Центробежный горизонтальный насос
Полезная модель «Центробежный горизонтальный насос» относится к отрасли насосостроения и может быть использована для подачи воды в парогенератор энергоблоков АЭС. В насосе рабочее колесо - одностороннего входа с разгрузочными отверстиями, со щелевыми уплотнениями на входе и выходе, размещено между подшипниками, расположенными вне корпуса. Направляющий аппарат установлен в напорной крышке. В качестве концевых уплотнений вала применены механические торцовые уплотнения импульсного типа с охлаждением от внешних теплообменников. Технический результат - повышение надежности и долговечности насоса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к центробежным горизонтальным одноступенчатым насосам и может быть использована для подачи воды в парогенератор энергоблоков АЭС.
Известен насос типа К центробежный горизонтальный одноступенчатый с рабочим колесом одностороннего входа с разгрузочными отверстиями, по обе стороны которого расположены щелевые уплотнения, установленным консольно относительно опорного кронштейна, в котором размещены два шарикоподшипника с жидкой картерной смазкой. Спиральный корпус крепится к фланцу опорного кронштейна, а всасывающий патрубок присоединяется к спиральному корпусу. На выходе вала из корпуса насоса расположено сальниковое уплотнение. [Насосное оборудование атомных станций / Под общей редакцией П.Н.Пака. М.: Энергоатомиздат, 2003 - с.312].
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.
Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие необходимым показателям надежности по следующим причинам:
- подшипники насоса с консольно расположенным рабочим колесом не обладают достаточной долговечностью и надежностью при давлении на входе в насос 8,44 МПа (86 кгс/см2) по исследованиям, проведенным в ОАО «ВНИИАЭН»;
- ненадежная работа сальникового уплотнения при повышении давления перед ним, обуславливающее увеличение утечек перекачиваемой среды, требующих постоянного контроля;
- при перекачивании горячих жидкостей часть перекачиваемой жидкости испаряется и в виде пара легко проникает наружу через сальниковое уплотнение, вследствие чего происходит интенсивный износ набивки;
- ненадежная работа насоса, перекачивающего горячую воду с сальниковым уплотнением вала без охлаждения.
В основу полезной модели поставлена задача создания центробежного горизонтального насоса, в котором, путем изменения взаимного расположения существующих конструктивных элементов и введения новых конструктивных элементов, обеспечиваются улучшение схемы силовых нагрузок на вал и подшипники насоса, надежная работа уплотнения, снижение утечек перекачиваемой среды.
Поставленная задача достигается тем, что в центробежном горизонтальном насосе, содержащем корпус с входным и напорным патрубками, входную и напорную крышки, рабочее колесо одностороннего входа с разгрузочными отверстиями и щелевыми уплотнениями на входе и выходе, установленное на валу, опирающемся на подшипники, согласно полезной модели вводятся:
- направляющий аппарат, установленный в напорной крышке;
- рабочее колесо размещено между подшипниками, расположенными вне корпуса;
- концевые уплотнения вала - механические торцовые импульсного типа с охлаждением от внешних теплообменников.
Введение направляющего аппарата, установленного в напорной крышке, способствует уменьшению радиальной силы, возникающей в насосе за счет неравномерных сечений в отводе, а также для преобразования кинетической энергии потока в энергию давления.
Размещение рабочего колеса между подшипниками, расположенными вне корпуса, улучшает схему силовых нагрузок на вал и подшипники насоса, так как исключение консольного расположения рабочего колеса способствует надежной работе насоса при давлении на входе 8,44 МПа (86 кгс/см2) за счет исключения воздействия дополнительной силы от давления на вал и подшипники насоса.
Использование в качестве концевых уплотнений вала механических торцовых уплотнений позволяет снизить утечки перекачиваемой среды до минимума, повысить надежность работы насоса. Охлаждение уплотнений обеспечивается внешними теплообменниками, расположенными на стойках плиты насоса.
Применение уплотнений импульсного типа, в которых пары трения содержат вращающееся и неподвижное кольца с торцевой щелью между ними, с замкнутыми камерами на рабочей поверхности одного кольца и питающими каналами на сопряженной рабочей поверхности другого кольца, число которых меньше числа замкнутых камер, увеличивает осевую и угловую жесткость жидкостной пленки в торцевой щели, улучшает условия смазки колец пары трения и эффективность теплоотвода.
Таким образом, использование совокупности указанных признаков обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении надежности и долговечности насоса.
Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:
фиг.1 - центробежный горизонтальный насос, продольный разрез;
фиг.2 - центробежный горизонтальный насос, вид А;
фиг.3 - механическое торцовое уплотнение импульсного типа, выносной элемент Б.
Центробежный горизонтальный насос содержит корпус 1 (фиг.1) с входным и напорным патрубками, к которому при помощи шпилек 2 и гаек 3 крепятся соответственно входная крышка 4 с обтекателем 5 и напорная крышка 6 с направляющим аппаратом 7. Колесо рабочее одностороннего входа 8 с разгрузочными отверстиями 9 и щелевыми уплотнениями 10, 11 на входе и выходе, установлено на валу 12 между подшипниками 13, размещенными вне корпуса 1. Концевые уплотнения 14 вала 12 насоса - механические торцовые импульсного типа, охлаждаются внешними теплообменниками 15 (фиг.2), установленными на стойках 16 плиты 17 насоса. Пара трения уплотнений 14 содержит неподвижно закрепленное на валу 12 вращающееся кольцо 18 (фиг.3) и неподвижное кольцо 19, установленное в обойме уплотнения 14. Замкнутые камеры 20 расположены по окружности на рабочей поверхности неподвижного кольца 19. Во вращающемся кольце 18 выполнены питающие каналы 21, число которых меньше числа замкнутых камер 20.
Насос работает следующим образом. При вращении вала 12 от электродвигателя перекачиваемая среда поступает во входной патрубок корпуса 1, далее на лопатки колеса рабочего 8, через направляющий аппарат 7 выходит в напорный патрубок корпуса 1 с напором, создаваемым рабочим колесом 8 и преобразуемом в направляющем аппарате 7.
Благодаря заявляемому конструктивному исполнению центробежного насоса осуществляется возможность получения технического результата, заключающегося в повышении надежности и долговечности насоса.
1. Центробежный горизонтальный насос, содержащий корпус с входным и напорным патрубками, входную и напорную крышки, рабочее колесо одностороннего входа с разгрузочными отверстиями и щелевыми уплотнениями на входе и выходе, расположенное на валу, опирающемся на подшипники, отличающийся тем, что введен направляющий аппарат, установленный в напорной крышке, рабочее колесо размещено между подшипниками, расположенными вне корпуса, применены механические торцовые уплотнения в качестве концевых уплотнений вала.
2. Насос по п.1, отличающийся тем, что механические торцовые уплотнения обеспечены внешними теплообменниками для охлаждения.
3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что механические торцовые уплотнения по конструкции выполнены импульсного типа.
