САМОВСАСЫВАЮЩИЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к насосостроению, в частности - к самовсасывающим насосным агрегатам для перекачки жидкостей, и преимущественно может быть использована в составе мобильных средств перекачки, заправки и транспортирования нефтепродуктов, где требуется высокая высота самовсасывания насосного агрегата.
Известен самовсасывающий насосный агрегат (далее - "агрегат"), имеющий раму, смонтированные на ней приводной двигатель и пластинчатый насос [1 - Насосный агрегат GX3 /Positive Displacement Pumps For Industrial Processing and Liquid Transfer (Bulletin 100)/ Рекламный проспект фирмы "Blackmer" (США). - Dover Corp./Blackmer Pump Div. - 1809 Centure Ave., Grand Rapids, Michigan 494509, USA, 1983 - C.8 - англ.].
Работа агрегата в режиме самовсасывания (для создания вакуума во всасывающей линии агрегата) осуществляется после заливки жидкости в корпус насоса [2 - Насос пластинчатый ПН-90/8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Н90.00.000 ТО. - ОАО "Ясногорский машиностроительный завод". Ясногорск Тульской обл., 1999. - Лист 5.] приведением ротора насоса во вращательное
движение. При вращении ротора происходит движение паровоздушной смеси (смеси паров жидкости, предназначенной к перекачиванию, и атмосферного воздуха) из всасывающей линии через всасывающий патрубок в корпус насоса, далее жидкость, находясь под воздействием пластин ротора, вытесняется в напорный патрубок насоса, а из него - в напорную линию.
2
3
Глубина создаваемого вакуума агрегатом (при неизменной частоте вращения ротора насоса) ограничивается термодинамическими свойствами засасываемой насосом жидкости, в частности - величиной давления насыщенных паров жидкости, которые достигают величин 0,4-0,5 кгс/см, в нормированном объеме всасывающих рукавов 0,14 м, но продожительность работы самовсасывающего агрегата при таком режиме ограничена длительностью, равной 210 сек (условие надежности конструкции насоса).
В практике эксплуатации таких агрегатов наличествуют факторы, которые ухудшают условия самовсасывания (снижают количественные показатели) насоса при самовсасывании:
- повышенная температура окружающего воздуха;
- повышенная температура перекачиваемой жидкости;
- пониженное атмосферное давление;
- необходимость всасывания жидкости с глубины 7,5-8 м с учетом давления насыщенных паров жидкости.
2
Существующая конструкция агрегата оснащена пластинчатым насосом, который не дает возможности создания глубины вакуума более 0,7 кгс/см [3 - Акт государственных испытаний опытого образца мотонасосной установки для горючего МНУГ-90. - ОАО "Ясногорский машиностроительный завод". Ясногорск Тульской обл., 1999. - С.17.] ввиду перетока всасываемой паровоздушной смеси внутри насоса (из напорного патрубка назад к всасывающему патрубку через зазоры между деталями насоса), что не позволяет проводить эффективную эксплуатацию при упомянутых факторах. Эта особенность конструкции агрегата ограничивает область применения таких агрегатов.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является агрегат для перекачки нефтепродуктов, состоящий из рамы, приводного двигателя, пластинчатого насоса со всасывающим и напорным патрубками [4 - Насосный агрегат ПНА-90 /Каталог насосов 2000-2003/ ОАО "Ясногорский машиностроительный завод". - г.Ясногорск Тульской обл., 2000. - С.60 - прототип].
Технический результат полезной модели - повышение самовсасывающей способности агрегата.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном самовсасывающем насосном агрегате, содержащем раму,
смонтированные на раме приводной двигатель и пластинчатый насос с входным и выходным патрубками, согласно полезной модели агрегат дополнительно оснащен устройством повышения самовсасывающей способности за счет уменьшения влияния величины перетока паровоздушной смеси из напорного патрубка во всасывающий патрубок через зазоры между деталями насоса.
На фиг.1 представлен самовсасывающий насосный агрегат (в разрезе).
На фиг.2 представлен накопительный бачок для агрегата в общем виде.
На фиг.3 представлен переходной патрубок насоса в общем виде.
На фиг.4. показана графическая зависимость влияния количества залитой жидкости (воды) на самовсасывающую способность агрегата с пластинчатым насосом АЗТ-5. На фиг.4 использованы следующие обозначения:
а - «сухой» корпус; б - залито 40 мл жидкости; в - залито 100 мл жидкости; в - залито 110 мл жидкости; г - залито 120 мл жидкости; д - залито 135 мл жидкости; ж - залито 150 мл жидкости; з - залито 250 мл жидкости
0
3
Примечание: объем всасывающей линии V=0,1 м,
1
2
торцевые зазоры ротора насоса δ=δ=0,02 мм,
0
атмосферное давление р=745 мм. рт. ст,
-1
частота вращения n=1300 мин:
пл
рабочий объем насоса q=130 мл.
нак
Самовсасывающий насосный агрегат (см. фиг.1) состоит из пластинчатого насоса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и приводного двигателя 4, крепящихся к раме 5, накопительного бака 6 с горловиной (фиг.2), крепящегося к раме 5 (например посредством «П-образного» металлического круглого в сечении стержня 7), сообщающегося с входным 2 и выходным 3 патрубками пластинчатого насоса 1 через переходные патрубки 8 (фиг.3) через гидропроводы 9 (например типа дюритовый шланг с диаметром условного прохода 16 мм) с шаровыми кранами 10 (например типа КШ-16 с диаметром условного прохода Ду-16 мм), установленные на накопительном баке 6, при этом емкость накопительного бака V рассчитывается по формуле:
пл
где q- рабочий объем пластинчатого насоса, рассчитанный опытным путем или по формулам, приведенным в источнике [5 - Башта Т. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем - М.: Машиностроение, 1974. - С.202.].
Самовсасывающий насосный агрегат с пластинчатым насосом работает следующим образом:
Этап «Подготовка агрегата к работе»: перед запуском агрегата насос 1 необходимо присоединить к переходным патрубкам 8
всасывающую и напорную линии, а всасывающую линию опустить в емкость с жидкостью, откуда будет проводиться самовсасывание (на фиг.1. напорная, всасывающая линии и емкость с жидкостью не показаны). Далее производят заполнение накопительного бака 6 через горловину перекачиваемой жидкостью (или жидкостью, допустимой к смешиванию с перекачиваемой жидкостью и имеющей малую величину давления насыщенных паров). Затем производят открытие шаровых кранов 10, при этом жидкость поступает в переходные патрубки 8 через гидропроводы 9 - происходит заполнение внутренних полостей пластинчатого насоса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками перекачиваемой жидкостью, далее краны закрываются.
Этап «Режим самовсасывания» Включают приводной двигатель 4 и пластинчатый насос 1 начинает производить самовсасывание перекачиваемой жидкости из емкости. Жидкость, находящаяся во внутренних полостях переходных патрубков 8, и пластинчатого насоса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками не успевает выброситься в напорную линию, что способствует уменьшению перетока паров перекачиваемой жидкости с выходного патрубка 3 во входной патрубок 2 внутри насоса 1 на режиме самовсасывания. Во время этого режима работы агрегата достигается максимальная глубина вакуума.
Этап «Режим перекачивания» после поступления жидкости, предназначенной к перекачке, внутрь корпуса насоса агрегата,
происходит перекачивание жидкости. Для заполнения накопительного бака 6 во время перекачивания жидкости производят открытие шаровых кранов 10, при этом жидкость поступает в переходные патрубки 8 через гидропроводы 9 в корпус накопительного бака 6.
Заявляемая конструкция агрегатов, созданных на основе насосов АЗТ-5 и ПН-90/8, была испытана в соответствии с требованиями нормативно-технического документа [6 - ГОСТ 17335-79 Насосы объемные. Методы испытаний] на воде и дизельном топливе. Результаты испытаний для насоса АЗТ-5 и насоса ПН-90 соответственно приведены на фиг.4 и в таблице, подтверждают эффективность предлагаемой конструкции агрегата.
Таблица
Влияние величины разрежения на продолжительность самовсасывания пластинчатого насоса ПН-90/8
Разрежение, создаваемое насосом, р<sub>вак</sub>, кгс/см<sup>2</sup>
Время t, с
1-е измерение
2-е измерение
3-е измерение
среднее
0
0
0
0
0
0,43
3,5
3,6
3,4
3,5
0,65
8,0
8,0
8,0
8,0
0,75
12,5
12,6
12,4
12,5
0,82
18,5
18,5
18,5
18,5
0,86
24,2
24,4
24,0
24,2
0,88
28,4
28,2
28,2
28,3
0,91
38,8
38,8
38,8
38,3
0,92
40,4
40,8
40,4
40,5
Примечание:
возд
1. Испытания проводились 24.06.98 г. (Акт проверки работоспособности насосного агрегата МНУГ-90 с пластинчатым насосом ПН-90/8 после предварительных испытаний от 24.06.1998 г.) при температуре окружающего воздуха Т=21°С и атмосферном давлении 750 мм рт. ст.
2. Условия проведения испытаний:
3
A) Перед запуском в насос и напорно-всасывающую линию насоса было залито 7 л дизельного топлива марки "Л" (ГОСТ 305) при температуре 20°С и плотности 845 кг/м.
Б) К всасывающим патрубкам незаполненного продуктом насоса подсоединены три напорно-всасывающих рукава Ду 100 мм, два длиной по 9 м и один длиной 6 м.
B) Конец всасывающей линии из последовательно соединенных рукавов закрыт заглушкой.
0
3
Г) Объем всасывающей линии составил V≈190 л (0,19 м).
-1
Д) Частота вращения ротора насоса - 860 мин.
1
2
Е) Торцевые зазоры ротора δ=δ=0,15 мм.
3
Ж) Рабочий объем насоса 0,00304 м.
9 ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Насосный агрегат GX3 /Positive Displacement Pumps For Industrial Processing and Liquid Transfer (Bulletin 100)/ Рекламный проспект фирмы "Blackmer" (США). - Dover Corp./Blackmer Pump Div. - 1809 Centure Ave., Grand Rapids, Michigan 494509, USA, 1983 - C.8 - англ.
2. Насос пластинчатый ПН-90/8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Н90.00.000 ТО. - ОАО "Ясногорский машиностроительный завод. Ясногорск Тульской обл., 1999. - Лист 5.
3. Акт государственных испытаний опытого образца мотонасосной установки для горючего МНУГ-90. - ОАО "Ясногорский машиностроительный завод". Ясногорск Тульской обл. - С17.
4. Насосный агрегат ПНА-90 /Каталог насосов 2000-2003/ ОАО "Ясногорский машиностроительный завод". - г.Ясногорск Тульской обл., 2000. - С.60 - прототип.
5. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем - М:. Машиностроение, 1974. - С.202.
6. ГОСТ 17335-79 Насосы объемные. Методы испытаний.