ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС
HERMETICALLY SEALED ELECTRIC PUMP

Изобретение относится к области насосостроения, а именно к  конструкции центробежного герметичного электронасоса, которая наиболее эффективно может быть использована для перекачивания воды, водяных растворов, нефти и нефтепродуктов, а также сходных с ними жидкостей, прежде всего загрязненных сточными продуктами и растворами, в том числе с неоднородными включениями, по магистральным, технологическим и вспомогательным трубопроводам.
Известен вертикальный электронасос, включающий корпус; электродвигатель, имеющий сердечник; подводящий и отводящий патрубки; подшипниковые узлы; рабочее колесо; торцевое уплотнение, установленное между электродвигателем и рабочим колесом. Устройство позволяет увеличить работоспособность, увеличить межремонтный срок работы (RU 143464 U1, 20.07.2014).
Известен вертикальный центробежный насос, где верхний привод насоса последовательно снабжен подшипником, механическим уплотнением, соединителем, первым уплотнением, вторым уплотнением, что способствует увеличению надёжности насоса (CN 106762703 A, 31.05.2017).
Наиболее близким техническим решением является вертикальный одноступенчатый центробежный электронасосный агрегат (RU 197435 U1, 27.04.2020). Данное устройство включает вертикальный центробежный насос, приводной электродвигатель, соединительную муфту, двухопорный ротор, одна из опор выполнена в виде подшипника скольжения, установленного в районе ступицы рабочего колеса, а другая опора - в виде блока подшипников качения, установленного перед цилиндрическим концом вала, в рабочем колесе выполнены отверстия для выравнивания давления и установлены два щелевых уплотнения. Устройство позволяет увеличить надёжность работы насоса.
Однако опыт эксплуатации вышеперечисленных насосов и подобных им показывает несоответствие показателей качества современному уровню требований в надежности и долговечности, невозможность их использования для перекачивания специфических, загрязненных водных растворов и активных химических жидкостей, канализационных и сточных вод, в том числе сточных продуктов металлургии.
Основной узел, влияющий на надежность работы герметичных электронасосов - это торцевые уплотнения отделяющие перекачиваемую среду от электрической части электродвигателя, при их выходе из строя происходит автоматический выход из строя всего электронасоса, так как происходит попадание жидкости в сухую эклектическую часть электродвигателя. В существующих конструкциях герметичных электронасосов торцевое уплотнение со стороны рабочего колеса контактирует с перекачиваемой средой под пульсирующим давлением. При перекачке загрязненных сточных сред, в том числе с достаточно большим количеством неоднородных включений, из-за контакта перекачиваемых сред с торцевым уплотнением происходит его быстрый износ, а пульсации давления, образующегося при вращении лопастей рабочего колеса, дополнительно уменьшают ресурс данного узла.
Конструкция центробежных герметичных насосов нового поколения должна удовлетворять следующим требованиям:
- повышенная надежность;
- низкие эксплуатационные расходы;
- высокий уровень экономичности.
Технический результат - повышение надежности работы герметичных одноступенчатых центробежных электронасосов за счет кратного увеличения срока службы торцевого уплотнения, расположенного со стороны перекачиваемой среды насоса.
Технический результат достигается тем, что герметичный электронасос, включает корпус с подводящим и отводящим патрубками и электродвигатель, прикрепленный к корпусу, на конце вала которого установлено центробежное рабочее колесо, вращающееся в корпусе и герметизированное посредством торцевого уплотнения вала насоса. При этом корпус включает крышку с напорной камерой, включающую первое торцевое уплотнение, расположенное со стороны перекачиваемой среды и отделяющую перекачиваемую среду от буферной масляной камеры, между крышкой и электродвигателем выполнена буферная масляная камера, включающая второе торцевое уплотнение, отделяющее сердечник электродвигателя от буферной масляной камеры, а охлаждение электродвигателя реализовано с помощью подвода чистой технической воды к наружной рубашке статора электродвигателя, при этом чистая техническая вода подается с постоянным давлением и после охлаждения рубашки статора электродвигателя и по каналу в крышке электронасоса попадает в камеру крышки, где расположено торцевое уплотнение со стороны перекачиваемой среды и выводится оттуда через отверстия выравнивания давления, выполненные в рабочем колесе.
Изобретение поясняется чертежами фиг. 1-3, где
на фиг. 1 показан общий  вид герметичного электронасоса,
на фиг. 2 показан электронасос в разрезе по фронтальной плоскости Б-Б,
на фиг. 3 показан местный вид А основных узлов электронасоса.
Герметичный электронасос состоит из:
1 - корпус насоса,
2 - электродвигатель,
3 - подводящий патрубок насоса,
4 - отводящий патрубок насоса,
5 - ротор,
6 - опорный подшипниковый узел,
7 - упорный подшипниковый узел,
8 - рабочее колесо,
9 - крышка,
10 - фланец подвода охлаждающей жидкости к электродвигателю,
11 - фланец отвода охлаждающей жидкости от электродвигателя,
12 - трубопровод перевода охлаждающей жидкости в напорную камеру первого торцевого уплотнения,
13 - щелевое уплотнение основного диска рабочего колеса,
14 - щелевое уплотнение ступицы рабочего колеса,
15 - первое торцевое уплотнение (уплотнение расположенное со стороны перекачиваемой среды),
16 - второе торцевое уплотнение (уплотнение расположенное со стороны буферной масляной камеры),
17 - буферная масляная камера,
18 - канал подачи чистой технической воды в напорную камеру первого торцевого уплотнения,
19 - отверстия для выравнивания давления в безнапорной части рабочего колеса.
На фиг. 1-3 показан герметичный одноступенчатый центробежный электронасос, включающий электродвигатель 2, на конце вала которого установлено центробежное рабочее колесо 8. Электродвигатель 2 соединен с корпусом насоса 1, включающий подводящий 3 и отводящий 4 патрубки, посредством фланцевого соединения, ротор электронасоса 5 выполнен двухопорным, с применением в опорах подшипников качения смазываемых консистентной смазкой, на конце вала электронасоса, со стороны центробежного рабочего колеса 8,  установлено два торцевых уплотнения. Первое  торцевое уплотнение 15 отделяет перекачиваемую среду электронасоса от буферной масляной камеры 17, а второе торцевое уплотнение 16 отделяет буферную масляную камеру 17 от сухого вращающегося сердечника электродвигателя. Охлаждение электродвигателя 2 реализовано с помощью подвода охлаждающей жидкости через фланец подвода 10 к наружной рубашке статора, и вывода охлаждающей жидкости через фланец отвода 11. При этом охлаждающая жидкость, например, чистая техническая вода, после охлаждения статора электродвигателя по наружному трубопроводу 12 и каналу в крышке 18 электронасоса попадает в напорную камеру крышки (на фигурах не обозначена) с первым торцевым уплотнением, а далее через щелевое уплотнение ступицы рабочего колеса 14 выбрасывается в заднюю камеру рабочего колеса и далее через разгрузочные отверстия выходит во входную воронку рабочего колеса 8 электронасоса.
Технический результат достигается принципиально новым решением защиты первого торцевого уплотнения 15 (уплотнение расположено со стороны перекачиваемой среды). Так защита от воздействия загрязненной перекачиваемой среды и пульсации давления создаваемого рабочим колесом электронасоса 8, осуществляется за счет постоянного давления от системы охлаждения электродвигателя, которое осуществляется, например, чистой технической водой в напорной камере крышки. При этом первое торцевое уплотнение 15 контактирует только с чистой технической водой с постоянным давлением, а щелевое уплотнение основного диска рабочего колеса 13 и щелевое уплотнение ступицы рабочего колеса 14 надежно защищают первое торцевое уплотнение от воздействия давления и пульсации давления создаваемым рабочим колесом насоса, в том числе при изменяющихся режимах работы электронасоса по подаче.