НАСОС С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ ДВУСТОРОННЕГО ВХОДА

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к нефтяным магистральным насосам и может быть использована на нефтяных перекачивающих станциях для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти, содержащей механические примеси с максимальным линейным размером до 4 мм.
Известен центробежный горизонтальный одноступенчатый насос типа НМ с рабочим колесом двустороннего входа, состоящим из двух половин, горизонтальным разъемом корпуса, полуспиральным подводом и двухзавитковым спиральным отводом. Ротор насоса опирается на подшипники скольжения. Уплотнения вала - механические, одинарные, торцового типа. С помощью гидроциклонных сепараторов осуществляется очистка нефти, подаваемой к торцовым уплотнениям. Опорные стойки насоса выполнены в нижней части корпуса значительно ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения вала насоса. [Патент 22403 Украина, МПК F04D 1/00. Вiдцентровий насос двостороннього входу для перекачування нафти / Косяненко А.С. (UA), Шастун В.Ф. (UA); заявитель и патентообладатель ОАО "Сумский завод насосного и энергетического машиностроения "Насосэнергомаш" (UA). - u200611695; заявл. 06.11.2006; опубл. 25.04.2007]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.
Опыт эксплуатации насосов такой конструкции показал их несоответствие показателям надежности и долговечности по следующим причинам:
- механические одинарные торцовые уплотнения, снабженные гидроциклонными сепараторами для очистки нефти, подающейся на запирание и охлаждение уплотнений, из-за возможности наличия в ней твердых частиц (на степень очистки нефти гидроциклонными сепараторами сильно влияют характеристики нефти), вызывающих абразивное воздействие на кольца пар трения уплотнений, что нарушает их герметичность, допускают утечку перекачиваемой нефти;
- расположение опорных стоек насоса, выполненных в нижней части корпуса значительно ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения вала, вызывает при большом давлении на входе в насос вертикальные перемещения нижней части корпуса, что увеличивает расцентровку насоса;
- используемые в насосах такой конструкции диагонально расположенные конические штифты для центрирования крышки и нижней части корпуса вследствие значительной массы крышки не обеспечивают точной центровки, а также подвержены повреждению при сборке насоса.
В основу полезной модели поставлена задача повышения надежности и долговечности насоса за счет снижения протечек перекачиваемой нефти, оказывающих негативное влияние как на элементы насоса, так и на окружающую среду.
Технический результат достигается тем, что в насосе с рабочим колесом двустороннего входа, содержащем корпус, состоящий из верхней части - крышки и нижней части с опорными стойками, образующих горизонтальный разъем и соединенных между собою элементами крепления, включающими конические штифты, полуспиральный подвод, спиральный отвод и концевые уплотнения вала, концевые уплотнения вала выполнены в виде механических двойных торцовых уплотнений с внешним подводом чистой запирающей жидкости, при этом опорные стойки выполнены в нижней части корпуса в зоне расположения горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения насоса.
Кроме того, элементы крепления, соединяющие верхнюю и нижнюю части корпуса насоса, могут включать в себя также цилиндрические штифты.
Применение механических двойных торцовых уплотнений с внешним подводом чистой запирающей жидкости позволяет исключить абразивное воздействие нефти на кольца пар трения, вызывающее износ их рабочих поверхностей, и таким образом повысить герметичность уплотнений, а также исключить любые утечки нефти при выходе уплотнения из строя, так как подвод от внешнего источника затворной жидкости в насос происходит под большим давлением, чем давление находящейся в корпусе нефти.
Расположение опорных стоек, выполненных в нижней части корпуса в плоскости, максимально приближенной к горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения вала насоса, позволяет уменьшить расцентровку нижней и верхней частей корпуса насоса, снижая, тем самым, уровень вибрации насоса, что создает более благоприятные условия для работы уплотнений с точки зрения вибрационного изнашивания, уменьшая вероятность протечек перекачиваемой нефти.
Применение наряду с коническими штифтами дополнительных цилиндрических штифтов для главного горизонтального разъема насоса позволяет более качественно производить центрирование верхней и нижней частей корпуса, что обеспечивает повышение герметичности разъема. Кроме того, точность центрирования крышки и нижней части корпуса обеспечивает точность сборки насоса в целом, что повышает герметичность насоса и увеличивает ресурс его работы.
Полезная модель поясняется рисунками, на которых изображены:
Фиг.1 - насос с рабочим колесом двустороннего входа, продольный разрез;
Фиг.2 - конический штифт, продольный разрез;
Фиг.3 - цилиндрический штифт, продольный разрез;
Фиг.4 - насос с рабочим колесом двустороннего входа, вид сбоку.
Насос с рабочим колесом двустороннего входа содержит корпус, состоящий из верхней части - крышки 1 (Фиг.1) и нижней части корпуса 2, образующих центральный горизонтальный разъем и скрепленных друг с другом коническими штифтами 3 (Фиг.2) и дополнительными цилиндрическими штифтами 4 (Фиг.3). Полости в крышке 1 и нижней части корпуса 2 образуют полуспиральный подвод 5 и двухзавитковый спиральный отвод 6. Рабочее колесо двустороннего входа 7 установлено на валу 8, опирающемся на опорные подшипники скольжения 9, один из которых совмещен с упорным подшипником 10. Концевые уплотнения 11 вала 8 выполнены в виде механических двойных торцовых уплотнений, например, патронного типа, с подводом чистой запирающей жидкости от внешнего источника. Опорные стойки 12 (Фиг.4) выполнены в нижней части корпуса 2 в зоне расположения горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения вала 8 насоса.
Насос работает следующим образом. При вращении вала 8 перекачиваемая среда - нефть - через входной патрубок, полуспиральный подвод 5 подается к рабочему колесу двустороннего входа 7, от лопастей которого получает энергию и выходит через двухзавитковый спиральный отвод 6 и напорный патрубок под давлением в магистральный трубопровод.
На основании полезной модели, представленной в заявке, изготовлены головные образцы насосов, прошедших испытания в условиях, аналогичным условиям эксплуатации, и подтвердивших их работоспособность и ожидаемый технический результат, выражающийся в снижении протечек перекачиваемой среды, что способствует повышению надежности работы и долговечности насоса.