Центробежный насос

Авторы патента:

Полезная модель относится к насосостроению, а именно к конструкциям центробежных насосов, в частности к конструкциям магистральных нефтяных насосов.

Насос содержит разъемный корпус 1, включающий крышку 2 и нижний корпус 3. Внутри корпуса 1 на двух подшипниковых опорах (не показ.) установлен вал 4 с закрепленным на нем рабочим колесом 5 двустороннего входа. В расточках корпуса 1 закреплены два кольца 6 щелевых уплотнений вала 4 и два кольца 7 щелевых уплотнений колеса 5. Отверстия колец выполнены с эксцентриситетом 8 относительно их наружных цилиндрических поверхностей. При центровке измеряют по трем точкам значение эксцентриситета оси вала 4 относительно оси цилиндрических расточек корпуса 1. По найденному значению подбирают для установки кольца нужного типоряда значений . После установки подобранных колец в проточках корпуса 1 осуществляют их проворот в последних, контролируя равномерность зазора S. По достижении этого фиксируют каждое кольцо от проворота путем выполнения проточки в кольце по месту ответного заранее выполненного в роторе углубления и последующей установки в проточку и углубление фиксирующей шпонки, штифта и т.п. (не показ.)

Использование заявляемой полезной обеспечивает точную и легкую центровку ротора сразу по четырем кольцам, вследствие чего щелевые уплотнения имеют расчетные и равномерные проходные сечения, обуславливающие протечки через них расчетных и равномерных расходов перекачиваемой насосом жидкости, что в целом повышает КПД, напорно-расходные характеристики центробежного насоса, снижает осевую и радиальную нагрузку на рабочее колесо, а следовательно - и на подшипниковые опоры.

1 ИЛ, 3 П Ф-ЛЫ

В качестве прототипа выбран центробежный насос, содержащий корпус с горизонтальным разъемом, внутри которого на двух подшипниковых опорах установлен ротор в виде вала и рабочего колеса двустороннего входа, закрепленные в расточках корпуса кольца щелевых уплотнений ротора, при этом для обеспечения центровки ротора и колец каждая подшипниковая опора установлена на корпусе с возможностью фиксируемого радиального перемещения при помощи трех регулировочных винтов [В.В. Малюшенко. Динамические насосы. Атлас, М.: Машиностроение, 1984, стр.79, рис 146].

Недостатком известного насоса является невозможность точной центровки ротора сразу по четырем кольцам, вследствие чего щелевые уплотнения имеют большие и неравномерные проходные сечения, обуславливающие протечки через них значительных и неравномерных расходов перекачиваемой насосом жидкости, что в целом снижает КПД, напорно-расходные характеристики центробежного насоса, увеличивает осевую и радиальную нагрузку на рабочее колесо, а следовательно - и на подшипниковые опоры, что понижает ресурс их работы. При этом воспринимаемые подшипниковыми опорами нагрузки передаются на регулировочные винты, что снижает надежность центробежного насоса вследствие малой несущей способности винтов (особенно нагружены нижние винты), а также их ослабления вследствие вибрации, в результате чего возможны выход из строя насоса, или даже авария.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение вышеуказанных недостатков.

Поставленная задача достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус с горизонтальным разъемом, внутри которого на двух подшипниковых опорах установлен ротор в виде вала и рабочего колеса двустороннего входа, а также закрепленные в расточках корпуса кольца щелевых уплотнений ротора, согласно полезной модели отверстия колец выполнены с эксцентриситетом относительно их наружных цилиндрических поверхностей.

Для повышения несущей способности и вибропрочности подшипниковые опоры могут быть жестко закреплены к корпусу.

С целью упрощения технологии изготовления и повышения коэффициента использования материала подшипниковые опоры могут быть выполнены за одно целое с корпусом.

Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором показан продольный разрез фрагмента проточной части центробежного нефтяного магистрального насоса.

Перечень позиций и обозначений на чертеже:

1 - корпус;

2 - крышка;

3 - нижний корпус;

4 - вал;

5 - рабочее колесо двустороннего входа;

6 - кольцо щелевого уплотнения вала;

7 - кольцо щелевого уплотнения рабочего колеса;

А1 - наружная цилиндрическая поверхность кольца 7;

Б1 - внутренняя цилиндрическая поверхность отверстия кольца 7;

А2 - наружная цилиндрическая поверхность кольца 6;

Б2 - внутренняя цилиндрическая поверхность отверстия кольца 6;

R1наруж. - радиус окружности наружной цилиндрической поверхности кольца 6;

R1внутр. - радиус окружности внутренней цилиндрической поверхности кольца 6;

R2наруж. - радиус окружности наружной цилиндрической поверхности кольца 7;

R2внутр. - радиус окружности внутренней цилиндрической поверхности кольца 7;

S1 - величина кольцевого зазора щелевого уплотнения рабочего колеса;

S2 - величина кольцевого зазора щелевого уплотнения вала;

S2 - величина эксцентриситета оси внутренней цилиндрической поверхности Б2 относительно оси наружной цилиндрической поверхности А2.

Отверстия колец 6, 7 (внутренние цилиндрические поверхности Б1, Б2, соответственно) выполнены с эксцентриситетом 5 относительно их наружных цилиндрических поверхностей Al, А2. Для установки в насос используются кольца из набора предварительно изготовленных колец с одинаковыми значениями Rнаруж, Rвнутр., соответствующим необходимым расчетным значениям S, и различными значениями , например следующего типоразмера: 0; 0,05; 0,1; 0,2 мм и т.д.

Центровка ротора центробежного насоса осуществляется следующим образом. При снятой крышке 2 и установленных кольцах 6, 7 с нулевым эксцентриситетом измеряют по трем точкам величины зазоров между их внутренними поверхностями Б1, Б2 и наружными цилиндрическими поверхностями колеса 5 и вала 4, соответственно. Разница расчетного значения S и среднеарифметического значения S по трем точкам даст искомое значение эксцентриситета оси вала 4 относительно оси цилиндрических расточек корпуса 1. По найденному значению из набора колец 6, 7 подбирают для последующей установки кольца нужного типоряда значений . После установки подобранных колец в проточках корпуса 1 осуществляют их проворот в последних, контролируя равномерность зазора S. По достижении этого фиксируют каждое кольцо от проворота путем выполнения проточки в кольце по месту ответного заранее выполненного в роторе углубления и последующей установки в проточку и углубление фиксирующей шпонки, штифта и т.п. (не показ.)

1. Центробежный насос, содержащий корпус с горизонтальным разъемом, внутри которого на двух подшипниковых опорах установлен ротор в виде вала и рабочего колеса двустороннего входа, а также закрепленные в расточках корпуса кольца щелевых уплотнений ротора, отличающийся тем, что отверстия колец выполнены с эксцентриситетом относительно их наружных цилиндрических поверхностей.

2. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что подшипниковые опоры жестко закреплены к корпусу.

3. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что подшипниковые опоры выполнены с корпусом за одно целое.

Подшипниковая опора вала // 113316