Насосный агрегат с торцовым уплотнением картриджного типа
PUMP UNIT WITH CARTRIDGE TYPE END SEAL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным узлам роторов насосов, и может быть использовано для горизонтальных насосов, перекачивающих жидкости, в том числе токсичные, агрессивные, взрывоопасные и пожароопасные, а также в полупогружных насосах с сухой колонной.
Известен полупогружной центробежный насосный агрегат крыльчатка которого консольно закреплена на валу насоса. Проточная часть этого агрегата отделена от колонны подвески системой из двух одинарных торцовых уплотнений, между которыми имеется полость, заполненная затворной жидкостью, т.е. внутренние полости подвесок насосного агрегата герметичны по отношению к перекачиваемой жидкости (сухая колонна) (Патент РФ №70944, 20.02.2008).
Недостатками этой конструкции являются: невозможность использования картриджных уплотнений из-за герметичности корпусов, необходимость индивидуальной настройки каждого одинарного торцового уплотнения; необходимость замены вала насоса при выходе из строя торцового уплотнения из-за отсутствия защитной втулки; невозможность перекачивания горячих сред из-за отсутствия циркуляции и охлаждения затворной жидкости; сложность ремонта узла уплотнения ввиду индивидуальной настройки каждого торцового уплотнения и необходимости проверки его герметичности; большие суммарные габариты.
Наиболее близким аналогом является насосный агрегат, содержащий корпус проточной части, рабочее колесо, консольно установленное на валу, опирающемся на подшипники качения, расположенные в корпусе подшипников, картриджное торцовое уплотнение, установленное в промежуточном корпусе, образующем камеру для монтажа уплотнения. В корпусе торцового уплотнения имеются резьбовые отверстия, связанные с его внутренними полостями посредством каналов, соединенных с вворачиваемыми патрубками, в свою очередь соединенных с системой трубопроводов подачи и отвода затворной (буферной) и охлаждающей жидкости к парам трения (см. Официальный сайт АО «ГИДРОГАЗ» - www.hydrogas.ru. Металлические электронасосные агрегаты серии АХ, стр. 10-11).
Недостатками этой конструкции являются: негерметичность промежуточного корпуса из-за наличия отверстий для вворачивания в корпус уплотнения промежуточных патрубков, что не обеспечивает защиту от загрязнений и повреждений внешних деталей торцевого уплотнения, части вала и переднего опорного узла; сложность монтажа торцового уплотнения и ремонта насоса; сложность и низкая надежность соединения с системой трубопроводов подачи и отвода затворной (буферной) и охлаждающей жидкости; невозможность использования картриджных уплотнений в полупогружных насосах с сухой колонной.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является обеспечение надежной работы, упрощение технического обслуживания агрегата, предохранение от загрязнения, коррозии внутренних полостей, включая внешние детали торцового уплотнения и передней подшипниковой опоры, повышенная надежность и герметичность соединения с системой трубопроводов подачи и отвода затворной (буферной) и охлаждающей жидкости, а также предотвращение аварийных ситуаций при перекачивании токсичных, агрессивных, взрывоопасных и пожароопасных жидкостей, снижение стоимости изготовления насосного агрегата.
Данный технический результат достигается с помощью конструкции насосного агрегата с торцовым уплотнением картриджного типа, содержащего корпус проточной части, рабочее колесо, установленное на вал, опирающийся на подшипники, расположенные в корпусе подшипников, картриджное торцовое уплотнение, установленное в камере для его монтажа между указанными корпусами и закрепленное на корпусе подшипников, а согласно изобретению, торцовое уплотнение картриджного типа установлено между герметичными корпусом проточной части и корпусом подшипников в изолированной от внешней среды камере и закреплено на корпусе подшипников через герметизирующую прокладку, при этом во фланцах и корпусах торцового уплотнения картриджного типа и подшипников выполнены каналы, соединенные с трубопроводами подвода и отвода затворной жидкости через герметизирующую прокладку.
В корпусных деталях насосного агрегата имеется дополнительный канал для отвода утечек к сигнализатору утечек, соединенный с камерой за торцовым уплотнением картриджного типа.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен насосный агрегат с торцовым уплотнением картриджного типа. На фиг. 2 изображен насосный агрегат с дополнительным каналом.
Насосный агрегат с торцовым уплотнением картриджного типа содержит рабочее колесо 1, установленное на валу 2, опирающемся на подшипники 3, корпус проточной части 4, герметично соединенный с корпусом подшипников 5, образующим изолированную от внешней среды камеру. На валу 2 установлено торцовое уплотнение картриджного типа 7 (далее уплотнение), закрепленное на корпусе подшипников 5 шпильками 6 через неподвижное уплотнение 11. В корпусе уплотнения имеются каналы 9, связанные через герметизирующую прокладку 8 с каналами 10 в корпусе подшипников 5 для подачи и отвода затворной (буферной) жидкости в камеру уплотнения 7.
Дополнительно в корпусе подшипников 5 (фиг. 2), либо в корпусе уплотнения 7 (не показано) может быть организован дополнительный канал 12 для отвода утечек, соединенный с камерой за уплотнением 7. В случае потери герметичности вышеуказанного уплотнения жидкость по указанному каналу поступает к сигнализатору утечек, который позволяет заблаговременно выдать сигнал на остановку насоса.
Насосный агрегат работает следующим образом. Крутящий момент от вала двигателя к рабочему колесу 1 передается через вал 2, опирающийся на подшипники 3. При работе насоса в корпусе проточной части 4 и камере перед уплотнением 7 создается давление, одновременно в камере уплотнения 7 начинается циркуляция затворной (буферной) жидкости, которая подается (отводится) через каналы 9. При потере герметичности уплотнения жидкость по каналу 12 поступает к сигнализатору утечек, который выдает сигнал на остановку насоса (фиг. 2).
Предложенная конструкция позволяет предохранить от загрязнения и повреждения внешние детали торцового уплотнения и передней подшипниковой опоры; улучшает условия монтажа и испытаний; обеспечивает надежную работу, повышает ремонтопригодность насосного агрегата; повышает надежность соединения с системой трубопроводов подачи и отвода затворной (буферной) и охлаждающей жидкости; позволяет использование в полупогружных насосах с сухой колонной, а также способствует предотвращению аварийных ситуаций при перекачивании токсичных, агрессивных, взрывоопасных и пожароопасных жидкостей.