Встроенные подшипниковые узлы насоса

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в центробежных секционных насосах. Данная полезная модель позволяет:

- 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 предлагается замена штатных выносных подшипников скольжения с принудительной смазкой, подшипников качения со смазкой вынесенных за пределы корпуса насоса, на встроенные узлы подшипников скольжения. Данные подшипники выполнены из антифрикционного углепластика марки «ФУТ» с улучшенными вибродемпфирующими характеристиками, работающие в перекачиваемой среде и расположенные непосредственно в проточной части насоса: со стороны всасывания - в крышке всасывания; со стороны нагнетания - в заднем силовом кронштейне.

На фиг.1 изображен продольный разрез заднего узла встроенного подшипника, который содержит: корпус подшипника задний 2, подшипник «ФУТ» 6, втулку скольжения заднею 7, разгрузочное отверстие 3 в заднем корпусе подшипника 2, колпак 4, штифт 5.

На фиг.2 изображен продольный разрез переднего узла встроенного подшипника, который содержит: корпус подшипника передний 9, подшипник «ФУТ» 10, втулку скольжения переднею 12, разгрузочное отверстие 13 в переднем корпусе подшипника 9, узел торцового уплотнения 15, штифт 11.

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 8090 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.

Подшипниковый узел насоса, включающий корпус подшипника, подшипник, отличающийся тем, что в качестве подшипника применен износостойкий углепластик марки «ФУТ» с винтовыми канавками, расположенный непосредственно в проточной части насоса, работающий в перекачиваемой среде.