опубликованном 15.12.1984 г. Самовсасывающий насосный агрегат содержит центробежный насос с полостями всасывания и нагнетания и жидкостно-кольцевой вакуум-насос, установленные на одном валу, аккумулятор жидкости и систему диафрагменных клапанов управления вакуум-насосом, при этом последняя сообщена с полостями всасывания и нагнетания центробежного насоса, с вакуум-насосом и атмосферой и снабжена магистралями сброса жидкости из вакуум-насоса и подпитки вакуум-насоса жидкостью из аккумулятора. Система управления вакуум-насосом состоит из четырех расположенных в одном корпусе клапанов, первый из которых сообщает полость всасывания центробежного насоса с вакуум-насосом, второй вакуум-насос с атмосферой, третий клапан расположен на магистрали сброса жидкости из вакуум-насоса в аккумулятор жидкости, а четвертый на магистрали подпитки жидкостью вакуум-насоса. При этом первый и третий клапаны нормально закрыты, а второй и четвертый нормально открыты. (Авторское свидетельство SU №1129414 A F04D 9/02)
Недостаток такого технического решения - невысокая высота всасывания, наличие общего привода, что усложняет конструкцию, особенно систему управления, наличие сложной системы диафрагменных клапанов и клапанов управления, что обуславливает ненадежность системы, а также невозможность работы с вязкой, загрязненной жидкостью.
Целью заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков - повышение технических характеристик насосной установки и ее надежности.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение высоты всасывания насосной установки, обеспечение устойчивой работы с вязкой, загрязненной жидкостью, а так же упрощение конструкции и повышение надежности.
Общим недостатком всех перечисленных выше насосов и насосных агрегатов является невысокая высота всасывания, за счет недостаточного кавитационного запаса.
Антикавитационные качества насоса характеризуются высотой всасывания, т.е., вертикальным расстоянием от уровня жидкости в приемном резервуаре до оси рабочего органа насоса
Для каждого типа насоса существует предельное максимальное значение высоты всасывания, при превышении которого происходит срыв параметров, называемое критическим значением высоты всасывания.
Известно, что наибольшим критическим значением высоты всасывания обладают оседиагональные насосы (h=8…9 метров для воды), которые и применяются в качестве основного насоса в предлагаемой насосной установке имеющий высоту всасывания 8…9 метров.
Однако для запуска насоса требуется предпусковая подготовка, так как при условиях глубокого вакуума, т.е., при изначально заданной высоте всасывания из-за отсутствия взаимодействия между рабочим колесом и жидкостью запуск насоса не происходит. Таким образом, для запуска основного насоса его необходимо предварительно заполнить рабочей жидкостью.
Для решения поставленных задач и достижения заявленного технического результата самовсасывающая насосная установка, содержит основной насос с полостями всасывания и нагнетания и сообщенный с ним вспомогательный насос, согласно полезной модели основной насос выполнен оседиагональным, а в качестве вспомогательного насоса использован вихревой насос, полость нагнетания основного насоса сообщена с полостью всасывания вспомогательного насоса, а полость нагнетания основного насоса стыкуется с напорным патрубком с затвором, после которого подключен выход вспомогательного насоса. В дополнение к оседиагональному основному насосу с высокими энергетическими показателями вводится вихревой насос, обеспечивающий самовсасывание, вакууммирование и заполнение участка входных магистралей и внутренних полостей основного насоса перекачиваемой жидкостью на предпусковых режимах. При этом насос установлен таким образом, что не вносит дополнительных гидравлических потерь на всасывающей магистрали, обеспечивая большую высоту всасывания насосной установки, в совокупности конструкция устойчиво работает с вязкими и загрязненными жидкостями, обеспечивая надежную работу с высокими энергетическими показателями.
За счет того, что основной насос выполнен оседиагональным, а в качестве вспомогательного насоса использован вихревой насос, полость нагнетания основного насоса сообщена с полостью всасывания вспомогательного насоса, а полость нагнетания основного насоса стыкуется с напорным патрубком с запорной арматурой, после которой подключен выход вспомогательного насоса, или в частном случае полость нагнетания основного насоса сообщена с полостью всасывания вспомогательного насоса трубопроводом с шаровым краном, а полость нагнетания основного насоса стыкуется с напорным патрубком с дисковым затвором, после которого к напорному патрубку трубопроводом с шаровым краном подключен выход вспомогательного насоса, установка оборудована дренажной системой и контрольно-измерительными приборами, увеличивается высота всасывания насосной установки, обеспечивается устойчивая работа с вязкой, загрязненной жидкостью, а так же упрощается конструкция и повышается надежность.
Заявляемая самовсасывающая насосная установка обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемая самовсасывающая насосная установка может найти широкое применение в нефтехимической промышленности, где требуются насосы с высокими антикавитационными и энергетическими характеристиками.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Главный вид;
Фиг. 2 - Вид слева;
Фиг. 3 - Вид повернутый.
Самовсасывающая насосная установка состоит из оседиагонального насоса 1 и асинхронного электродвигателя 2, смонтированных на раме 3. Оседиагональный насос 1 имеет полость всасывания 19 с всасывающим окном, подключаемым к всасывающему трубопроводу, и полость нагнетания 20 выходящую в диффузор 21 насоса 1. На диффузор 21 оседиагонального насоса 1 через дисковый затвор 9 устанавливается напорный патрубок 7. В верхней точке патрубка напорного 7 устанавливается клапан запорный 10 для стравливания воздуха при заполнении полости насоса 1 перекачиваемой жидкостью с возможностью слива жидкости через трубопровод дренажа 11. На раму 3 устанавливается насос вихревой 4. К всасывающему окну 22 вихревого насоса присоединяется всасывающий трубопровод 5, с помощью которого происходит вакууммирование всасывающей магистрали. Другим концом трубопровод 5 стыкуется с диффузором 21 насоса 1, сообщая полость нагнетания 20 основного насоса 1 и полость всасывания 22 вспомогательного насоса 4, данный трубопровод 5 так же оборудован запорной арматурой, например шаровым краном 15. Полость нагнетания 23 вихревого насоса выходит в трубопровод напорный 6, который стыкуется с патрубком напорным 7, данный трубопровод 6 так же оборудован запорной арматурой, например шаровым краном 16. На напорном трубопроводе 6 установлен бачок 17 с краном 18 для залива полости вихревого насоса 4 перекачиваемой жидкостью. Для стравливания воздуха при заполнении магистралей от трубопровода 6 отходит трубопровод дренажа 12 с запорной арматурой, например шаровым краном 13. Для слива остатков рабочей жидкости из насоса установлен шаровой кран 14.
На входе в оседиагональный насос 1 устанавливается переходник всасывающий 8, который имеет гнезда для установки измерительных приборов. Насосная установка оборудована контрольно-измерительными приборами.
Самовсасывающая насосная установка работает следующим образом.
Перед пуском полость вихревого насоса 4 заполняется рабочей жидкостью с помощью крана шарового 18 и бачка 17. Запуск вихревого насоса осуществляется при закрытом кране 16. При включении насос начинает производить откачку воздуха из входной магистрали за счет создания разряжения. Воздух через трубопровод дренажа 12 выбрасывается в атмосферу. При появлении жидкости из трубопровода кран 13 закрывается, а кран 16 открывается, и жидкость направляется в напорный трубопровод 7 основного насоса 1. Остатки воздуха стравливаются через клапан запорный 10, который в период пуска открыт.После того, как из трубопровода дренажа клапана 11 появляется жидкость, краны 15 и 16 закрываются, выключается вихревой насос, а основной оседиагональный насос 1 включается и при постепенном открытии дискового затвора 9, насос выводится на рабочий режим. Запорный клапан 10 закрывается.