ВСТРОЕННЫЕ ПОДШИПНИКОВЫЕ УЗЛЫ НАСОСА

Полезная модель относится к области насосостроения и, в частности, к центробежным насосам секционным для перекачки нефти и центробежным насосам секционным поддержания пластового давления в нефтедобыче.
Известны центробежные насосы с выносными подшипниками скольжения с принудительной смазкой. Данные подшипники состоят из двух полувкладышей нуждающихся в постоянной смазке в результате большого трения при вращении ротора насоса. Вкладыши подшипников - стальные, залитые баббитом. Маслосистема такого насоса включает в себя: электродвигатель, маслонасос, радиатор с подогревом или охлаждением масла и прочих узлов нуждающихся в постоянном наблюдении за КИПиА. [Бухаленко Е.И. Нефтепромысловое оборудование. М.: Недра 1990, с.380-390]. Такие подшипниковые опоры требуют регулировки: укладка ротора в статоре.
Недостатками данного типа насосов являются:
- увеличение вибрации в процессе эксплуатации насоса в результате неточной регулировки подшипников;
- большое межопорное расстояние понижает жесткость ротора, увеличивает частоту собственных колебаний, и способствует повышению вибронагрузок;
- трудоемкость обслуживания маслоустановки, которая оснащается комплектом КИП и автоматики предусматривающую контроль над параметрами снижения давления в системе смазки подшипников, повышение температуры масла за маслоохладителем, резкое снижение давления масла в конце линии. Поскольку баббит является легкоплавким сплавом, накладываются определенные ограничения на повышение температуры смазки подшипников.
- при замене данного типа подшипников требуется обязательная регулировка;
- наличие сальниковых или торцовых уплотнений с передней и задней стороны насоса.
Известен центробежный насос ЦНС 240-1900, производства ОАО «СМПО им. Фрунзе». В данном типе насоса применены встроенные подшипники скольжения работающие на перекачиваемой среде. В качестве пар трения используются твердосплавные карбидосодержащие материалы имеющие твердость 80…90 HRC. [труды III Международной научно-технической конференции «СИНТ'05»: «Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе» - Воронеж, 2005. - С.18-24]. Однако, такая конструкция насоса также не лишена недостатков, основными из которых являются:
- сложная конструкция подшипниковых опор;
- большая стоимость изготовления деталей для пар трения;
- высокие технические требования при монтаже подшипниковых узлов.
Известен центробежный насос производства ФГУП «Воткинский завод», где в качестве опор ротора служит с передней стороны выносной подшипник скольжения смазываемый маслом, и встроенный задний подшипник работающий в перекачиваемой среде (Вележанин B.C. Разработка мероприятий по повышению безопасности работы насосных агрегатов системы поддержания пластового давления: Диссертация. - Уфа: ГУП «ИПТЭР» 2006. - С.65-68). Недостатком конструкции заднего встроенного подшипника является трудоемкость в изготовлении и сборке данного типа подшипникового узла, так как содержит большое количество составных частей.
Задачей полезной модели является:
- упростить конструкцию насоса, и отказаться от масляной смазки подшипниковых узлов;
- повысить надежность насоса, уменьшить его габариты;
- снизить вибрацию и ударные нагрузки, повысить жесткость (частоту собственных колебаний) за счет укорочения ротора;
- отказаться от сальникового - торцового уплотнения обеспечив полную герметичность насоса с полевой стороны и повысить экологическую безопасность;
- снизить материальные затраты в том числе и удельные затраты электроэнергии на закачку - прокачку воды вследствие уменьшения трения в подшипниковых узлах, отсутствия маслосистемы - охлаждения маслосистемы насоса;
- не использовать приборы КИП и А маслосистемы насоса;
- исключить регулировку подшипниковых узлов т.к. монтаж осуществляется по скользящей цилиндрической посадке;
- из объема ремонтных работ встроенного подшипника на месте эксплуатации насоса, исключить всякого рода подгонки, качество выполнения которых непосредственным образом сказываются на дальнейшей работоспособности насоса, сокращения сроков-затрат на проведение планового предупредительного ремонта;
- устранить перегрев подшипников - торцового уплотнения за счет его эффективного охлаждения перекачиваемой жидкостью;
Для этого предлагаются встроенные подшипниковые узлы, работающие в перекачиваемой среде. Данные подшипники выполнены из антифрикционного углепластика марки «ФУТ» с улучшенными вибродемпфирующими характеристиками [«Вопросы материаловедения» ЦНИИ КМ «Прометей», 2006 - С.16-21] и расположенные непосредственно в проточной части насоса: со стороны всасывания - в крышке всасывания; со стороны нагнетания - в заднем силовом кронштейне.
Монтаж узлов подшипников осуществляется по скользящей цилиндрической посадке в доработанной крышке всасывания 14 и доработанном силовом кронштейне 1.
Крышка всасывания 14 дорабатывается путем расточки в ней посадочного места под передний корпус подшипника 9. Силовой кронштейн 1 дорабатывается путем расточки в нем посадочного места под задний корпус подшипника 2.
На фиг.1 изображен продольный разрез заднего узла встроенного подшипника.
На фиг.2 изображен продольный разрез переднего узла встроенного подшипника.
Подшипниковые узлы содержат: корпус подшипника задний 2, корпус подшипника передний 9, подшипники «ФУТ» 6, 10, втулку скольжения заднею 7, втулку скольжения переднею 12, разгрузочное отверстие 3 в заднем корпусе подшипника 2, разгрузочное отверстие 13 в переднем корпусе подшипника 9, колпак 4. От проворота подшипники «ФУТ» удерживаются штифтами 5, 11.
Втулка скольжения задняя 7 и втулка скольжения передняя 12 служат опорами ротора насоса.
При запуске и во время работы насоса жидкость от последней ступени рабочего колеса, через дроссель образованный кольцевой (торцовой) щелью кольцами гидроразгрузки 8, поступает в силовой кронштейн 1 за счет разности давлений между узлом гидроразгрузки и давлением на приеме. Жидкость пройдя по винтовым канавкам в подшипнике 6, разгрузочное отверстие 3 в заднем корпусе подшипника 2, устремляется в колпак 4 и трубу гидроразгрузки. Затем через разгрузочное отверстие 13 в переднем корпусе подшипника 9, жидкость поступает в узел торцового уплотнения 15 тем самым, охлаждая его и далее по винтовым канавкам переднего подшипника 10, устремляется в крышку приемную 14.