НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЫСОКОНАПОРНЫЙ
HIGH PRESSURE CENTRIFUGAL PUMP

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для перекачивания жидкости, в том числе загрязненной абразивными примесями, например песком.
Известен насос центробежный высоконапорный, содержащий ротор, опирающийся на выносные подшипники скольжения с принудительной подачей смазки и включающий установленные на валу рабочие колеса и отжимное устройство (Руденко А.А., Ильченко А.Я., Дмитренко С.Е. Модернизация двухкорпусных питательных насосов для тепловых электростанций // Энергетика и ТЭК- 2012-№9/10 - с. 64).
Недостатками такой конструкции являются сложность системы смазки и отсутствие демпфирующих свойств у подшипников скольжения, выполненных в виде металлических втулок с антифрикционным покрытием поверхности трения.
Известны центробежные многоступенчатые насосы по ТУ 3631-001-35778397-2017 «Насосы и агрегаты электронасосные центробежные типа НЦС» состоящие из вала с рабочими колесами, корпуса с закрепленными в нем направляющими аппаратами, маслосистемой для смазки и охлаждения подшипников скольжения, состоящих из корпуса и вкладыша, рабочая поверхность которого выполнена из бабита.
Недостатками таких насосов являются сложность конструкции из-за наличия маслосистемы, отсутствие у подшипников демпфирующих вибрационные нагрузки и компенсирующих перекосы свойств.
Известен центробежный насос по патенту RU2062360 MKU6 F04D 1/04, содержащий ротор в виде вала с установленными на нем рабочими колесами и корпус в котором под оба конца вала установлены подшипники скольжения с гидростатическими полостями гидравлически подключенными к выходу насоса, причем рабочие поверхности подшипников выполнены из твердого износостойкого материала.
Недостатками данного устройства являются отсутствие демпфирующих свойств подшипников скольжения, их чувствительность к перекосу, нерегулируемость темпов отбора перекачиваемой жидкости в гидростатические полости для достижения качественной смазки и охлаждения подшипников скольжения.
Известен центробежный насос типа ЦНСнпоТУ 3666-000-00147105-2003«Насосы центробежныесекционные ЦНСн 60-66…330 УХЛ5 и ЦНСн 180-85…425 УХЛ5. Модернизация при капитальном ремонте» производства ТЦ ОАО«Торговый дом» «Боткинский завод» (прототип), состоящий из вала с рабочими колесами, опирающегося на подшипники скольжения, корпуса с закрепленными в нем направляющими аппаратами и снабженного входным и выходным патрубками, причем подшипники состоят из внутренней металлической втулки, закрепленной на валу, и зафиксированной в корпусе наружной втулки, выполненной из материала ФУТ, с винтовыми канавками на внутренней поверхности, являющимися элементами гидравлической связи нагнетательной и всасывающей линии, по которым осуществляется переток части перекачиваемой жидкости для охлаждения и смазки подшипника.
Недостатками данного устройства являются отсутствие у подшипников скольжения демпфирующих и компенсирующих свойств, высокая вероятность попадания механических включений, содержащихся в вязкой перекачиваемой среде, особенно мелких, в зону трения втулок подшипников, отсутствие контрольно-управляющего механизма по обеспечению оптимальной температуры подшипниковых узлов в сочетании с качественной смазкой.
Технической задачей предложенного изобретения является повышение работоспособности и надежности центробежного насоса демпфированием колебаний ротора насоса и фильтрацией механических примесей из перекачиваемой жидкости, поступающей к подшипникам.
Результат достигается тем, что насос центробежный высоконапорный снабжен вспомогательными трубопроводами с фильтрами для подвода к подшипникам скольжения из линии нагнетания части перекачиваемой жидкости и трубопроводами с регулируемыми контрольно-управляющей аппаратурой гидравлическими дросселями для отвода жидкости от подшипников скольжения во входной патрубок, а наружные втулки подшипников скольжения выполнены из эластомера с коэффициентом Пуассона близким к 0,5 (например из резины) и снабжены сквозными каналами равномерно распределенными по всему объему втулки.
На фиг. 1 показан насос центробежный высоконапорный (в разрезе), а на фиг. 2 конструкция опоры вала с сечениями.
Насос центробежный высоконапорный (фиг. 1, 2) для перекачивания жидкости, в том числе загрязненной абразивными примесями, например, песком, состоит из вала 1 с рабочими колесами, выносных опор вала в виде подшипников скольжения, состоящих из внутренних 2 и наружных 3 втулок, вспомогательных трубопроводов 4 с фильтрами 5 абразивных примесей для подвода к подшипникам скольжения части перекачиваемой жидкости из линии нагнетания, вспомогательных трубопроводов 6 с регулируемыми контрольно-управляющей аппаратурой гидравлическими дросселями 7 для отвода жидкости от подшипников скольжения во входной патрубок, рабочих колес 8, установленных на валу 1, корпуса 9 с направляющими аппаратами, крышки входа 10 и крышки выхода 11.
Устройство работает следующим образом. Часть перекачиваемой жидкости из нагнетательной линии поступает в подшипниковый узел по вспомогательному трубопроводу 4, в котором с помощью фильтра 5 механических включений происходит очистка ее от абразивных примесей (например песка). Эта жидкость, проходя по винтовым канавкам и сквозным осевым каналам в теле наружной втулки 3, выполненной из эластомера, отбирает тепловую энергию гистерезиса от наружной втулки, возникающую в процессе демпфирования вибрации вала 1 насоса и от трения между втулками. Одновременно происходит смазка подшипников жидкостью, проходящей через зазор между внутренней 2 и внешней 3 втулками и через винтовые канавки. Затем жидкость через вспомогательные трубопроводы 6 с гидравлическими дросселями 7, возвращается на прием насоса. Контрольно-управляющая аппаратура по полученным данным величин вибрации и температуры в опорах валов корректирует с помощью гидравлических дросселей перепад давления на торцах подшипников скольжения и расход жидкости через сквозные осевые каналы в наружных втулках 3 до получения оптимальных температур и демпфирующих свойств опор.
Положительный эффект достигается существенным снижением амплитуды колебаний ротора насоса центробежного высоконапорного демпфирующими свойствами эластомеров внешних втулок в совокупности с регулирующим воздействием на их жесткость перепадов давлений в сквозных осевых каналах, создаваемых с помощью гидравлических дросселей.