F04D29 / 041 - Конструктивні елементи, вузли і допоміжні пристрої (деталі машин взагалі F16)
Власники патенту RU 2339849:
Товариство з обмеженою відповідальністю "Сібнефтепровод" (RU)
Винахід відноситься до вертикальних відцентровим насосів, що створює підпір перед магістральними насосами, для транспортування нафти. Підпірний насос містить корпус 1, в якому встановлено робоче колесо 2, що має верхню і нижню поверхні 3, 4. Між корпусом 1 насоса і робочим колесом 2 встановлені ущільнювальні кільця 5, 6. Кільце ущільнювача 5 виконано з кільцевих бурти 7. У верхній поверхні 3 робочого колеса 2 виконана проточка 8, яка перекривається з зазором кільцевим бурти 7. Винахід направлено на зрівноважування сил ваги ротора, підвищення надійності роботи і ККД насоса. 1 мул.
Винахід відноситься до насособудування, зокрема до відцентровим насосів, що застосовуються в процесах транспортування нафти і нафтопродуктів магістральними трубопроводами.
Відомий відцентровий насос, що містить ротор з опорами і встановлене в корпусі насоса робоче колесо двостороннього входу з ущільнювальними пасками на покривних дисках (SU 979706 А1, М. Кл. 3 F04D 1/00, опубл. 07.12.1982). Для зменшення кількості підшипників ущільнювальні пояски виконані різного діаметру.
Осьові навантаження в відомому насосі врівноважені, але залишається врівноваженою сила тяжіння ротора насоса, що передається на нижній підшипник ковзання.
Відомо ущільнення робочого колеса відцентрового насоса, що містить уплотняющие пояски з конічними поверхнями, що утворюють щілинний зазор (SU 1355764 А1, М. Кл. 4 F04D 29/16, опубл. 30.11.87). Один з пасків виконаний на диску робочого колеса, а інший - на корпусі насоса. Ущільнення розташовані по обидва боки робочого колеса. Ущільнення може бути встановлено на робочому колесі входу для врівноваження залишкових осьових сил, що виникають при зміні режиму роботи.
Відомий нафтової підпірних насос типу НПВ (виробник «Уралгідромаш») - відцентровий вертикальний одноступінчатий з осьовим підведенням рідини, з робочими колесами двостороннього входу для врівноваження осьових сил. Ротор насоса складається з вала, робочого колеса з дисками, між якими розташовані лопатки, і попередньо включений шнекових коліс, втулок ущільнення. Для сприйняття радіальних зусиль в конструкції насоса передбачені два радіальних підшипника ковзання - кінцевий, на нижньому кінці вала, і проміжний, змащуваних перекачується нафтопродуктом. Осьові зусилля сприймає опорно-завзятий підшипник. На місці виходу вала ротора з корпусу встановлено ущільнення торцевого типу.
Осьове зусилля від ваги ротора і встановлених на ньому деталей сприймається верхньою опорою. Однак внаслідок великої маси ротора (від 700-1050 кг) сприймаються підшипниками навантаження працюють в напруженому стані, і термін їх служби недостатній. Крім того, створювані при роботі сили тертя знижують механічний, а отже, і ККД насоса.
Завданням, на вирішення якої спрямовано заявляється технічне рішення, є розробка конструктивного рішення, спрямованого на скорочення міжремонтного періоду роботи насоса за рахунок підвищення надійності роботи насоса.
При здійсненні винаходу поставлена задача вирішується за рахунок досягнення технічного результату, який полягає в врівноважені сил ваги ротора і підвищенні ККД.
Зазначений технічний результат досягається тим, що підпірних насос містить корпус, в якому встановлено робоче колесо, що має верхню поверхню і нижню поверхню. Між корпусом насоса і робочим колесом встановлені ущільнювальні кільця. Кільце ущільнювача, встановлений між верхньою поверхнею робочого колеса і корпусом насоса, виконано з кільцевих бурти. У верхній поверхні робочого колеса виконана проточка, яка гідравлічно пов'язана з областю високого тиску. Кільцевій бурт кільця ущільнювача перекриває з зазором проточку.
Виконання кільцевого бурту на ущільнювальному кільці і проточки на верхній поверхні робочого в сторону області високого тиску призводить до зменшення її площі і, отже, до зменшення тиску нагнітання, що забезпечує створення разнодействующіх сил на робоче колесо. Кільцевій бурт, який перекриває з зазором проточку, утворює додаткове ущільнення, що забезпечує зниження гідравлічних втрат, що підвищує об'ємний ККД насоса.
На кресленні зображена конструкція підпірного насоса, поздовжній розріз.
Підпірний насос містить корпус 1, в якому на валу встановлено робоче колесо 2, що має верхню поверхню 3 і нижню поверхню 4, між якими розташовані лопатки. Між корпусом 1 насоса і верхньою поверхнею 3 робочого колеса 2 розташоване кільце ущільнювача 5, а між корпусом 1 насоса і нижньою поверхнею 4 робочого колеса 2 розташоване кільце ущільнювача 6. Кільце ущільнювача 5 виконано з кільцевих бурти 7. У верхній поверхні 3 робочого колеса 2 виконана проточка 8, яка гідравлічно пов'язана з областю високого тиску 9. Кільцевій бурт 7 ущільнювального кільця 5, перекриваючи з зазором проточку 8, відокремлює частину верхньої поверхні 3 робочого колеса 2 від області високого тиску 9. ежду кільцем ущільнювача 5 і частиною верхньої поверхні 3 робочого колеса 2 утворюється камера низького тиску 10. Зазор між проточкою 8 і кільцевим бурти 7 передбачений для проходження робочої рідини з області високого тиску 9 в камеру низького тиску 10 і забезпечує зниження гідравлічних перетоків між робочим колесом 2 і кільцем ущільнювача 5.
Підпірний насос працює наступним чином.
Приводиться в рух валом насоса робоче колесо 2, обертаючись, повідомляє круговий рух робочої рідини, що знаходиться між лопаток. Внаслідок виникає відцентрової сили робоча рідина від центру робочого колеса 2 переміщається до зовнішнього виходу на викиді насосом. Вийшовши з робочого колеса 2, робоча рідина надходить в двухзавітковий спіральний відвід, по штанях в кришку нагнітання, а з неї в напірний трубопровід (не показані). При обертанні вала ротора насоса на нього діють осьові сили, які сприймаються опорно-наполегливим підшипником. За рахунок різниці площ зовнішніх верхньої і нижньої поверхонь 3 і 4 робочого колеса 2 виникають разнодействующіе сили. Робоча рідина в області високого тиску 9 тисне на площу нижньої поверхні 4 робочого колеса 2 більше, ніж на площу верхньої поверхні 3 робочого колеса 2, створюючи тим самим розвантаження сил ваги ротора, піднімаючи його вгору і врівноважуючи його.
Пропоноване технічне рішення сприяє зменшенню навантаження на опорно-завзятий підшипник насоса, підвищуючи тим самим надійність роботи насоса, що дозволяє збільшити міжремонтний період.
Підпірний насос, що містить корпус, в якому встановлено робоче колесо, що має верхню і нижню поверхні, ущільнювальні кільця, розташовані між корпусом насоса і робочим колесом, що відрізняється тим, що у верхній поверхні робочого колеса виконана проточка, а кільце ущільнювача, встановлений між верхньою поверхнею робочого колеса і корпусом насоса, виконано з кільцевих бурти, що перекриває з зазором зазначену проточку.