F04D29 / 041 - Конструктивні елементи, вузли і допоміжні пристрої (деталі машин взагалі F16)
Власники патенту RU 2374501:
Державна освітня установа вищої професійної освіти "Південно-Російський Державний технічний університет (Новочеркаський політехнічний інститут)" (RU)
Винахід відноситься до насособудування, а саме до пристроїв для розвантаження роторів відцентрових багатоступеневих секційних насосів від осьових зусиль. Розвантажувальний пристрій включає корпус 1, вал 2 із закріпленими на ньому робочими колесами 3 та гідропятой 4 з кільцем 5 і кільце 6 розвантаження, розміщене в корпусі 1. Зовнішня частина кільця 5 гідропяти виконана складовою зі вставкою з неметалічного матеріалу (наприклад, гуми) у вигляді кільця-вставки 10, закріпленої всередині кільця 5 гідропяти 4 в місці його можливого контакту з виступом кільця 6 розвантаження. Винахід дозволяє знизити знос елементів розвантажувального пристрою секційних відцентрових насосів і зменшити витрати на обслуговування насосів, пов'язані з ремонтом розвантажувальних пристроїв, а також збільшити міжремонтний цикл роботи обладнання. 1 мул.
Винахід відноситься до насосів необ'ємний витіснення для рідин, зокрема до пристроїв для розвантаження роторів відцентрових секційних насосів від осьових зусиль.
Особливістю роботи відцентрового насоса є наявність осьового зусилля, що діє на вал робочого колеса і спрямованого в сторону всмоктуючого патрубка. Осьове зусилля, особливо у багато східчастих секційних насосів, досягає великих величин і сильно навантажує підшипники, може призводити до зміщення всього ротора насоса в бік всмоктуючого патрубка і зносу передніх дисків робочих коліс. Для зниження осьових зусиль в відцентрових насосах використовують різні способи і прийоми. Вибір способу розвантаження залежить від конструкції відцентрового насоса (див. Наприклад, Картавий Н.Г. Топорков А.А. Шахтні стаціонарні установки. Довідковий посібник. Москва, Надра, 1978, с.105-142).
Зокрема, для врівноваження осьового зусилля, що діє на ротор в сторону всмоктування, в багатоступеневих секційних насосах застосовується гідравлічне розвантажувальний пристрій. Гідравлічне розвантажувальний пристрій автоматично забезпечує рівновагу ротора при всіх режимах роботи насосів. Принцип його дії полягає в наступному: при роботі насоса частина води, що перекачується з задньої пазухи останнього колеса надходить в щілину між дистанційною втулкою і втулкою розвантаження і далі в розвантажувальну камеру; тиск води на кільце і диск гідропяти змушує зміщуватися прикріплений до неї ротор в сторону нагнітання. При переміщенні ротора в сторону нагнітання зазор між кільцями гідропяти і розвантаження збільшується, і тиск в розвантажувальної камері падає до тих пір, поки зусилля, створюване ним, не врівноважується осьовим зусиллям, чинним в сторону всмоктування. Збільшення осьового зусилля внаслідок зміни режиму або зносу ущільнюючих кілець призводить до зміщення ротора в сторону всмоктування, зменшення зазору між кільцями розвантаження і гідропяти, збільшення тиску в камері розвантаження і врівноважування в новому положенні (див. Наприклад, Стаціонарні установки шахт. Під загальною ред. Б .Ф.Братченко. Москва, Надра, 1977, с.90, рис.2.10).
З зносом кілець гідропяти і розвантажувального пристрою ротор насоса поступово зміщується в бік всмоктування. Гранично допустима величина виходу контрольної ризики на валу насоса з-під кришки підшипника (сигналізує про величину зносу) становить - 3 мм. При такому зміщенні ротора необхідно повернути його в нормальне положення, знімаючи для цього регулювальні кільця або замінюючи зношені деталі (кільця розвантаження і гідропяти).
Для цього необхідна зупинка насоса і його часткове розбирання (з боку розвантажувального пристрою).
Досвід експлуатації багатоступеневих відцентрових насосів типу ЦНС, особливо при відкачці ними забруднених шахтних вод з наявністю абразивних частинок, показує, що заміну кілець розвантаження і гідропяти доводиться проводити раз на місяць.
Для підвищення зносостійкості кілець пропонувалося виготовляти їх з легованих сталей, при термообробці, наносити на изнашиваемую поверхню зносостійкі покриття. Зазначені заходи виявлялися дорогими і не приносили значного ефекту.
Відомому устрою властиві ті ж недоліки.
Завданням винаходу є створення розвантажувального пристрою, яка б мала високу зносостійкість і просту конструкцію.
Технічний результат досягається тим, що в розвантажувальному пристрої відцентрового секційного насоса, що включає корпус, вал з закріпленими на ньому робочими колесами і гідропятой з кільцем і кільце розвантаження, розміщене в корпусі, відповідно до винаходу зовнішня частина кільця гідропяти виконана складовою зі вставкою з неметалічного матеріалу (наприклад , гуми) у вигляді кільця-вставки і закріпленої всередині кільця гідропяти в місці його можливого контакту з виступом кільця розвантаження.
Згідно винаходу кільце гідропяти виконано складовим і має внутрішню торцеву армування (вставку) з неметалічного матеріалу (наприклад, гуми, масляніта, фторопласта і т.п.), який в парі зі сталлю в водному середовищі має низький коефіцієнт тертя.
На кресленні представлена конструкція пропонованого розвантажувального пристрою відцентрового багатоступінчастого секційного насоса.
Розвантажувальний пристрій відцентрового багатоступінчастого секційного насоса складається з корпусу 1 насоса з розміщеним в ньому валом 2. На валу 2 закріплені робочі колеса 3 і гідропята 4 з кільцем 5. У корпусі 1 насоса вміщено кільце 6 розвантаження. Рідина з останнього робочого колеса 3 підводиться до розвантажувальної камері 7 через кільцеву щілину 8, а з камери 7 виходить через торцевої зазор 9. Армуючий неметаллический матеріал у вигляді кільця-вставки 10 закріплений всередині кільця 5 по торця в місці його можливого контакту з виступом кільця 6 розвантаження.
Пропоноване розвантажувальний пристрій відцентрового багатоступінчастого секційного насоса працює наступним чином. При роботі насоса, як було показано вище, частина води, що перекачується з задньої пазухи останнього колеса 3 надходить в щілину 8 між дистанційною втулкою і втулкою розвантаження і далі в розвантажувальну камеру 9. Тиск води на кільце 5 і диск гідропяти 4 змушує зміщуватися скріплений з ними ротор в сторону нагнітання. При переміщенні ротора в сторону нагнітання торцевої зазор 9 між кільцями 5, 6 гідропяти 4 і розвантаження збільшується, і тиск в розвантажувальної камері 7 падає до тих пір, поки зусилля, створюване ним, не врівноважується осьовим зусиллям, чинним в сторону всмоктування. При цьому через торцевої зазор 9 між дисками проходить тонкий шар води, і, в разі наявності в ній абразивних частинок, буде піддавати зносу неметаллический матеріал кільця-вставки 10, але так як коефіцієнт тертя в середовищі води у абразиву низький, то знос буде менше, ніж в разі взаємодії абразиву з металом. Збільшення осьового зусилля внаслідок зміни режиму або зносу ущільнюючих кілець 5, 6 буде приводити до зсуву ротора в сторону всмоктування, зменшення зазору 9 між кільцями 5, 6, збільшення тиску в камері 7 розвантаження і врівноважування в новому положенні. Але і в цьому випадку абразивні частинки будуть менше піддавати зносу неметаллический матеріал кільця-вставки 10, так як коефіцієнт тертя в середовищі води у абразиву низький, то і знос буде менше, ніж в разі взаємодії абразиву з металом. Все сказане буде справедливо в тому випадку, якщо при роботі насоса не буде контакту між кільцями 5, 6 розвантажувального пристрою, наприклад, при перехідних процесах, при неспокій роторі насоса і т.д.
Розвантажувальний пристрій відцентрового багатоступінчастого насоса, що включає корпус, вал з закріпленими на ньому робочими колесами і гідропятой з кільцем і кільце розвантаження, розміщене в корпусі, що відрізняється тим, що зовнішня частина кільця гідропяти виконана складовою зі вставкою з неметалічного матеріалу (наприклад, гуми) у вигляді кільця-вставки і закріпленої всередині кільця гідропяти в місці його можливого контакту з виступом кільця розвантаження.