ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС С РАЗЪЕМОМ КОРПУСА В ПЛОСКОСТИ, ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОСИ ВАЛА

Полезная модель относится к центробежным насосам с горизонтальным разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала, и может быть использована при создании магистральных нефтяных насосов большой производительности, работающих в широком диапазоне расходов.
Известен центробежный насос с разъемом корпуса, состоящего из верхней и нижней части, образующих разъем в плоскости, параллельной оси вала, и содержащий центробежное колесо с двухсторонним входом (см. например Малюшенко В.В. "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984 г, лист 32, рис. 91, Насос предвключенный ПД650-180).
Рабочее колесо насоса выполнено закрытым, то есть содержащим ведущий диск, соединенный лопатками с двумя покрывными дисками, каждый из которых снабжен кольцевым бандажом, снаружи которого установлено кольцо, установленное в совместно выполненной в верхней и нижней части корпуса и образующее с бандажом радиальный щелевой, зазор, выполняющий функцию уплотнения, разделяющего полость высокого давления насоса, расположенную за рабочим колесом в полость низкого входного давления на входе в рабочее колесо.
Причем поток рабочего тела, перекачиваемого насосом (например, жидкости, нефти, воды) после радиального щелевого уплотнения направляется в полость перед входом в канал внутреннего отверстия в бандаже под прямым углом к потоку рабочего тела, входящего в отверстие в бандаже. Для этой цели в кольце предусмотрен кольцевой бурт, образующий торцевой зазор с бандажом.
Особенностью указанного типа насосов является то, что при сборке насоса необходимо контролировать радиальный зазор между отверстием в кольце и бандажом как минимум в двух точках - в верхней (при снятой верхней части корпуса насоса) и как минимум через 80-90°, в боковой части бандажа колеса. На практике контролируют радиальный зазор в горизонтальной плоскости в двух (а не в одной) точке - справа с слева от бандажа, то есть в трех точках, что необходимо для исключения касания бандажа и кольца при вращении колеса во время работы насоса.
Осуществляют этот контроль с помощью набора щупов, для чего в бурте кольца выполняют сквозные пазы для доступа щупа в радиальный зазор между кольцом и бандажом (на листе 32, рис. 91), вышеуказанного источника информации в верхней части рисунка изображены эти пазы для доступа щупа с зазор.
Недостатком известного технического решения является то, что поток рабочего тела из уплотнения направляется под прямым углом к основному потоку, идущему на вход в колесо. Это нарушает картину течения рабочей среды вблизи стенок внутреннего отверстия в бандаже и приводит к появлению пульсаций давления в колесе и процессам кавитации в той части колеса, где лопатки колеса примыкают к покрывному диску. Так, например, после испытаний насоса, в котором внутренняя поверхность колеса была покрыта эмалью (для улучшения качества поверхности колеса и повышения КПД насоса) наблюдалось отслоение покрытия, что свидетельствует о появлении в этих местах пульсаций.
Целью полезной модели является устранение недостатков известного технического решения путем изменения направления потока рабочего тела, прошедшего через уплотнение.
Поставленная цель достигается тем, что заодно целое с буртом на кольце, выполнено кольцо, размещенное с кольцевым радиальным зазором внутри отверстия в бандаже рабочего колеса.
Радиальный зазор между кольцом, размещенным внутри отверстия в бандаже рабочего колеса выполнен большим, чем радиальный зазор между уплотнительным кольцом, охватывающим бандаж снаружи.
На фиг. 1 изображен разрез А-А рабочего колеса с уплотнительным кольцом, а на фиг. 2 - разрез Б-Б с нижней частью корпуса насоса, где:
1 - проточка
2 - нижняя часть корпуса
3 - уплотнительное кольцо
4 - бандаж
5 - рабочее колесо
6 - покрывной диск
7 - лопатки
8 - ведущий диск
9 - отверстие в уплотнительном кольце
10 - кольцевой бурт
11 - сквозной паз
12 - кольцо
13 - отверстие в бандаже
14 - плоскость разъема
15 - щуп
1
2
Z, Z и А - зазоры
1
T - торец в бандаже
1
П - полость низкого давления
В - зона возмущенного потока рабочего тела.
1
1
2
1
2
1
1
В проточке 1, выполненной в совместно скрепленных нижней части 2 корпуса насоса и верхней (верхняя часть корпуса не показана) установлено уплотнительное кольцо 3, охватывающее бандаж 4 рабочего колеса 5 насоса с кольцевым радиальным зазором "Z". Бандажи 4 выполнены на каждом из двух покрывных дисков 6 рабочего колеса с двухсторонним входом. Каждый покрывной диск соединен лопатками 7 с ведущим диском 8. В отверстии 9 уплотнительного кольца заодно целое с ним выполнен кольцевой бурт 10, в котором выполнены четыре сквозных паза 11, сообщенные с зазором " Z". Заодно целое с буртом выполнено кольцо 12, размещенное внутри отверстия 13 в бандаже с радиальным зазором "Z", большим, чем зазор "Z" с той целью, чтобы при контроле не было необходимости измерять "Z" (он заведомо больше, чем "Z"). Между буртом 10 и торцем Т бандажа выполнен торцевой зазор "А".
1
При сборке насоса в проточку 1 нижней части 2 корпуса вместе с рабочим колесом 5 устанавливается уплотнительное кольцо 3, ориентированное таким образом, чтобы пазы 11 располагались как показано на фиг. 2. При снятой верхней части корпуса (она не показана) половина уплотнительного кольца 3 располагается выше плоскости 14 разъема частей корпуса и это позволяет с помощью щупов 15, вставленных в пазы вверху и сбоку (слева) и справа контролировать величину зазора "Z" в трех пазах - что дает гарантию исключения касания бандажа о поверхность отверстия уплотнительного кольца.
1
1
1
Во время работы насоса рабочее тело поступает на вход в колесо в направлении, указанном стрелками на фиг. 1. Пройдя колесо рабочее тело стремится через зазор "Z" попасть в полость П низкого давления через паз, а большая часть утечки через зазор "Z" благодаря кольцу 12 вливается в основной поток рабочего тела в том же направлении - что позволяет избежать возмущения потока в зоне "В" лопатки, прилегающей к покрывному диску.
Это позволяет уменьшить вероятность появления кавитации на входе в колесо и повысить устойчивость колеса с валом в части уменьшения вибраций колеса.