ПОЛУПОГРУЖНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ НХП

Полезная модель - полупогружной центробежный электронасосный агрегат НХП, относится к насосам, предназначенным для перекачивания химически активных жидкостей, содержащих мелкие твердые включения.
Безотказность работы и повышение срока службы насосов, использующихся в химическом производстве, достигают дополнительными конструктивными решениями усовершенствования быстроизнашивающихся деталей, а также использованием специальных материалов в зависимости от химической активности и других свойств перекачиваемых жидкостей.
Известен многоступенчатый погружной центробежный насос, патент РФ №2250392, дата публикации: 2005.04.20, МКИ F04D 13/10, F04D 29/04, содержащий набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса, при этом в кольцевых канавках колес установлены прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов опорные шайбы, отличающийся тем, что опорные шайбы и пояски выполнены сферической формы.
Изобретение направлено на повышение ресурса погружного насоса при наличии в перекачиваемой жидкости абразивных частиц путем предохранения трущихся поверхностей ступиц направляющих аппаратов от износа, уменьшения вибрации ротора за счет центрирования его относительно направляющих аппаратов и разгрузки радиальных опор вала насоса независимо от изнашивания трущихся поверхностей радиально-опорных подшипников.
Однако подшипники, расположенные в газовой среде работы насоса, также подвержены вероятности залива химически агрессивной жидкостью, что приводит к преждевременному выходу из строя, как подшипников, так и самого насоса.
Известен, принятый за прототип, полупогружной насос ТХИ, «Каталог насосного оборудования», Энергопром ЗАО, Санкт-Перербург, стр 66-68, ...разрез насоса ТХИ представлен на сайте компании http://www.elcomspb.ni/katalog/n9xa_3.html, (копия прилагается). Агрегат типа ТХИ является центробежным вертикальным полупогружным насосом с консольно установленным рабочим колесом. Агрегат смонтирован на опорной плите и устанавливается на крышке бака, из которого он
перекачивает жидкость. Подшипники насоса вынесены из перекачиваемой жидкости. Для защиты нижнего подшипника от паров перекачиваемой жидкости предусмотрен масляный затвор. Насос конструктивно состоит из корпуса, в котором на подшипниках вращается вал с крыльчаткой. Валы насоса и электродвигателя соединены полумуфтами резиновой звездочкой.
В данном насосе только верхний подшипник вынесен за пределы перекачиваемой жидкости и расположен над крышкой бака, однако нижний подшипник, расположенный под крышкой, подвержен воздействию газовой среды химической жидкости, сокращая срок службы насоса.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение срока службы электронасосного агрегата за счет конструктивных решений, позволяющих полностью устранить воздействие перекачиваемой жидкости и ее паров на верхний и нижний подшипники при его работе с сохранением глубины погружения до 1,5 м.
Поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что в полупогружном центробежном электронасосном агрегате, состоящим из вертикально установленного над опорной плитой корпуса верхнего подшипника, в котором вращается вал, с непосредственным приводом от электродвигателя через упругую муфту, с консольно установленным на погружной части вала рабочим колесом, с всасывающим патрубком на оси электронасосного агрегата и боковой напорной трубой, заканчивающейся фланцем над опорной плитой, которую устанавливают на крышке емкости с перекачиваемой жидкостью, корпус нижнего подшипника установлен также над опорной плитой, а вал изготавливают из высокопрочной углеродистой стали, поверхность которого в рабочей зоне содержит покрытие из легированной химически стойкой стали, при этом непогружная часть вала выполнена многоступенчатой, а отношение наибольшего диаметра непогружной части вала к длине его погружной части выбирают из интервала 9,3÷13,7.
Эксплуатация полупогружных насосов прототипа - ТХИ показала, что их слабым местом является нижний подшипниковый узел, распложенный в газовой среде перекачиваемой жидкости. Работа данного узла в агрессивной газообразной среде и вероятный залив подшипника химической жидкостью приводит к преждевременному выходу из строя, как подшипника, так и насоса в целом, что влечет большие издержки при остановке химикотехнологического процесса.
Для увеличения надежности работы насоса нижний подшипниковый узел, как и верхний, вынесен из рабочей зоны и установлен над опорной плитой вне емкости с
перекачиваемой жидкостью. Но для сохранения необходимой глубины погружения насоса до 1,5 м необходимо усилить подшипниковый узел и вал, что существенно увеличивает размеры вала, подшипника и, соответственно, самого насоса, что экономически нецелесообразно.
Обеспечение необходимого запаса прочности вала при увеличении консоли до 1,0-1,5 м достигается совокупностью новых признаков, а именно изготовлением вала из высокопрочной углеродистой стали, с последующим плакированием его в рабочей зоне материалами из легированной химически стойкой стали и выполнением непогружной части вала в виде увеличивающихся в диаметре ступеней, а интервал значений подобранного соотношения между размерами длины его погружной части и наибольшим диаметром ступени вала равное 9,3-13,7, является оптимальным, его запредельные значения в меньшую сторону приводят к увеличению материалоемкости, удорожанию и экономической нецелесообразности, а в большую - к потере прочности и надежности работы.
Общий вид продольного сечения предлагаемой конструкции полупогружного центробежного электронасосного агрегата «НХП» представлен на чертеже.
На Фиг. изображен общий вид электронасосного агрегата «НХП», который содержит корпус 1, многоступенчатый вал насоса 2, рабочее колесо 3, электродвигатель 4, устанавливаемый на стойке 5, вал которого соединен с многоступенчатым валом насоса 2 посредством упругой муфты 6, всасывающую крышку 7, расположенную на оси насоса, боковую напорную трубку 8, заканчивающуюся отверстием в опорной плите 9, верхний подшипник 10, нижний подшипник 11, установленные над опорной плитой 9 в посадочных местах многоступенчатой части вала 2.
Установка нижнего подшипника вверху над опорной плитой влечет за собой необходимость утолщения консоли вала, увеличение его металлоемкости и стоимости. Поэтому в соответствии с предложенной полезной моделью, вал изготавливают из дешевой высокопрочной углеродистой стали, а легированной сталью, например 06ХН28МДТ, плакируют только рабочую зону вала, при этом количество легированной стали, применяемой для изготовления вала, не превышает 20 (%) от общего веса насоса. В результате обеспечивается работоспособность вала без его удорожания.
Изменение конструкции насоса не усложнило сборку, разборку и эксплуатацию агрегата и не ухудшила допустимые показатели по уровню шума и вибрации, и при этом не требуется дополнительной защиты нижнего подшипника в виде масляного
затвора от попадания паров перекачиваемой жидкости в отличие от существующего прототипа.
Конструкция предложенного агрегата НХП реально имеет увеличенный срок службы и эксплуатации, вдвое превышающий показатели прототипа - насоса ТХИ, что подтверждается результатами эксплуатации насосов НХП 45/31, НХП 90/49, НХП 250/40 на Череповецком химическом заводе «Аммофос».