RU202319U1

RU202319U1 - Центробежный насос с разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала

Info

Publication number: RU202319U1
Application number: RU2020133878U
Authority: RU
Inventors: Сергей Георгиевич Валюхов; Александр Григорьевич Давыденко; Александра Александровна Трофимова
Original assignee: Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ")
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2021-02-11

Abstract

Полезная модель относится к центробежным насосам с горизонтальным разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала, и может быть использована при создании магистральных нефтяных насосов большой производительности, работающих в широком диапазоне расходов.Целью полезной модели является устранение недостатков известного технического решения путем изменения направления потока рабочего тела, прошедшего через уплотнение.Недостатком известного технического решения является то, что поток рабочего тела из уплотнения направляется под прямым углом к основному потоку, идущему на вход в колесо. Это нарушает картину течения рабочей среды вблизи стенок внутреннего отверстия в бандаже и приводит к появлению пульсаций давления в колесе и процессам кавитации в той части колеса, где лопатки колеса примыкают к покрывному диску. Так, например, после испытаний насоса, в котором внутренняя поверхность колеса была покрыта эмалью (для улучшения качества поверхности колеса и повышения КПД насоса) наблюдалось отслоение покрытия, что свидетельствует о появлении в этих местах пульсаций.Поставленная цель достигается тем, что заодно целое с буртом на кольце, выполнено кольцо, размещенное с кольцевым радиальным зазором внутри отверстия в бандаже рабочего колеса.В проточке 1, выполненной в совместно скрепленных нижней части 2 корпуса насоса и верхней (верхняя часть корпуса не показана) установлено уплотнительное кольцо 3, охватывающее бандаж 4 рабочего колеса 5 насоса с кольцевым радиальным зазором "Z1". Бандажи 4 выполнены на каждом из двух покрывных дисков 6 рабочего колеса с двухсторонним входом. Каждый покрывной диск соединен лопатками 7 с ведущим диском 8. В отверстии 9 уплотнительного кольца заодно целое с ним выполнен кольцевой бурт 10, в котором выполнены четыре сквозных паза 11, сообщенные с зазором "Z1". Заодно целое с буртом выполнено кольцо 12, размещенное внутри отверстия 13 в бандаже с радиальным зазором "Z2", большим, чем зазор "Z1", с той целью, чтобы при контроле не было необходимости измерять "Z2" (он заведомо больше, чем "Z1"). Между буртом 10 и торцем T1бандажа выполнен торцевой зазор "Δ".Это позволяет уменьшить вероятность появления кавитации на входе в колесо и повысить устойчивость колеса с валом в части уменьшения вибраций колеса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к центробежным насосам с горизонтальным разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала, и может быть использована при создании магистральных нефтяных насосов большой производительности, работающих в широком диапазоне расходов.

Известен центробежный насос с разъемом корпуса, состоящего из верхней и нижней части, образующих разъем в плоскости, параллельной оси вала, и содержащий центробежное колесо с двухсторонним входом (см. например Малюшенко В.В. "Динамические насосы", Атлас, М., Машиностроение, 1984 г, лист 32, рис. 91, Насос предвключенный ПД650-180).

Рабочее колесо насоса выполнено закрытым, то есть содержащим ведущий диск, соединенный лопатками с двумя покрывными дисками, каждый из которых снабжен кольцевым бандажом, снаружи которого установлено кольцо, установленное в совместно выполненной в верхней и нижней части корпуса и образующее с бандажом радиальный щелевой, зазор, выполняющий функцию уплотнения, разделяющего полость высокого давления насоса, расположенную за рабочим колесом в полость низкого входного давления на входе в рабочее колесо.

Причем поток рабочего тела, перекачиваемого насосом (например, жидкости, нефти, воды) после радиального щелевого уплотнения направляется в полость перед входом в канал внутреннего отверстия в бандаже под прямым углом к потоку рабочего тела, входящего в отверстие в бандаже. Для этой цели в кольце предусмотрен кольцевой бурт, образующий торцевой зазор с бандажом.

Особенностью указанного типа насосов является то, что при сборке насоса необходимо контролировать радиальный зазор между отверстием в кольце и бандажом как минимум в двух точках - в верхней (при снятой верхней части корпуса насоса) и как минимум через 80-90°, в боковой части бандажа колеса. На практике контролируют радиальный зазор в горизонтальной плоскости в двух (а не в одной) точке - справа с слева от бандажа, то есть в трех точках, что необходимо для исключения касания бандажа и кольца при вращении колеса во время работы насоса.

Осуществляют этот контроль с помощью набора щупов, для чего в бурте кольца выполняют сквозные пазы для доступа щупа в радиальный зазор между кольцом и бандажом (на листе 32, рис. 91), вышеуказанного источника информации в верхней части рисунка изображены эти пазы для доступа щупа с зазор.

Недостатком известного технического решения является то, что поток рабочего тела из уплотнения направляется под прямым углом к основному потоку, идущему на вход в колесо. Это нарушает картину течения рабочей среды вблизи стенок внутреннего отверстия в бандаже и приводит к появлению пульсаций давления в колесе и процессам кавитации в той части колеса, где лопатки колеса примыкают к покрывному диску. Так, например, после испытаний насоса, в котором внутренняя поверхность колеса была покрыта эмалью (для улучшения качества поверхности колеса и повышения КПД насоса) наблюдалось отслоение покрытия, что свидетельствует о появлении в этих местах пульсаций.

Целью полезной модели является устранение недостатков известного технического решения путем изменения направления потока рабочего тела, прошедшего через уплотнение.

Поставленная цель достигается тем, что заодно целое с буртом на кольце, выполнено кольцо, размещенное с кольцевым радиальным зазором внутри отверстия в бандаже рабочего колеса.

Радиальный зазор между кольцом, размещенным внутри отверстия в бандаже рабочего колеса выполнен большим, чем радиальный зазор между уплотнительным кольцом, охватывающим бандаж снаружи.

На фиг. 1 изображен разрез А-А рабочего колеса с уплотнительным кольцом, а на фиг. 2 - разрез Б-Б с нижней частью корпуса насоса, где:

1 - проточка

2 - нижняя часть корпуса

3 - уплотнительное кольцо

4 - бандаж

5 - рабочее колесо

6 - покрывной диск

7 - лопатки

8 - ведущий диск

9 - отверстие в уплотнительном кольце

10 - кольцевой бурт

11 - сквозной паз

12 - кольцо

13 - отверстие в бандаже

14 - плоскость разъема

15 - щуп

Z₁, Z₂ и А - зазоры

T₁ - торец в бандаже

П₁ - полость низкого давления

В - зона возмущенного потока рабочего тела.

В проточке 1, выполненной в совместно скрепленных нижней части 2 корпуса насоса и верхней (верхняя часть корпуса не показана) установлено уплотнительное кольцо 3, охватывающее бандаж 4 рабочего колеса 5 насоса с кольцевым радиальным зазором "Z₁". Бандажи 4 выполнены на каждом из двух покрывных дисков 6 рабочего колеса с двухсторонним входом. Каждый покрывной диск соединен лопатками 7 с ведущим диском 8. В отверстии 9 уплотнительного кольца заодно целое с ним выполнен кольцевой бурт 10, в котором выполнены четыре сквозных паза 11, сообщенные с зазором " Z₁". Заодно целое с буртом выполнено кольцо 12, размещенное внутри отверстия 13 в бандаже с радиальным зазором "Z₂", большим, чем зазор "Z₁" с той целью, чтобы при контроле не было необходимости измерять "Z₂" (он заведомо больше, чем "Z₁"). Между буртом 10 и торцем Т₁ бандажа выполнен торцевой зазор "А".

При сборке насоса в проточку 1 нижней части 2 корпуса вместе с рабочим колесом 5 устанавливается уплотнительное кольцо 3, ориентированное таким образом, чтобы пазы 11 располагались как показано на фиг. 2. При снятой верхней части корпуса (она не показана) половина уплотнительного кольца 3 располагается выше плоскости 14 разъема частей корпуса и это позволяет с помощью щупов 15, вставленных в пазы вверху и сбоку (слева) и справа контролировать величину зазора "Z₁" в трех пазах - что дает гарантию исключения касания бандажа о поверхность отверстия уплотнительного кольца.

Во время работы насоса рабочее тело поступает на вход в колесо в направлении, указанном стрелками на фиг. 1. Пройдя колесо рабочее тело стремится через зазор "Z₁" попасть в полость П₁ низкого давления через паз, а большая часть утечки через зазор "Z₁" благодаря кольцу 12 вливается в основной поток рабочего тела в том же направлении - что позволяет избежать возмущения потока в зоне "В" лопатки, прилегающей к покрывному диску.

Это позволяет уменьшить вероятность появления кавитации на входе в колесо и повысить устойчивость колеса с валом в части уменьшения вибраций колеса.

Claims

1. Центробежный насос с разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала, содержащий рабочее колесо с двухсторонним входом, имеющее ведущий диск, соединенный лопатками с двумя покрывными дисками, каждый из которых выполнен с кольцевым бандажом, охватывающее каждый бандаж с радиальным зазором уплотнительное кольцо, заодно целое с которым в отверстии уплотнительного кольца выполнен кольцевой бурт, образующий торцевой зазор с торцем бандажа колеса, сквозные пазы в кольцевом бурте, сообщенные с радиальным зазором, отличающийся тем, что заодно целое с буртом выполнено кольцо, размещенное с кольцевым радиальным зазором внутри отверстия в бандаже рабочего колеса.

2. Центробежный насос с разъемом корпуса в плоскости, параллельной оси вала по п. 1, отличающийся тем, что радиальный зазор между кольцом, размещенным внутри отверстия в бандаже рабочего колеса, выполнен большим, чем радиальный зазор между уплотнительным кольцом, охватывающим бандаж снаружи.