Центробежный насос с рабочим колесом двустороннего входа

Полезная модель «Центробежный насос с рабочим колесом двустороннего входа» относится к отрасли гидромашиностроения и может быть использована для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти. Горизонтальный разъем корпуса обжат с использованием предварительно притертых между собой сферических шайб. Перегородка двухзавиткового спирального отвода исполнена приварной из листового проката минимальной толщины. Опоры вала - опорный подшипник скольжения и опорно-упорный - комбинированный подшипник скольжения со сдвоенными радиально-упорными подшипниками. Сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники установлены с зазором между наружной обоймой и корпусом подшипника. Механические торцовые уплотнения патронного типа имеют дополнительное уплотнение со стороны атмосферы с возможностью радиального перемещения в корпусе детали. Насос снабжен устройствами гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, подаваемой на охлаждение в камеры торцовых уплотнений. Материалы деталей рабочего колеса, защитных втулок вала, крепежных изделий, подвергающихся воздействию перекачиваемой жидкости, - коррозионностойкие стали, щелевых колец - износостойкий сплав. Технический результат - повышение экономичности, надежности и долговечности насоса.

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно, к нефтяным магистральным насосам и может быть использована на нефтяных перекачивающих станциях для транспортирования по магистральным трубопроводам нефти, содержащей механические примеси с максимальным линейным размером до 4 мм.

Известен центробежный горизонтальный одноступенчатый насос типа НМ с рабочим колесом двустороннего входа, горизонтальным разъемом корпуса, полуспиральным подводом и двухзавитковым спиральным отводом, имеющим перегородку, отливаемую заодно с корпусными деталями. Ротор насоса опирается на подшипники скольжения с жидкой принудительной смазкой от маслоустановки.

Остаточное осевое усилие ротора воспринимается сдвоенными радиально-упорными шарикоподшипниками, установленными в корпусе подшипника. Уплотнения вала насоса - механические, одинарные, торцового типа. [Центробежные нефтяные насосы для магистральных трубопроводов: Каталог/Под общей редакцией В.А.Головина. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989, - с.5]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.

Недостатками известного насоса являются:

- наличие литой массивной перегородки двухзавиткового спирального отвода не обеспечивает минимальные гидравлические потери;

- сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники, воспринимающие остаточное осевое усилие, установлены в корпусе подшипника без зазора, что не позволяет ротору насоса перемещаться вверх под действием масляных клиньев подшипников скольжения;

- торцовые уплотнения вала требуют дополнительной регулировки при установке в насос;

- пары трения торцовых уплотнений охлаждаются перекачиваемой средой, не очищенной от механических примесей, что, в свою очередь, не гарантирует требуемые показатели надежности и долговечности указанных узлов;

- применение материалов деталей, соприкасающихся с перекачиваемой средой, не обеспечивает необходимый ресурс работы насоса.

В основу полезной модели поставлена задача создания центробежного насоса с рабочим колесом двустороннего входа, в котором, благодаря наличию новых конструктивных элементов, материалов и новой формы исполнения существующих конструктивных элементов, обеспечиваются уменьшение гидравлических потерь, снижение протечек перекачиваемой среды при аварийном разрушении пары трения торцовых уплотнений или уплотнительных резиновых колец, снижение абразивного износа деталей торцовых уплотнений, качественное и надежное обжатие горизонтального разъема корпуса насоса, увеличение ресурса работы подшипников, приемлемые показатели коррозионной стойкости материалов деталей, подвергающихся воздействию перекачиваемой среды, равномерное распределение усилия на шпильках, используемых для обжатия горизонтального разъема, в результате чего достигается технический результат, заключающийся в повышении экономичности, надежности и долговечности насоса.

Поставленная задача достигается тем, что в центробежном насосе с рабочим колесом двустороннего входа, содержащем корпус с горизонтальным разъемом, полуспиральный подвод, двухзавитковый спиральный отвод с перегородкой, опорные подшипники скольжения с жидкой принудительной смазкой, сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники, расположенные в корпусе подшипника, торцовые уплотнения вала, согласно полезной модели вводятся:

- приварная перегородка двухзавиткового спирального отвода, выполненная из листового проката минимальной толщины, при которой обеспечиваются ее условия прочности;

- сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники, установленные с зазором между наружной обоймой и корпусом подшипника;

- механические торцовые уплотнения патронного типа, имеющие дополнительное уплотнение со стороны атмосферы с возможностью радиального перемещения в корпусной детали;

- устройство гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, подаваемой в камеру торцовых уплотнений;

- материалы деталей рабочего колеса, защитных втулок вала, щелевых колец, крепежных изделий, подвергаемых воздействию перекачиваемой среды, - коррозионно-стойкие стали и износостойкий сплав;

- предварительно притертые между собой сферические шайбы, используемые в крепежном изделии для обжатия горизонтального разъема корпуса.

Применение приварной перегородки двухзавиткового спирального отвода из листового проката минимальной толщины позволяет производить механическую зачистку отливки проточной части с последующим покрытием специальными материалами для получения требуемой чистоты поверхности с целью снижения гидравлических потерь, а следовательно, повышения к.п.д., а также защиты от коррозионного воздействия перекачиваемой среды.

Установка сдвоенных радиально-упорных шарикоподшипников с зазором между наружной обоймой и корпусом подшипника позволяет ротору насоса свободно перемещаться вверх под действием масляных клиньев подшипников скольжения, что исключает возникновение дополнительных сил на сдвоенные радиально-упорные подшипники и увеличивает ресурс их работы.

Патронное исполнение торцовых уплотнений не требует дополнительной регулировки при установке в насос, а наличие у них дополнительного уплотнения со стороны атмосферы, обладающего возможностью радиального перемещения в корпусной детали, обеспечивает снижение протечек перекачиваемой нефти при аварийном разрушении пары трения торцовых уплотнений или уплотнительных резиновых колец.

Использование закрепленных на верхней части корпуса (крышке) устройств гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, отбираемой из напорной полости насоса и подаваемой в камеры торцовых уплотнений, содействует снижению абразивного износа деталей уплотнения, а следовательно, повышает его надежность и долговечность.

Применение коррозионностойких сталей при изготовлении рабочего колеса, защитных втулок вала, крепежных изделий, подвергающихся воздействию перекачиваемой среды, и износостойкого сплава при изготовлении щелевых колец позволяет повысить ресурс работы и надежность насоса в целом.

Использование предварительно притертых между собой сферических шайб исключает влияние перекоса гаек к шпилькам при обжатии горизонтального разъема корпуса насоса, что, в свою очередь, обеспечивает качественное и надежное уплотнение стыка путем равномерного распределения усилия на всех шпильках.

Таким образом, использование совокупности указанных признаков обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении экономичности, надежности и долговечности насоса.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:

фиг.1 - центробежный насос с рабочим колесом двустороннего входа, продольный разрез;

фиг.2 - сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники в увеличенном масштабе;

фиг.3 - торцовое уплотнение в увеличенном масштабе.

Заявляемый центробежный насос содержит корпус, состоящий из верхней части корпуса (крышки) 1 (Фиг.1) и нижней части корпуса 2, полости в которых образуют полуспиральный подвод 3 и двухзавитковый спиральный отвод 4 с приварной перегородкой 5. Рабочее колесо двустороннего входа 6 из коррозионностойкой стали со щелевыми кольцами 7 из износостойкой стали установлено на валу 8 с защитными втулками 9 и 10 из коррозионностойкой стали. Вал 8 опирается на подшипники скольжения 11. Сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники 12, воспринимающие остаточное осевое усилие, установлены с зазором между наружной обоймой 13 (Фиг.2) и корпусом подшипника 14.

Концевые уплотнения вала 8 - механические торцовые уплотнения патронного типа 15, имеющие дополнительное уплотнение 16 (Фиг.3) со стороны атмосферы. На верхней части корпуса 1 насоса закреплены устройства гидроциклонной очистки 17 перекачиваемой среды, подаваемой в камеры торцовых уплотнений 15. Горизонтальный разъем корпуса насоса обжат с использованием шпилек, гаек и комплекта сферических выпуклых и вогнутых шайб (на рис. не показано), предварительно притертых между собой.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 8 перекачиваемая среда - нефть - через входной патрубок, полуспиральный подвод 3 подается к рабочему колесу двухстороннего входа 6, от лопастей которого получает энергию, и выходит через двухзавитковый спиральный отвод 4 и напорный патрубок под давлением в магистральный трубопровод.

На основании полезной модели, представленной в заявке, изготовлены головные образцы насосов, прошедших испытания в условиях, аналогичных условиям эксплуатации, и подтвердивших их работоспособность и ожидаемый технический результат.

1. Центробежный насос с рабочим колесом двустороннего входа, содержащий корпус из верхней и нижней частей, образующих горизонтальный разъем, полуспиральный подвод, двухзавитковый спиральный отвод с перегородкой, опорные подшипники скольжения с жидкой принудительной смазкой, сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники, установленные в корпусе подшипника, механические торцовые уплотнения вала, отличающийся тем, что перегородка двухзавиткового спирального отвода выполнена приварной, сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники установлены с зазором между наружной обоймой и корпусом подшипника, механические торцовые уплотнения выполнены патронного типа с дополнительным уплотнением со стороны атмосферы, имеющим возможность радиального перемещения в корпусной детали.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что перегородка двухзавиткового спирального отвода изготовлена из листового проката минимальной толщины.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен устройствами гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, подаваемой в камеры механических торцовых уплотнений.

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что крепежные изделия по горизонтальному разъему корпуса снабжены предварительно притертыми между собой сферическими шайбами.

5. Насос по п.1, отличающийся тем, что детали рабочего колеса, защитных втулок вала и крепежных изделий, подвергаемых воздействию перекачиваемой среды, изготовлены из коррозионно-стойких сталей, а щелевые кольца - из износостойкого сплава.