НАСОС КОНСОЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

Полезная модель относится к машиностроению и нефтегазодобывающей промышленности, более конкретно к устройствам для перекачки различных текучих сред.
Известен патент РФ на полезную модель №55900. В патенте описан консольный насос, содержащий корпус с крышкой, охватывающие рабочий орган, закрепленный на валу. Вал установлен в корпусе блока, объединяющего радиальные подшипники скольжения, упорные подшипники скольжения и торцовые уплотнения вала. При этом корпус блока выполнен в виде цилиндра с постоянным внутренним диаметром, в котором радиальные подшипники скольжения, упорные подшипники скольжения и торцовые уплотнения вала скомпонованы в два идентичных узла, каждый из которых включает радиальный подшипник скольжения, упорный подшипник скольжения и торцовое уплотнение вала. Узлы установлены до упоров на валу, а между ними установлена распорная втулка, имеющая продольный сквозной паз, позволяющий установить ее между узлами, при этом узлы через корпус блока стягиваются крышкой насоса и фланцем, введенным в конструкцию, крепежными элементами.
Недостатком известного решения является быстрый нагрев сборок узлов подшипников скольжения, что приводит к поломкам и заклиниваниям насоса, невозможность перекачивания жидкостей при высоких (более 200°C) и низких (ниже -20°C) температурах.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является получение консольного центробежного насоса, обладающего повышенным ресурсом работы, способного работать в более широких диапазонах температурах перекачиваемой жидкости.
Поставленная задача решается путем применения насоса консольного центробежного, который содержит блок рабочего колеса с центробежным рабочим колесом, установленном на рабочем валу. Центробежное колесо помещено в корпус блока рабочего колеса. Корпус блока рабочего колеса соединен через щелевое уплотнение с корпусом блока подшипников рабочего вала, в котором (в блоке) установлена основная часть рабочего вала со сборкой объединяющей радиальные и упорные подшипники скольжения. При этом между радиальными подшипниками скольжения установлен импеллер. А в корпусе блока подшипников рабочего вала выполнена герметично отделенная от полости с подшипниками теплообменная полость для подогрева или охлаждения теплообменной жидкости блока подшипников рабочего вала и установлены торцевые уплотнения вала.
Применение торцевых уплотнений позволяет свести к минимуму либо (в зависимости от давления в корпусе блока подшипников) исключить контакт деталей, установленных в блоке подшипников рабочего вала с агрессивной перекачиваемой средой негативно влияющей на износ и температурную деформацию подшипников скольжения. Установленный между подшипниками импеллер способствует лучшей циркуляции смазывающе-охлаждающей жидкости, что, в свою очередь, уменьшает износ и температурную деформацию подшипников скольжения при их работе. Применение герметично отделенной от полости с подшипниками теплообменной полости позволяет организовать циркуляцию теплообменной жидкости с большей теплоемкостью, чем у используемой в полости с подшипниками смазочно-охлаждающей жидкости, что улучшает отвод тепла и позволяет уменьшить износ и температурную деформацию подшипников скольжения при их работе.
Улучшение условий отвода избыточного тепла за счет указанных выше средств позволяет существенно расширить температурный диапазон перекачиваемых жидкостей.
Предпочтительно, дополнительно для уменьшения износа и температурной деформации подшипников скольжения при их работе, использовать в их качестве керамические подшипники.
Улучшение герметичности и теплообмена подшипниковой группы заявляемого насоса позволяет так же существенно расширить номенклатуру перекачиваемых с помощью него сред.
На рис. 1 представлено продольное сечение насоса с подсоединенным двигателем.
На рис. 2 представлено продольное сечение насоса.
Насос консольный центробежный содержит корпус блока подшипников рабочего вала 1, корпус блока рабочего колеса 11 с щелевым уплотнением 12, рабочее центробежное колесо 13, закрепленное на валу 14. На последнем установлены в блоке подшипников рабочего вала радиальные подшипники скольжения 7 и упорные подшипники скольжения 8 и 9, установленные в корпуса подшипников 5 и 6, торцовые уплотнения 4 вала установленные корпуса уплотнений 2 и 3. Предложенная конструкция основана на том, что бы разделить агрессивный или горячий перекачиваемый продукт от подшипников скольжения. При этом применение торцевых уплотнений с системой обеспечения низкого давления, например Plan 52 позволяет свести к минимуму контакт оборудования установленного в блоке подшипников рабочего вала с агрессивной перекачиваемой средой, а применение уплотнений с системой обеспечения высокого давления, например Plan 53 позволяет исключить такой контакт.
Принцип работы подшипникового блока с торцевыми уплотнениями основан на принципе работы двойного торцевого уплотнения, это два торцевых уплотнения и находящееся между ними затворная жидкость (смазочно-охлаждающая жидкость).
Корпус 1 (см. рис. 2) состоит из двух полостей, теплообменная полость О предназначена для охлаждения или подогрева затворной жидкости находящейся в полости с подшипниками Б. Полость О герметично отделена от полости Б с подшипниками. Штуцеры, подводящие к нейи отводящие от нее хладагент не показаны на представленных рисунках.
Корпус 1 блока выполнен предпочтительно в виде цилиндра с полостью О с хладагентом для обеспечения теплообмена с затворной жидкостью, в среде которой происходит работа радиальных керамических подшипников скольжения 7 и упорных керамических подшипников скольжения 8 и 9 установленных в полости Б. Цилиндрическая форма полоти О позволяет улучшить процесс теплообмена между хладагентом и затворной жидкостью выполняющей роль смазочно-охлаждающей жидкости. Таким образом, подшипники 7-9 работают в затворной жидкости отделенной от перекачиваемой среды и окружающей среды торцевыми уплотнениями 4. Для обеспечения лучшего охлаждения подшипников скольжения и циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости на валу 14 между радиальными подшипниками установлен импеллер 10.
Работа насоса предлагаемой конструкции осуществляется следующим образом. Перекачиваемая жидкость из полости всасывания ВС попадает в центробежное колесо 13 из центробежного колеса жидкость попадает в полость высокого давления ВД и через выходной патрубок поступает в нагнетательный трубопровод. Перекачиваемую жидкость от затворной жидкости отделяет торцевое уплотнение 4 установленное за рабочим колесом 13 в корпусе 1. Для нормальной работы торцевого уплотнения 4 с системой обеспечения Plan 52 за рабочим колесом 13 организована полость низкого давления НД, низкое давление в полости НД обеспечивается щелевым уплотнением 12, отделяющего полость ВД от НД, и отверстий d в центробежном колесе 13 которые соединяют полости ВС и ВН, что позволяет поддерживать низкое давление в полости НД и уменьшать осевые нагрузки, действующие на центробежное колесо 13.
Затворная жидкость подводится через отверстие ВБ, а отводится из отверстия ВХБ. В полости Б установлены радиальные керамические подшипники скольжения 4 и упорные керамические подшипники скольжения 8 и 9. Подшипники скольжения установлены в полости затворной жидкости, для обеспечения их нормальной работы без соприкосновения с агрессивной перекачиваемой жидкостью, которая негативно воздействует на них и так же от твердых частиц, находящихся в перекачиваемом продукте. Затворную жидкость оделяет от окружающей среды торцевое уплотнение 4 установленное в корпусе 3 на конце вала 14.
Насос позволяет перекачивать жидкости с вязкостью не более 26 сПз, с плотностью не более 2000 кг/м3 и массовой концентрацией твердых неабразивных включений до 0,2% и размером не более 0,2 мм. Температура перекачиваемой жидкости от минус 50°C до плюс 450°C и более, что определяется конструкцией полости О и параметрами жидкости, подаваемой в нее. Агрегаты не предназначены для перекачивания кристаллизующихся и полимеризующихся жидкостей. Перекачиваемые жидкости могут относиться к нейтральным, агрессивным, токсичным, а также взрыво- и пожароопасным жидкостям, пары которых могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси категорий ПА, ПВ, ПС по ГОСТ 30852.11 и групп T1, Т2, Т3, Т4 по ГОСТ 30852.5.
Конкретные примеры перекачиваемых жидкостей представляют нефть, бензины, керосины, газойли, лигроины, мазуты, диз. топливо, а так же газовый конденсат, различные минеральные и органические кислоты, щелочи, соли, окиси и ангидриды, хлористые соединения, спирты, эфиры, ароматические углеводороды, кетоны, альдегиды.
В качестве хладагента полости О может быть выбрана любая жидкость, обладающая достаточной теплопроводностью и не оказывающая отрицательного влияния на материалы полости О например вода, фреон или водные растворы и эмульсии.
В качестве смазочно-охлаждающей (затворной жидкости) полости Б выбирают предпочтительно индустриальное масло с вязкостью 20-40 сСт, например И-20А.
Предложенная конструкция насоса консольного центробежного позволяет увеличить гарантированный срок службы насоса (ресурс работы) в 1,5-2 раза за счет уменьшения износа и температурной деформации подшипников скольжения на валу насоса. При этом практически исключается поломка и заклинивание подшипников скольжения, обеспечивающих работу насоса.