ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к центробежным насосам, в частности насосам для перекачки воды высокой минерализации, эмульсий и жидкостей загрязненных продуктами коррозии.
Известны центробежные насосы с двусторонним входом в рабочее колесо, предназначенные для перекачки относительно чистых жидкостей. Подачи их могут составлять 40...12500 м3/ч, напоры 8...130 м, КПД-70...90%, (Насосы и насосные станции / В.Ф.Чебаевский, К.П.Вишневский, Н.Н.Накладов, В.В.Кондратьев - М.: Агропромиздат, 1989. - 416 с.).
Недостатками устройства, принятого за аналог, являются ограничения по вязкости перекачиваемой жидкости и наличию механических включений.
Частично эти недостатки устранены в центробежных многоступенчатых секционных насосах. Подачи этих насосов могут составлять 30...350 м3/ч, напоры - 25...800 м, КПД - 60...73% и предназначены для перекачивания воды и жидкостей имеющих сходные с водой свойства по вязкости, химической активности и температурой от 258 до 323 К (от -15 до +50°С) (Насосы и насосные станции / В.Ф.Чебаевский, К.П.Вишневский, Н.Н.Накладов, В.В.Кондратьев - М.: Агропромиздат, 1989. - 416 с.).
Недостатком этого устройства является незначительное увеличение производительности и ограниченность межремонтного периода работы (менее 200 сут.) из-за солеотложений, в связи с высокой минерализацией пластовых вод и необходимостью использования дорогостоящих реагентов.
Цель полезной модели повышение эффективности перекачки высокоминерализованных вод при одновременном снижении энергозатрат за сохранения напорных характеристик и исключения использования реагентов.
Поставленная цель достигается тем, что в известном центробежном насосе состоящем из входного и напорного патрубков и узла рабочих колес дополнительно до входного патрубка и после напорного патрубков
используется изолирующие фланцевые соединения, расходуемый патрубок (анод) и источник постоянного стабилизированного тока обеспечивающих очищающее и антикоррозионное воздействие на внутренних поверхностях, входного и нагнетательного патрубков, корпуса и рабочих (напорных) колес вследствие эффектов при электролизе перекачиваемой минерализованной воды.
3
4
Создаваемые в результате электрохимических реакций газовые пузырьки водорода, формирующие на внутренних поверхностях труб, обладающих хорошей проникающей способностью в жидкой среде и создающие на загрязненной (соли, гидраты и продукты коррозии) поверхности рабочих колес микровоздействия, нарушают сцепление загрязняющих микрочастиц со стальной поверхностью, обеспечивая разрушение загрязнений, их отрыв от стальной поверхности труб и облегчая их удаление потоком транспортируемой жидкости. Одновременно, на очищенной стальной поверхности образуется защитная с малой шероховатостью (гладкая) пассивирующая пленка магнетита FO, обеспечивающая иммунитет от коррозии насосного аппарата.
Учитывая, что электрическое сопротивление оксидной пленки значительно больше сопротивления чистого металла, большая часть тока, шунтируя защищенные оксидной пленкой участки поверхности, потечет к новым участкам стальной поверхности, тем самым, обеспечивая еще более плотную защиту корпуса и напорной части насоса. Очищающий и защитный эффекты проявляются на поверхностях труб, имеющих достаточный электрический потенциал. При правильно подобранном режиме интенсивность воздействия становится достаточной для достижения требуемой чистоты и образования пассивирующей, защитной пленки с малой адгезией препятствующей контакту с агрессивной средой в процессе эксплуатации снижая скорость коррозии и предотвращая солеотложения в дальнейшем.
На фиг. представлена схема- - центробежный насос с защитным устройством от солеотложений и коррозии где приняты следующие обозначения: центробежный насос 1, изолирующие фланцевые соединения (ИФС) 2, 3, 4, патрубок 5, регулируемый источник питания постоянного тока 6.
При соответствующем подключении регулируемого источника питания 6 в случае ионной (через электролит) связи между патрубком 5 и внутренними поверхностями насоса 1, имеют место четыре электрохимические реакции: растворение внутренней поверхности патрубка 5, электролиз свободной воды, восстановление растворенного кислорода, и образование оксидной пленки (магнетит) на корпусных и рабочих поверхностях центробежного насоса.
Как показали проведенные лабораторные исследования, электролитическое воздействие приводит к появлению газовых пузырьков малого радиуса на поверхности защищаемого металла, с электрически заряженной поверхностью и, тем самым, устойчивых к схлопыванию.
2
Благодаря таким свойствам пузырьки водорода Н внедряясь в соле и коррозионные отложения на металлических поверхностях разрушают их, это объясняет повышенный вынос солей и продуктов коррозии, связанный с отмывом имеющихся отложений при экспериментальной проверке. К тому же возможность образования хорошо проводящего гладкого покрытия достаточной толщины силы притяжения снижают настолько, что сдвиговые напряжения еще сильнее срывают частицы солей, гидратов и продуктов коррозионного износа и препятствуя их накоплению.
Электрохимическое воздействие осуществляют с параметрами работы: напряжение постоянного тока 2-10 В; величина тока 10-25 А; минерализация воды 10...40 г/л.
Центробежный насос позволяет не только увеличить межремонтный период работы оборудования, но и регулировать скорость и степень очистки и формировать защитную пленку с малой адгезией.
Литература;
1. Насосы и насосные станции / В.Ф.Чебаевский, К.П.Вишневский, Н.Н.Накладов, В.В.Кондратьев - М.: Агропромиздат, 1989. - 416 с.