НАСОС МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ
MULTI-STAGE PUMP

Изобретение - насос многоступенчатый, относится к насосам необъемного вытеснения с вращательным движением рабочих органов, более конкретно к конструктивным узлам многоступенчатых центробежных насосов типа НД, и может быть преимущественно использовано для перекачивания жидкостей нефтеперерабатывающих производств.
Известен насос многоступенчатый, включающий статорную часть, имеющую корпус с входным и выходным патрубками и крышки подвода и нагнетания, внутри корпуса расположена роторная часть, содержащая вал с рабочими колесами и устройством разгрузки осевой силы, при этом между собой части связаны подшипниками (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы, М.: Машиностроение, 1977, с.244, рис.133). На наружном корпусе закреплены крышки подвода и нагнетания, кронштейны и корпуса подшипников. Через указанные составляющие проходит вал, на котором внутри наружного корпуса установлены рабочие колеса и устройство разгрузки осевой силы. Входной патрубок корпуса расположен вертикально, со стороны приводного конца вала. Насос снабжен подшипником качения, установленным на валу с конца, противоположного приводу.
Компоновка данного насоса не удовлетворяет промышленным требованиям по безопасной эксплуатации насосов, особенно насосов, работающих в тяжелых условиях или для перекачивания горюче-смазочных жидкостей, имеющих высокую температуру. Привод насоса выполнен со стороны крышки подвода. Это значит, что вал до последней ступени находится под воздействием передачи вращения, сопровождаемой действием момента кручения. Кроме того, устройство разгрузки осевой силы расположено на внешней стороне крышки нагнетания, и подшипник качения находится в конце вала с противоположной стороны приводного конца, к тому же подшипник качения - радиальный, и не сглаживает осевые перемещения вала. Вследствие этого вал по всей длине находится под осевой нагрузкой.
Кроме того, устройство разгрузки осевой силы находится в углублении крышки нагнетания. Такая компоновка не позволяет вести качественную сборку этого узла, так как нельзя провести контроль установочных боковых зазоров.
Входной патрубок направлен вверх. Верхнее расположение входного патрубка при наличии колен входного трубопровода может привести к разрыву сплошности потока перекачиваемой жидкости. Как следствие, возникают вибрация, шум и износ рабочих поверхностей насоса.
Для устранения указанных недостатков поставлена задача создания насоса многоступенчатого улучшенной компоновки, обеспечивающей надежность его работы и повышение удобства сборки насоса.
Для решения поставленной задачи в насосе многоступенчатом, включающем статорную часть, имеющую корпус с входным и выходным патрубками и крышки подвода и нагнетания, внутри корпуса расположена роторная часть, содержащая вал с рабочими колесами и устройством разгрузки осевой силы, при этом между собой части связаны подшипниками, согласно изобретению приводной конец вала и установленный на валу радиально-упорный подшипник расположены со стороны крышки нагнетания, к тому же входной патрубок размещен горизонтально, при этом на наружной поверхности корпус имеет накладной канал, соединяющий через отверстие, выполненное в крышке нагнетания, полость всасывания с полостью, расположенной за устройством разгрузки осевой силы. Кроме того, крышка нагнетания может быть выполнена заодно с корпусом, или же крышка нагнетания и корпус могут быть выполнены с разъемом.
Отличительные признаки изобретения являются существенными, взаимосвязаны между собой, необходимы и достаточны для достижения технического результата, а именно:
- приводной конец вала расположен со стороны крышки нагнетания. Это значит, что вал от приводного конца до предвключенного колеса испытывает кручение. Остальная часть вала не находится под воздействием крутящего момента и действует как ось;
- радиально-упорный подшипник установлен на валу со стороны крышки нагнетания. Учитывая то, что осевую силу, вызванную предвключенным и рабочим колесами, компенсирует устройство разгрузки осевой силы, то незначительное остаточное осевое усилие ликвидируется радиально-упорным подшипником, и действует это усилие на участке вала от устройства разгрузки осевой силы до места установки указанных подшипников;
- входной патрубок размещен горизонтально. Горизонтальное размещение патрубка способствует созданию непрерывного потока рабочей жидкости, входящей в насос, то есть не возникает разрыв потока, что в итоге предотвращает условия для возникновения вибрации и шума;
- на наружной поверхности корпус имеет накладной канал. Наличие накладных каналов удовлетворяет требования безопасной эксплуатации оборудования. Кроме того, накладной канал не снижает прочности корпуса, который работает под внутренним давлением и устраняет дополнительные разъемы;
- отверстие выполнено в крышке нагнетания. Таким конструктивным решением исключается необходимость выполнения дополнительных обводных каналов;
- крышка нагнетания выполнена заодно с корпусом. Таким образом, нет разъема в области наибольшего давления, а это значит, что полностью исключаются утечки рабочей жидкости между корпусом и крышкой;
- крышка нагнетания и корпус выполнены с разъемом. Это технологически облегчает изготовление корпуса.
Все отличительные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи и позволяют выполнить поставленную задачу по созданию улучшенной и более надежной конструкции насоса.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже изображен общий вид насоса многоступенчатого.
Насос многоступенчатый включает статорную часть, которая имеет корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, 3 и крышки 4, 5 подвода и нагнетания, соответственно. Внутри корпуса 1 расположена роторная часть, которая содержит вал 6 с рабочими колесами 7 и устройство 8 разгрузки осевой силы. Статорная и роторная части связаны между собой подшипниками 9, 10. При этом насос многоступенчатый скомпонован так, что приводной конец вала 6 и радиально-упорный подшипник 9 расположены со стороны крышки нагнетания 5, к тому же, входной патрубок 2 размещен горизонтально. На наружной поверхности корпуса 1 имеется накладной канал 11, который через отверстие 12 и дополнительные отверстия в крышке 5 нагнетания и корпусе 1 соединяет полость всасывания с полостью, расположенной за устройством 8 разгрузки осевой силы.
Насос многоступенчатый работает следующим образом.
При вращении вала 6 через входное отверстие входного патрубка 2, расположенного горизонтально, во всасывающую полость непрерывным потоком поступает рабочая жидкость. Далее она предвключенным колесом и рабочими колесами 7 через полость нагнетания подается в выходной патрубок 3. При этом часть рабочей жидкости, прошедшей через устройство 8 разгрузки осевой силы, попадает в полость, расположенную за этим устройством, и далее поступает в отверстия, выполненные в крышке 5 нагнетания и корпусе 1, и через накладной канал 11 - во всасывающую полость. Таким образом, устройством 8 разгрузки осевой силы компенсируется созданное на валу осевое усилие. Остаточное же осевое усилие компенсируется радиально-упорным подшипником 9. Таким образом, на приводной конец вала, на который обычно устанавливают полумуфту, не действует осевое усилие. В итоге, осевое перемещение вала скомпенсировано, и вал находится в одном положении.
Описываемый насос многоступенчатый является новым и отличается от известных своей компоновкой, причем данная компоновка направлена на улучшение работы насоса с увеличенным сроком работы в тяжелых условиях, то есть при перекачивании рабочих жидкостей с высокой температурой. Такая компоновка может широко применяться и для других центробежных насосов, работающих в более легких условиях. Кроме того, компоновка насоса направлена на улучшение качества сборки и сокращение трудозатрат.
Данный многоступенчатый насос может изготовляться на стандартном оборудовании стандартным инструментом.