ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ДВУХПОТОЧНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению. Данный насос может быть использован в горной, нефтяной, металлургической, химической и других областях промышленности.
Известны центробежные секционные насосы, выполненные по однопоточной схеме, содержащие одну группу секций с рабочими колесами одностороннего всасывания, лопаточными отводами с переводными каналами и направляющими аппаратами [Попов В.М. Шахтные насосы (теория, расчет и эксплуатация). Справочное пособие. - М.: Недра, 1993. - 224 с]. Эти насосы не удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к шахтным центробежным насосам, как с точки зрения экономичности, так и надежности работы. Применяемое в них для компенсации осевой силы гидравлическое разгрузочное устройство, состоящее из вращающегося диска и неподвижных элементов, является источником значительных объемных потерь (до 5-6% и более от номинальной подачи насоса) и обладает низкой эксплуатационной надежностью (наработка до отказа составляет в среднем всего 110-140 часов). На загрязненной воде наработка до отказа снижается до 60-80 часов, что создает большие проблемы при техническом обслуживании насосов. На протяжении всего времени эксплуатации центробежных секционных однопоточных насосов в горной промышленности предпринимались многочисленные попытки совершенствования их разгрузочных устройств с целью снижения объемных потерь и повышения надежности работы. Однако, принципиального улучшения работы разгрузочных устройств добиться не удалось и шахтные центробежные секционные насосы, несмотря на некоторые свои очевидные преимущества в сравнении с насосами других типов, продолжают эксплуатироваться с низким уровнем эффективности. Главная причина этого кроется, в несовершенной гидравлической схеме однопоточного насоса, неотъемлемой составной частью которой является наличие гидравлического разгрузочного устройства. В связи с этим необходимо создание принципиально других схем центробежных секционных насосов, в которых компенсация осевых сил осуществлялась бы наиболее эффективным способом - симметричным расположением на валу рабочих колес одностороннего всасывания и применением рабочих колес двустороннего всасывания.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является 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, обеспечиваемою 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 наиболее сложный узел, изготовление колеса двустороннего всасывания более трудоемко в сравнении с колесом одностороннего всасывания, а изготовление спирального отвода на порядок сложнее лопаточного.
Целью предполагаемой полезной модели является повышение эффективности эксплуатации насоса за счет использования элементной базы однопоточных центробежных секционных насосов и упрощение конструктивного решения, путем устранения из схемы центральной секции с рабочим колесом двустороннего всасывания со спиральным отводом.
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 нагнетания с нагнетательным патрубком, полость нагнетания расположена между торцевыми стенками лопаточных отводов выходных секций обеих групп насоса, переводные каналы которых смещены относительно друг к 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.
На фиг. 1 представлено продольное сечение центробежного секционного двухпоточного насоса. На фиг. 2 поперечное сечение насоса в плоскости разъема нагнетательного патрубка.
Насос включает две симметрично расположенные группы секций с рабочими колесами одностороннего всасывания 1, лопаточными отводами 2 и переводными каналами 3, одинаковые для обеих групп, симметричные всасывающие торцевые крышки 4, общую полость нагнетания 5 с нагнетательным патрубком 6, имеющим разъем по своей продольной оси 7 и стяжными шпильками 8.
Такое конструктивное 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.
Насос функционирует следующим образом: потоки жидкости, поступающие через всасывающие торцевые крышки к первым рабочим колесам обеих групп секций, проходят через рабочие колеса всех секций этих групп и соединяются в полости нагнетания, сообщенной с нагнетательным патрубком. При данном конструктивном решении, исключающим применение центральной секции с рабочим колесом двустороннего всасывания со спиральным отводом, осуществляется эффективный отвод жидкости из насоса, исключающий возможные перетоки воды между последними рабочими колесами и, следовательно, обеспечение полной компенсации осевой силы. За счет соответствующего смещения переводных каналов лопаточных отводов выходных секций относительно друг друга снижаются потери энергии давления при соединении потоков жидкости, поступающих от противоположных групп секций, так как исключается встречное ударное воздействие этих потоков, являющееся источником дополнительных потерь энергии. За счет устранения из схемы насоса центральной секции с рабочим колесом двустороннего всасывания в предлагаемом техническом решении могут использоваться только унифицированные секции с рабочими колесами одностороннего всасывания и лопаточными отводами. Все это обеспечивает упрощение конструкции насоса и повышение надежности и эффективности его технического решения.