ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС С ПЛОСКИМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ КОРПУСА

Полезная модель относится к центробежным насосам с плоским горизонтальным разъемом корпуса и может быть использована при создании нефтяных магистральных и нефтяных подпорных насосов.
Известен центробежный нефтяной насос, содержащий скрепленные вместе с помощью шпилек с гайками нижнюю и верхнюю части корпуса с кольцевой канавкой и кольцевой центрирующей (посадочной) проточкой, в которой размещено защитное кольцо, образующее с кольцевым бандажом центробежного колеса щелевое радиальное кольцевое уплотнение, разделяющее полость входа в центробежное колесо и полость нагнетания насоса, в которой размещено центробежное колесо, установленное на валу, вал установленный на подшипниках в корпусах, которые выполнены отдельно от частей корпуса насоса и скреплены с нижней частью корпуса насоса с помощью полукруглого фланца, в отверстиях которого установлены резьбовые элементы, например, в виде шпилек (см., например, Малюшенко В.В. "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984, лист 55, рис. 142).
Для повышения экономичности насоса радиальный зазор в щелевом уплотнении между отверстием в защитном кольце и наружным диаметром бандажа в центробежном колесе должен быть минимальным. Однако, технология изготовления насоса такова, что нередко при сборке насоса оказывается, что этот зазор распределяется по окружности кольца неравномерно, так при номинальном зазоре 0,3 мм на радиус, например, с одной стороны бандаж касается о кольцо (зазор равен нулю), а с противоположной стороны этот зазор составляет 0,6 мм. Но касание недопустимо, так как возможно разрушение уплотнения (кольца или бандажа) и насоса, так как бандаж вращается вместе с колесом.
Увеличив зазор свыше 0,3 мм, например, до 0,5 мм можно исключить касание, но при этом уменьшится экономичность насоса.
В известном насосе поступают таким образом: создают сборочную единицу, включающую два корпуса подшипников, изготовленные отдельно от корпуса насоса и соединенные с ним фланцевым разъемом со шпильками и гайками. Сборочная единица включает также подшипники, установленные в двух корпусах подшипников, вал с центробежным колесом и смонтированное на бандаже защитное кольцо.
Далее весь ротор перемещают вместе с корпусами подшипников относительно нижней части корпуса насоса до достижения приемлемой степени неравномерности зазора между защитными кольцами и бандажом центробежного колеса (см., например, Малюшенко В.В. "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984, лист 55, рис. 142 пункт 3 технических требований).
Известная конструкция усложнена из-за того, что необходимо изготавливать специальные корпуса подшипников с фланцами крепления. Необходимо предусматривать устройства в виде толкателей (приваривать их к корпусу насоса), необходимо сверлить отверстия под штифты, фиксирующие положение каждого корпуса подшипника после проведения центрирования ротора. Это является недостатком известной конструкции.
Полезная модель направлена на упрощение конструкции насоса и технологии обеспечения равномерного по окружности зазора в уплотнении между бандажом и отверстием защитного кольца.
Технический результат достигается тем, что в центробежном насосе с плоским горизонтальным разъемом корпуса, содержащем корпус из верхней и нижней частей, скрепленных совместно, в котором выполнена кольцевая центрирующая расточка, сообщенная с кольцевой канавкой, в которой по меньшей мере один из торцов выполнен плоским, установленное в расточке неподвижное кольцо, снабженное плоским торцом, вал и центробежное колесо, снабженное кольцевым бандажом, образующим кольцевое радиальное щелевое уплотнение, разделяющее полость высокого давления за колесом и полость низкого давления перед колесом, кольцевая канавка выполнена с такой шириной, что между торцом неподвижного кольца и торцом кольцевой канавки размещено второе кольцо с плоским торцом, установленное с упором в торец неподвижного кольца, второе кольцо установлено с возможностью перемещения относительно неподвижного кольца в плоскости соприкосновения торцов колец, при этом оба кольца соединены друг с другом с помощью устройства для перемещения одного кольца относительно другого вдоль плоскости соприкосновения торцов, а щелевое радиальное уплотнение колеса образовано между поверхностью отверстия второго кольца и поверхностью бандажа колеса.
Устройство для перемещения выполнено в виде дугообразного козырька на наружной поверхности одного из колец, с радиальным зазором охватывающего другое кольцо, в козырьке выполнены два типа отверстий - сквозные гладкие и сквозные резьбовые отверстия, в которых установлены винты-толкатели, упирающиеся вступающими участками в другое кольцо, а в гладкие отверстия установлены стягивающие винты с головкой, резьбовые участки стягивающих винтов ввинчены в резьбовые отверстия, выполненные в кольце, в которое упираются винты-толкатели, причем козырек выполнен только на одном из двух колец, например, на неподвижном кольце.
При этом гладкие и резьбовые отверстия в козырьке выполнены в той части козырька, которая выступает из нижней части корпуса насоса над плоскостью разъема.
На фиг. 1 и 2 представлены продольный и поперечный разрезы предлагаемого насоса, где:
1 - вал
2 - центробежное рабочее колесо
3 - бандаж
4 - верхняя часть корпуса (крышка)
5 - нижняя часть корпуса
6 - горизонтальный разъем
7 - кольцевая канавка
8, 9, 12, 14 - плоские торцы
10 - центрирующая расточка
11 - неподвижное кольцо
13 - второе, дополнительное кольцо
15, 17 - кольцевой радиальный зазор
16 - дугообразный козырек
18 - гладкое отверстие
19, 24 - резьбовые отверстия
20 - винт-толкатель
21 - выступающая часть винта-толкателя
22, 27, 28 - стяжной винт
23 резьбовой конец винта
25 - шайба
26 - щупы
1
2
П, П - полости
1
2
3
4
Z, Z, Z, Z - величины зазоров.
1
2
Насос содержит вал 1, на котором смонтировано рабочее центробежное колесо 2, снабженное бандажом 3, установленные на подшипниках (не показаны) в корпусе насоса, включающем верхнюю 4 и нижнюю 5 части, скрепленные совместно шпильками с гайками (шпильки и гайки не показаны) и образующие плоский горизонтальный разъем 6, расположенный в горизонтальной плоскости, параллельной оси вала. Уплотнительная прокладка из паронита, уложенная между частями 4 и 5 корпуса не показана. В совместно скрепленных частях 4 и 5 выполнена кольцевая канавка 7 с торцами 8 и 9, из которых по меньшей мере один торец, например, торец 8 - плоский, и центрирующая расточка 10, в которых установлено неподвижное кольцо 11 с упором в торец 9 канавки. Неподвижное кольцо 11 выполнено с плоским торцом 12, в канавке между двумя плоскими торцами 12 и 8 размещено второе, дополнительное кольцо 13, касающееся торцом 14 торца 12 неподвижного кольца образующее зазор 15 с бандажом 3 радиального щелевого уплотнения, разделяющего полость П высокого давления за центробежным рабочим колесом и полость П низкого давления перед рабочим колесом.
1
2
1
2
Технология изготовления диаметра центрирующей расточки, диаметров под подшипники в корпусах насосов с горизонтальным разъемом такова, что смещения Δи Δ отверстия в неподвижном кольце и наружного диаметра бандажа различаются на 0,5…1,2 мм и более, поэтому неподвижное кольцо использовать для щелевого радиального уплотнения рабочего колеса, разделяющего полости П и П в насосе не представляется возможным без сдвига вала с корпусом подшипника относительно неподвижного кольца.
Чтобы не сдвигать вал, в предлагаемой полезной модели дополнительное кольцо установлено в кольцевой канавке 7 с возможностью перемещения относительно торца 12 соприкосновения торцов неподвижного и второго 13 дополнительного кольца, причем кольца затем соединяются друг с другом с помощью устройства для перемещения второго кольца 13 относительно неподвижного кольца 11 в направлении, перпендикулярном оси вращения вала 1 (колеса 2), которое выполнено в виде дугообразного козырька 16 заодно целое с одним из двух колец, например, с неподвижным кольцом 11, например, в виде кольцевого козырька, что увеличивает жесткость этого кольца и упрощает изготовление кольца 11.
Козырек 16 с радиальным зазором 17 охватывает второе кольцо 13 и в нем выполнены два (см. фиг 2) типа сквозных направленных к оси колеса отверстий: сквозные гладкие отверстия 18 и сквозные резьбовые отверстия 19, причем в последних ввинчены резьбовые винты-толкатели 20, упирающиеся выступающими из козырька частями 21 во второе кольцо 13. В гладких отверстиях 18 размещены стяжные винты 22, выступающая из козырька резьбовой конец (часть) 23 которых ввинчен в резьбовые отверстия 24, выполненные во втором кольце. Под головки стяжных винтов 22 положены профилированные шайбы 25.
1
1
Второе дополнительное кольцо 13 под действием силы веса этого кольца опустится вниз до соприкосновения с поверхностью бандажа 3. Ввинчивая винты стяжные 22 во второе кольцо 13, создают зазор 15 величиной Z, за счет притягивания второго кольца 13 к козырьку 16, и при этом щупом 26 проверяют величину "Z" зазора 15 в верхней точке бандажа.
2
3
4
Затем ввинчивают стяжные винты 22, 27 и 22, 28 справа и слева и настраивают необходимую величину Z, Z и Z зазора 15.
Для исключения люфта кольца 13 вследствие зазоров в резьбе стяжных винтов 22 и отверстий 24 под них с помощью винтов-толкателей 20 создают натяг в резьбовых соединениях - и в соединениях винтов-толкателей с резьбовыми отверстиями, в которые они ввинчены. Стопорение всех винтов от отвинчивания можно осуществить с помощью клея.
1
2
3
4
Так как козырек находится выше плоскости разъема, то при всех действиях со стяжными винтами и винтами-толкателями, которые также находятся выше плоскости разъема при снятой верхней части 4 корпуса насоса, то все работы по настройке величины зазоров Z, Z, Z, Z(равномерного зазора 15) в нескольких точках можно совершать без перемещения вала вместе с подшипниками (подшипники не показаны).