RU227446U1 - Насос вертикальный многосекционный центробежный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям центробежных многосекционных насосов сухого типа, которые применяются в техническом оборудовании строений. Заявленный технический результат - повышение надежности конструкции вертикального многосекционного центробежного насоса, достигается за счет того, что насос вертикальный многосекционный центробежный включает в себя секции рабочих органов, смонтированных на общем валу, при этом на общем валу сверху вниз смонтированы: винт с шайбой, под шайбой выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена камера, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым расположены секции рабочих органов насоса, каждая из которых состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под которым выполнено кольцо подшипника, при этом нижняя секция насоса состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнена деталь всасывающей полости, под которой выполнено уплотнительное кольцо, под которым выполнено стопорное кольцо, под которым выполнено вращающееся кольцо подшипника, под которым выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена промежуточная втулка, под которой выполнена шлицевая зажимная гильза, под которой выполнена гайка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к конструкциям центробежных многосекционных насосов сухого типа, которые применяются в техническом оборудовании строений [F04D1/06, F04D1/29].

Из уровня техники известен ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС В СБОРЕ [EP4080058A1, опубл. 26.10.2022] содержащий:

головку насоса,

основание насоса,

по меньшей мере один выпускной канал,

по меньшей мере два сегмента вала ротора,

одно или несколько рабочих колес имеющих конструкцию, включающую по меньшей мере один канал для жидкости рабочего колеса, располагающийся от входа рабочего колеса до выхода рабочего колеса, при этом каждое из рабочих колес прикреплено к одному из сегментов вала ротора или выполнено заодно с ним, при этом первый осевой конец сегмента вала ротора содержит соединение с принудительной посадкой со вторым осевым концом другого вала ротора для передачи крутящего момента между по меньшей мере двумя сегментами вала ротора, и

один или несколько сегментов корпуса ступеней насоса расположенных между основанием насоса и головкой насоса, при этом каждый из сегментов корпуса ступени насоса имеет конструкцию, определяющую направляющий канал для приема перекачиваемой жидкости из выпускного отверстия рабочего колеса одного или нескольких рабочих колес, для перекачивания жидкости к входному отверстию рабочего колеса или к головке насоса, при этом ступени из сегментов корпуса имеет конструкцию, образующую по меньшей мере часть секции стенки по меньшей мере одного канала выпуска жидкости.

Также из уровня техники известен ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС В СБОРЕ [EP0454529A1, опубл. 30.10.1991], состоящий по меньшей мере из одного съемного картриджа центробежного гидравлического узла, образующего блок, зажатый между двумя фланцами и установленный по вертикальной оси, закрепленный своим фланцем и зацепленный за фланцевую втулку в приемном отверстии корпуса насоса, картридж соединен с центральным всасывающим патрубком насоса и с выпускным отверстием насоса, отличающийся тем, что плоский кольцевой обратный клапан, открывающийся в направлении нагнетания насоса, расположен в нижней части приемного отверстия между внутренней стенкой указанного отверстия и наружной стенкой центрального всасывающего патрубка.

Наиболее близким по технической сущности является ВЕРТИКАЛЬНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СРЕДАХ С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРОВОДОРОДА [RU 2786857 C1, опубл. 26.12.2022], включающий установленные на плите опорной электродвигатель переменного тока асинхронный взрывозащищенный, вал которого посредством фланцев соединен с валом насоса через муфту магнитную, расположенную в отдельном корпусе, выполненном с радиальными ребрами жесткости и соосно расположенным ниже него корпусом нагнетания, в верхней части которого расположен радиально-осевой подшипник, внутри которого установлена верхняя радиальная опора подшипника скольжения вала насоса и осевой подшипник скольжения и отвод штуцерно-ниппельного соединения для дренажа воздуха при заполнении насоса, по середине расположен нагнетательный патрубок, а в нижней части соосно установлена герметично соединенная посредством уплотнительных колец гильза, в которой установлены рабочие ступени, выполненные из жаропрочной стали ХН35ВТ, состоящие из рабочих колес и направляющих аппаратов, в нижней части гильзы соосно установлен герметично соединенный посредствам уплотнительных колец корпус всасывания, в боковой стенке которого установлен всасывающий патрубок и патрубок со штуцерно-ниппельным соединением для слива жидкости из насоса при ремонте, в нижней части корпуса всасывания расположена нижняя радиальная опора скольжения вала насоса, корпус всасывания соединен с опорной плитой посредством фланцевого соединения, всасывающий патрубок и нагнетательный патрубок установлены в горизонтальном направлении, корпус нагнетания и корпус всасывания через гильзу стягивают шпильками, при этом корпусные детали и валы выполнены из коррозионностойких сталей 10Х17Н13М2Т, 20ЮЧ, astm a350 lf2, герметизирующий экран выполнен без сварных соединений, сокращены сварные швы между гильзой и фланцами, а в патрубках используют резьбовые соединения.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является низкая надежность конструкции вертикального многосекционного центробежного насоса, из-за того, что конструкцией вышеуказанных решений не предусмотрено дополнительных элементов в секциях рабочих органов насоса, которые обеспечивали бы уменьшение вероятности механических повреждения и разгерметизации корпуса при роботе.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является повышение надежности конструкции вертикального многосекционного центробежного насоса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что насос вертикальный многосекционный центробежный включает в себя секции рабочих органов, смонтированных на общем валу, при этом на общем валу сверху вниз смонтированы: винт с шайбой, под шайбой выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена камера, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым расположены секции рабочих органов насоса, каждая из которых состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под которым выполнено кольцо подшипника, при этом нижняя секция насоса состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнена деталь всасывающей полости, под которой выполнено уплотнительное кольцо, под которым выполнено стопорное кольцо, под которыми выполнено вращающееся кольцо подшипника, под которым выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена промежуточная втулка, под которой выполнена шлицевая зажимная гильза, под которой выполнена гайка.

В частности узел щелевого уплотнения смонтирован к валу при помощи винтового крепежа.

На фиг.1 показан общий вид электронасоса.

На фиг.2 показаны секции рабочих органов электронасоса.

На фигурах обозначено: 1 - головная часть; 2 - крышка; 3 - уплотнение вала; 4 - выходной патрубок;5 - опорный диффузор; 6 - диффузор; 7 - воздушный канал; 8 - основание; 9 - плита; 12 - вал; 13 - подшипник; 14 - цилиндр; 15 - муфта; 16 - первый винт; 17 - шайба; 18 - стопорной кольцо; 19 - втулка; 20 - камера; 21 - гайка для зажимной втулки; 22 - рабочее колесо; 23 - разжимная втулка; 24 - первое щелевое уплотнение; 25 - второе щелевое уплотнение; 26 - второй винт; 27 - деталь всасывающей полости; 28 - уплотнительное кольцо; 29 - вращающееся кольцо подшипника; 30 - промежуточная втулка; 31 - шлицевая зажимная гильза; 32 - гайка; 33 - кольцо подшипника.

Насос вертикальный многосекционный центробежный относится к классу центробежных насосов, оснащенных общепромышленным электродвигателем, и состоит из головной части 1 (фонарь) с муфтой 15 и с секцией рабочих органов, установленных в цилиндре 14, внутри которого выполнен вал 12. В верхней части цилиндра 14 выполнены уплотнение вала 3 под крышкой 2. Также в цилиндре 14 смонтирован выходной патрубок 4 ниже которого располагается опорный диффузор 5, ниже которого располагается диффузор 6, под которым (в нижней части цилиндра 14) выполнен воздушный канал 7. Под цилиндром 14 выполнено основание 8, под которым смонтирована плита 9. На валу 12 выполнен подшипник 13. Также внутри цилиндра 14 выполненные рабочие колеса 22. При этом всасывающий и напорный патрубки насоса находятся на одной линии. Вертикальный многосекционный центробежный насос также включает в себя электродвигатель, впускную и выпускную камеры и механическое уплотнение. Насос размещен на плите 9, которая служит основанием. Корпуса ступеней выполнены в виде модульной конструкции.

Секции (ступени) рабочих органов электронасоса смонтированы на валу 12, на котором снизу вверх расположены: винт 16 с шайбой 17, под шайбой 17 выполнено стопорное кольцо 18, под которым выполнена втулка 19, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо 18, под которым выполнена камера 20, под которой выполнена гайка для зажимной втулки 21, под которой выполнено рабочее колесо 22, под которым выполнена разжимная втулка 23, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, смонтированный при помощи второго винта 26, при этом узел щелевого уплотнения представляет собой первое щелевое уплотнение 24, под которым выполнено второе щелевое уплотнение 25, под которым выполнено стопорной кольцо 18 , под которым выполнена втулка 19, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо 18, под которым выполнена камера 20, под которой выполнена гайка для зажимной втулки 21, под которой выполнено рабочее колесо 22, под которым выполнена разжимная втулка 23, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, смонтированный при помощи второго винта 26, при этом узел щелевого уплотнения представляет собой первое щелевое уплотнение 24, под которым выполнено второе щелевое уплотнение 25, под которым выполнено кольцо подшипника 33, под которым выполнена камера 20, под которой выполнена гайка для зажимной втулки 21, под которой выполнено рабочее колесо 22, под которым выполнена разжимная втулка 23, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, смонтированный при помощи второго винта 26, при этом узел щелевого уплотнения представляет собой первое щелевое уплотнение 24, под которым выполнено второе щелевое уплотнение 25, под которым выполнена деталь всасывающей полости 27, под которой выполнено уплотнительное кольцо 28, под которым выполнено стопорное кольцо 18, под которыми выполнено вращающееся кольцо подшипника 29, под которым выполнено еще одно стопорное кольцо 18, под которым выполнена промежуточная втулка 30, под которой выполнена шлицевая зажимная гильза 31, под которой выполнена гайка 32.

Рабочие колеса 22 собраны на одном валу 12. Вал 12 насоса и вал электродвигателя соединяются посредством муфты 15.

Указанное описание, является частным вариантом реализации технического решения и не является исчерпывающим. В различных вариантах реализации количество секций насоса может быть увеличено, при этом каждая из секций будет иметь следующую конструкцию:

камера 20, под которой выполнена гайка для зажимной втулки 21, под которой выполнено рабочее колесо 22, под которым выполнена разжимная втулка 23, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, смонтированный при помощи второго винта 26, при этом узел щелевого уплотнения представляет из себя первое щелевое уплотнение 24, под которым выполнено второе щелевое уплотнение 25, под которым выполнено кольцо подшипника 33, под которым выполнена очередная камера 20.

Назначение указанных функциональных элементов характеризуется тем, что:

первый винт 16 нужен для того, чтобы крепить стяжную ленту к камерам насоса;

шайба 17 нужна для того, чтобы препятствовать самопроизвольному отворачиванию винта 16;

стопорное кольцо 18 нужно для того, чтобы начать сборку на валу 12 всего рабочего пакета корпуса;

втулка 19 нужна для того, чтобы обеспечить необходимый монтажный размер для рабочего колеса 22 на валу 12;

следующее стопорное кольцо 18 нужно для того, чтобы обеспечить невозможность самоотвинчивания гайки для зажимной втулки 21;

камера 20 нужна для того, чтобы разместить в ней детали уплотнительного узла и придать перекачиваемой жидкости нужное направление потока к следующей секции насоса;

гайка для зажимной втулки 21 нужна для того, чтобы обеспечить расклинивание зажимной втулки в ступице рабочего колеса 22;

рабочее колесо 22 нужно для того, чтобы придать приращение энергии перекачиваемой жидкости за счет преобразования механической энергии, передаваемой от вала 12 насоса в гидравлическую энергию жидкости;

разжимная втулка 23 нужна для того, чтобы передать вращение от вала 12 к рабочему колесу 22 за счет возникающих сил трения при расклинивании разжимной втулки 23 в ступице рабочего колеса 22;

первое щелевое уплотнение 24 нужно для того, чтобы предотвратить неконтролируемый переток жидкости и представляет собой стальное кольцо;

второе щелевое уплотнение 25 уплотнение нужно для того, чтобы предотвратить неконтролируемый переток жидкости и представляет собой фторопластовое кольцо;

второй винт 26 нужен для того, чтобы собрать узел щелевого уплотнения в корпусе;

деталь всасывающей полости 27 нужна для того, чтобы придать направление потоку жидкости из полости основания 8 к рабочему колесу 22 и представляет собой корпусную деталь из нержавеющей стали;

уплотнительное кольцо 28 нужно для того, чтобы предотвратить переток перекачиваемой жидкости из всасывающей полости основания 8 в нагнетательную полость основания 8;

вращающееся кольцо подшипника 29 нужно для того, чтобы обеспечить опору вала 12 насоса;

стопорные кольца 18 размещённые в нижней части нужны для того, чтобы зафиксировать вращающееся кольцо подшипника 29 в необходимом монтажном размере и снять нагрузку с вращающегося кольца подшипника 13 при сборке подшипникового узла;

промежуточная втулка 30 нужна для того, чтобы обеспечить подшипниковую опору валу 12 насоса, в ней происходит вращение вала 12 через вращающееся кольцо подшипника 29;

шлицевая зажимная гильза 31 нужна для того, чтобы зафиксировать промежуточную втулку 30 на валу 12 насоса;

гайка 32 нужна для того, чтобы зафиксировать шлицевую зажимную гильзу 31.

Насос вертикальный многосекционный центробежный предназначен для работы в стационарных условиях для перекачивания чистой воды производственно-технического назначения, воды отопительной системы, хозяйственной воды, холодной и конденсационной воды температурой от 274 до 363 К (от +1 до +900°С), водогликолевой смеси (гликоль до 40%) с pH=6,0…9,0, температурой от 258 до 393 К (от -15 до +1200°С) и других жидкостей, сходных с чистой водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения в количестве не более 0,1% по объёму и размерам частиц не более 0,2 мм.

Заявленное техническое решение относится к насосам сухого типа и применяется в техническом оборудовании строений. Основные области применения:

система водяного отопления;

система охлаждения и кондиционирования воздуха;

системы промышленного назначения (безабразивные);

системы горячего и холодного водоснабжения.

подача и повышение давления жидкости в противопожарных установках.

Принцип действия вертикального многосекционного центробежного насоса заключается в преобразовании механической энергии привода в гидравлическую энергию жидкости.

Вертикальный многосекционный центробежный насос устанавливается на предварительно подготовленный фундамент в следующей последовательности:

устанавливают плиту-основание 8 агрегата на фундамент;

выставляют агрегат по уровню горизонтально;

закрепляют электронасос с помощью подходящих болтов;

устанавливают всасывающий и напорный трубопроводы (допустимая непараллельность между фланцами не должна превышать 0,2 мм на 100 мм длины).

Заявленный технический результат повышение надежности конструкции вертикального многосекционного центробежного насоса, достигается за счет особенностей конструкции секций рабочих органов, а именно: наличие шайбы 17, которая препятствует самопроизвольному отворачиванию винта 16; наличие втулки 19, которая обеспечивает необходимый монтажный размер для рабочего колеса 22 на валу 12; наличие стопорных колец 18 в верхней части вала 12, которые обеспечивают невозможность самоотвинчивания гайки для зажимной втулки 21 при работе насоса; наличие гайки для зажимной втулки 21, которая обеспечивает расклинивание зажимной втулки в ступице рабочего колеса 22; наличие первого 24 и второго 25 щелевых уплотнений, которые предотвращают неконтролируемый переток жидкости (использование щелевого уплотнения из фторопласта обосновывается тем, что уплотнители указанного типа являются долговечными, устойчивыми к воздействию агрессивных жидкостей, термостойкими, обладают низкой адгезией и малым коэффициентом трения; использование щелевого уплотнения из стали обосновывается высокой долговечностью и высокими свойствами по герметизации - в совокупности два слоя уплотнителя формируют двухслойное уплотнение, которое обеспечивает существенное повышение надежности за счет использования различных материалов); наличие уплотнительного кольца 28 обеспечивает предотвращение перетока перекачиваемой жидкости из всасывающей полости основания 8 в нагнетательную полость основания 8; наличие стопорных колец 18 размещённых в нижней части корпуса нужны для того, чтобы зафиксировать вращающееся кольцо подшипника 29 в необходимом монтажном размере и снять нагрузку с вращающегося кольца подшипника 29 при сборке подшипникового узла - что также повышает надежность конструкции устройства; наличие шлицевой зажимной гильзы 31 обеспечивает надежную фиксацию промежуточной втулки 30 на валу 12 насоса; наличие гайки 32 обеспечивает надежность фиксации шлицевой зажимной гильзы 31 в конструкции насоса. Таким образом, указанные функциональные элементы обеспечивают надежность конструкции насоса, а именно, надежность секции рабочих органов изделия, которая обеспечивается за счет увеличения надежности крепления функциональных элементов, смонтированных на валу 12 и обеспечения высокого уровня герметизации жидкости при работе насоса.

Пример достижения технического результата.

Для подтверждения заявленного технического результата была проведена серия испытаний для различных конструкций насоса (с пятью секциями). В качестве критерия надежности использовалось время безотказной работы насоса при его непрерывной эксплуатации с повышенными нагрузками, при этом, под отказом понималось любое механическое повреждение или наличие протечки в секциях рабочих органов. Для испытаний были использованы следующие варианты конструкции насосов:

первый тип - согласно заявленному решению;

второй тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовала шайба 17;

третий тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовала втулка 19;

четвертый тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовали стопорные кольца 18;

пятый тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовали гайки для зажимной втулки 21;

шестой тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что использовали один слой щелевого уплотнения в виде стального кольца;

седьмой тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовало уплотнительное кольцо 28;

восьмой тип - согласно заявленному решению, за исключением того, что отсутствовала шлицевая зажимная гильза 31 и гайка 32.

По результатам серии испытаний, состоящей из десяти измерений, было получено:

первый тип - среднее время безотказной работы - 2930 часов;

второй тип - среднее время безотказной работы - 1850 часов;

третий тип - среднее время безотказной работы - 1640 часов;

четвертый тип - среднее время безотказной работы - 2010 часов;

пятый тип - среднее время безотказной работы - 1830 часов;

шестой тип - среднее время безотказной работы - 1680 часов;

седьмой тип - среднее время безотказной работы - 1920часов;

восьмой тип - среднее время безотказной работы - 1080 часов.

Таким образом, на основе проведенных экспериментов можно сделать вывод о том, что заявленный технический результат достигается благодаря указанной совокупности существенных признаков, характеризующих конструкцию рабочей секции вертикального многосекционного центробежного насоса

Заявленное устройство является единым изделием, которое изготавливается на предприятии изготовителе посредством сборочных операций. Все функциональные элементы изделия соединены между собой механическим способом.

Claims (2)

1. Насос вертикальный многосекционный центробежный, включающий в себя секции рабочих органов, смонтированных на общем валу, при этом на общем валу сверху вниз смонтированы: винт с шайбой, под шайбой выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена камера, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнено стопорное кольцо, под которым выполнена втулка, под которой выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым расположены секции рабочих органов насоса, каждая из которых состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под которым выполнено кольцо подшипника, при этом нижняя секция насоса состоит из камеры, под которой выполнена гайка для зажимной втулки, под которой выполнено рабочее колесо, под которым выполнена разжимная втулка, под которой выполнен узел щелевого уплотнения, который состоит из первого щелевого уплотнения, выполненного в виде стального кольца, под которым выполнено второе щелевое уплотнение, выполненное в виде фторопластового кольца, под узлом щелевого уплотнения выполнена деталь всасывающей полости, под которой выполнено уплотнительное кольцо, под которым выполнено стопорное кольцо, под которым выполнено вращающееся кольцо подшипника, под которым выполнено еще одно стопорное кольцо, под которым выполнена промежуточная втулка, под которой выполнена шлицевая зажимная гильза, под которой выполнена гайка.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что узел щелевого уплотнения смонтирован к валу при помощи винтового крепежа.