МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности, к конструкции центробежного многоступенчатого скважинного насоса, который может быть использован, например, для перекачки технической и питьевой воды с повышенным содержанием твердых механических примесей.
Известен многоступенчатый скважинный центробежный насос типа ЭЦВ4-…ЭЦВ12 - для перекачки воды, содержащий набор ступеней, включающих рабочие колеса, собранных в цилиндрическом корпусе на валу, для фиксации которого применены резинометаллические радиальные и упорные подшипники скольжения. (См. Электронасос ЭЦВ4-…ЭЦВ12. Паспорт АМТ 3.246.001 ПС, г.Ливны, ОАО «Ливнынасос», АМТЗ.246.001ТУ).
Недостатком такого насоса является то, что рабочий ресурс резинометаллических подшипников невелик. На практике даже при хороших условиях эксплуатации они сохраняют свою работоспособность, как правило, не более 1,5-2-х лет, поскольку резина, из которой сделаны подшипники быстро изнашивается при взаимодействии с песком, присутствующим в добываемой из скважины воде.
Известен многоступенчатый скважинный центробежный насос марки ЭЦНК4, который применяется для подъема из скважин йодно-бромной, морской и минеральной воды, перенасыщенных солевых растворов, технической и питьевой воды. В нем для фиксации вала, на котором установлен набор ступеней, включающих межступенчатые диски, направляющие аппараты и рабочие колеса, применяются упорные и радиальные подшипники скольжения, выполненные из твердого износостойкого материала (карбид кремния) (См. Каталог ООО «Электромеханический завод» г.Лермонтов, Ставропольский край. Агрегаты электронасосные погружные).
Недостатком такого насоса является то, что технологический процесс подготовки и сборки радиальных подшипников скольжения в таком насосе связан со значительными трудозатратами: предварительная механическая обработка втулок подшипника, изготовленных из твердого износостойкого материала по всем поверхностям алмазным инструментом, вклеивание эпоксидным клеем втулок подшипников в корпусные детали и затем окончательная механическая обработка в сборе алмазным инструментом. Все это крайне трудоемко, что значительно удорожает изделие.
Задачей, которую решает заявленное техническое решение, является удешевление, повышение ресурса и увеличение надежности работы насоса.
Поставленная задача решается тем, что многоступенчатый центробежный насос содержит автономный вал с набором ступеней, включающих межступенчатые диски, направляющие аппараты и рабочие колеса, при этом один конец вала через жесткую муфту соединен с электродвигателем, а для фиксации его другого конца установлен радиальный подшипник скольжения, выполненный из твердого износостойкого материала и состоящий из внутренней и внешней втулок. Новым в насосе является то, что внешняя втулка подшипника закреплена в корпусе подшипника при помощи слоя эластомера.
На представленном чертеже в разрезе изображены две верхние ступени многоступенчатого центробежного насоса, например, с «плавающими» рабочими колесами, и узел крепления радиального подшипника в верхней части корпуса насоса.
Многоступенчатый центробежный насос является конструкцией, в которой на валу 1 установлен набор ступеней, включающих в себя обоймы 2, межступенчатые диски 3, направляющие аппараты 4, резиновые втулки 5 и рабочие колеса 6 с упорными втулками 7 и торцовым уплотнением на всасывающей стороне каждого из них, состоящем из двух колец 8 и 9, выполненных из твердого износостойкого материала (силицированный графит или карбид кремния), являющихся одновременно упорными подшипниками. На валу 1 для вращения каждого рабочего колеса 6 установлены шпонки 10. Один конец вала 1 соединен с ротором электродвигателя жесткой муфтой (на чертеже не показана), а на другом его конце установлен радиальный подшипник скольжения, состоящий из внутренней втулки 11 и внешней втулки 12, выполненных из твердого износостойкого материала, например, силицированного графита или карбида кремния. Внутренняя втулка 11 подшипника крепится на верхнем конце вала 1 при помощи шпонки 10 и кольца стопорного 13. Перед сборкой насоса внешняя втулка 12 подшипника проходит окончательную механическую обработку алмазным инструментом лишь по внутренней поверхности и по одному из торцов. В целях оптимальной взаимной ориентации подвижных элементов насоса (рабочее колесо 6, втулка упорная 7, кольцо торцового уплотнения 8) относительно неподвижных (направляющий аппарат 4, втулка резиновая 5, диск межступенчатый 3, обойма 2, кольцо 9) установка внешней втулки 12 подшипника в его корпусе 14 при сборке производится при помощи слоя эластомера 15.
Рабочее положение многоступенчатого центробежного насоса - вертикальное. Работает он следующим образом.
Электронасос опускается в скважину и выводится на рабочий режим. Электродвигатель расположен в нижней части агрегата. Крутящий момент от электродвигателя (на чертеже не показан), передается на вал 1 с набором ступеней, содержащих рабочие колеса 6. Перекачиваемая жидкость поступает в пространство между дисками вращающихся рабочих колес 6 и под действием центробежных сил движется от их центра к периферии. На выходе из каждого рабочего колеса 6 поток жидкости попадает в каналы между дугообразными выступами направляющего аппарата 4, межступенчатым диском 3 и обоймой 2, изменяет направление движения от напорной части предыдущего рабочего колеса 6 к всасывающей части следующего рабочего колеса 6.
Нижняя часть вала 1 соединяется с валом ротора электродвигателя при помощи жесткой муфты (на чертеже не показана). В процессе эксплуатации электронасоса ротор электродвигателя, муфта соединительная и вал 1 насоса превращаются в систему с единой осью вращения. Положение оси ротора определяет установка подшипников электродвигателя. Положение нижнего конца вала 1 насоса определяется положением верхнего конца вала ротора электродвигателя, соединенных между собой жесткой муфтой (на чертеже не показана). Некоторый угол, который может образоваться между осью вала 1 насоса и осью расточки в корпусе 14 подшипника в процессе его сборки и эксплуатации может компенсироваться за счет плавающей установки внешней втулки 12 в корпусе 14 подшипника с применением слоя эластомера 15. Фиксируя положение внешней втулки 12 подшипника в его корпусе 14, слой эластомера 15 препятствует ее проворачиванию в процессе работы насоса.
Испытания показали, что заявленный многоступенчатый центробежный насос имеет улучшенные технико-эксплуатационные характеристики. Он может работать на различных оборотах на перекачке воды с повышенным содержанием механических примесей.