ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ДВУХПОТОЧНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению. Данный насос может быть использован в горной, нефтяной, металлургической, химической и атомной промышленности.
Известен центробежный секционный двухпоточный насос [Патент RU 2081351, МПК F04D 1/06. Центробежный секционный двухпоточный насос / Филин Е.А., Черкунов А.Е., Вайсбрат Р.Ф., Коротков Л.И., Лягов А.В. Заявитель: Акционерное общество «ТУР»; Заявл. 09.10.1991; Опубл. 10.06.1997], содержащий центральную секцию с рабочим колесом двустороннего всасывания со спиральным отводом и две симметрично расположенные группы секций с рабочими колесами одностороннего всасывания, лопаточными отводами и направляющими аппаратами, всасывающие и нагнетательные патрубки. Насос выполнен в виде двух контуров: наружного всасывающего и внутреннего нагнетательного. Всасывающий контур образован всасывающим патрубком и подводящими полостями, нагнетательный контур - нагнетательным патрубком и спиральным отводом.
Несмотря на компенсацию осевых сил, обеспечиваемую симметричным расположением рабочих колес в противоположных группах секций, этот насос имеет сложную конструкцию и низкий уровень эффективности эксплуатации, обусловленный недостаточной ремонтопригодностью и надежностью конструкции. Центральная секция данного насоса представляет собой наиболее сложный узел, так как изготовление колеса двустороннего всасывания более трудоемко в сравнении с колесом одностороннего всасывания, а изготовление спирального отвода значительно сложнее лопаточного.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является центробежный секционный двухпоточный насос [Патент на полезную модель RU №161013. Центробежный секционный двухпоточный насос / Тимухин С.А., Долганов А.В., Савельев Ю.П., Пискарев А.Н., Чураков Е.О., Ислентьев А.О., заявл. 27.07.2015], содержащий две симметрично расположенные группы секций с рабочими колесами одностороннего всасывания, лопаточными отводами с переводными каналами и общую полость нагнетания с нагнетательным патрубком, полость нагнетания расположена между торцевыми стенками лопаточных отводов выходных секций обеих групп насоса, переводные каналы которых смещены относительно друг друга на половину расстояния между ними, а нагнетательный патрубок выполнен разъемным по своей продольной оси в плоскости поперечного сечения насоса, и каждая из половин нагнетательного патрубка выполнена цельно с корпусами противоположных выходных секций обеих групп насоса.
Такое решение насоса позволяет использовать только унифицированные рабочие секции с колесами одностороннего всасывания, лопаточными отводами и переводными каналами, устанавливать различное число секций в группах для изменения напора насоса при соответствующем изменении длины вала и стяжных шпилек, обеспечивать гидравлически совершенный выход жидкости из насоса без применения центральной секции с рабочим колесом двустороннего всасывания со спиральным отводом, и, следовательно, упростить конструкцию насоса и повысить надежность и эффективность его технического решения.
Однако такая конструкция насоса не обеспечивает требуемой равномерной и осесимметричной структуры потока жидкости на входе в насос, так как общий входной поток, разделяясь на два, имеет два поворота перед входом на первые рабочие колеса на 90°, что является причиной снижения подачи, напора и КПД насоса, а также его кавитационных качеств. Компенсация осевых сил, возникающая в результате работы насоса, происходит путем симметричного расположения рабочих колес на валу, но осевые силы направлены таким образом, что вал работает на разрыв, то есть вал испытывает дополнительную осевую разрывную нагрузку, кроме основных - кручение и поперечный изгиб, что отрицательно сказывается на прочностных характеристиках вала.
Целью полезной модели является повышение подачи, напора, КПД и кавитационных качеств насоса за счет обеспечения на входе в первые рабочие колеса потока жидкости с равномерной и осесимметричной структурой, а так же снижение осевой нагрузки на вал за счет симметричного расположения рабочих колес по схеме расходящегося направления движения потока жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что в центробежном секционном двухпоточном насосе, содержащем две симметрично расположенные группы секций с рабочими колесами одностороннего всасывания, лопаточными отводами с переводными каналами и общую полость всасывания с всасывающим патрубком, полость всасывания расположена между входными отверстиями первых рабочих колес обеих групп секций, а плоскость, проходящая через центр полости всасывания перпендикулярно оси вала, совпадает с центральной плоскостью поперечного сечения насоса, а ступицы первых рабочих колес обеих групп секций разделены между собой компенсационной втулкой. При этом секции насоса расположены по схеме расходящегося направления движения потока жидкости.
На чертеже представлено продольное сечение центробежного секционного двухпоточного насоса с симметричным расположением рабочих колес на валу по схеме расходящегося направления движения потока жидкости.
Насос содержит две группы секций, расположенные симметрично по схеме расходящегося направления движения потока жидкости, с рабочими колесами одностороннего всасывания 1, лопаточными отводами 2 и переводными каналами 3, одинаковые для обеих групп, симметричные нагнетательные торцевые крышки 4, общую полость всасывания 5 с всасывающим патрубком 6, и компенсационной втулкой 7.
Насос работает следующим образом. Жидкость через всасывающий патрубок с минимальными потерями поступает в полость всасывания, где делится на два равных потока и проходит через первые рабочие колеса, лопаточные отводы и переводные каналы и так далее по всем секциям, а затем поступает в нагнетательные крышки и нагнетательные патрубки.
Такое конструктивное решение позволяет осуществить подвод потока жидкости с равномерной и осесимметричной структурой к первым рабочим колесам, что обеспечивает повышение подачи, напора, КПД и кавитационных качеств насоса. За счет симметричного расположения рабочих колес на валу по схеме расходящегося направления движения потока жидкости, осевое усилие, передается по ступицам рабочих колес на компенсационную втулку и не создает на валу дополнительной осевой нагрузки, что улучшает прочностные характеристики вала.