СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАСОСНОГО АГРЕГАТА МОДЕЛЬНОГО РЯДА И МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ЭЛЕКТРОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ЭТИМ СПОСОБОМ Российский патент 2014 года по МПК F04D29/62 F04D13/06 F04D7/04 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к способу изготовления и к конструкции пульповых электронасосных агрегатов вертикального типа с центробежным насосом, предназначенных для перекачивания абразивных жидких сред.

Известен способ производства электронасосного агрегата, включающий конструирование, изготовление и сборку отдельных частей центробежного насоса, монтаж насоса и электропривода, соединяемых по валу силовым узлом, с последующим испытанием собранного агрегата (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.: "Машиностроение", 1977. 288 с., стр.157-226).

Известен способ изготовления центробежного насоса, который заключается в формовании отдельных частей корпуса насоса, рабочего колеса, торцевого уплотнения с их последующей сборкой, причем изготовление деталей выполняют с учетом толщины наносимой на них в последующем футеровки (RU 93039123 А, опубл. 10.02.1996).

Недостатками известных способов являются повышенные трудоемкость сборки, материалоемкость и относительно невысокие производительность, ресурс и долговечность, обусловленные конструктивным решением рабочего колеса и, в частности, лопаток и межлопаточных каналов.

Известен насос, который содержит рабочее колесо открытого типа, снабженное ступицей, основным диском, рабочими лопатками и лопатками импеллерного уплотнения, закрепленное на валу. В основном диске рабочего колеса выполнены прорези, профиль которых соответствует профилю рабочих лопаток, и в которых размещены объединенные лопатки, ширина которых равна сумме ширины рабочей лопатки, ширины лопатки импеллерного уплотнения и толщины основного диска (RU 2097603 C1, опубл. 27.11.1997).

Известен центробежный насос, включающий корпус с всасывающим и напорным патрубками и рабочее колесо открытого типа. Рабочее колесо содержит диск с закрепленными на нем лопатками постоянной ширины, изогнутыми в плоскости вращения и установленными с возможностью изменения геометрических параметров при воздействии температурного фактора рабочей среды. Лопатки рабочего колеса выполнены в форме полосы из материала с эффектом памяти формы (RU 98500 U1, опубл. 20.10.2010).

Известен погружной центробежный насос для перекачивания агрессивных жидкостей, содержащий установленное в корпусе рабочее колесо, закрепленное на приводном валу электродвигателя винтовым соединением с защитным колпачком. Проточная часть насоса, включая рабочее колесо, выполнена из материала, стойкого в агрессивных средах. Рабочее колесо выполнено в виде диска с радиальными отверстиями и пазами импеллеров на нижней и верхней поверхности диска (RU 98498 U1, опубл. 20.10.2010).

Недостатками известных решений являются повышенные сложность конструкции, материалоемкость и относительно невысокая эффективность работы насоса вследствие повышенных энергозатрат, снижающих КПД перекачивания жидкой среды и неоптимальной диффузорности межлопаточных каналов рабочего колеса и отвода.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке модельного ряда электронасосных агрегатов и способа изготовления наделенных высокой надежностью и долговечностью электронасосных агрегатов модельного ряда, оснащенных каждый центробежным насосом с повышенным ресурсом, простотой конструкции, технологичностью сборки и эксплуатационного обслуживания, а также с повышенной эффективностью перекачивания абразивных жидких сред с высоким процентным содержанием твердых частиц.

Поставленная задача в части способа изготовления электронасосного агрегата решается тем, что способ изготовления репрезентативного для модельного ряда вертикального электронасосного агрегата, включающего центробежный насос, переходник и электродвигатель, согласно изобретению производят, по меньшей мере, сборку насоса, включающего вал ротора с консольными оконечностями и рабочим колесом открытого типа и корпус, состоящий из корпуса ходовой части с корпусами подшипников и корпуса проточной части, включающего бронедиск и корпус отвода с всасывающим осевым и выходным напорным, преимущественно тангенциальным патрубками, а также сборку переходника, содержащего корпус со стенкой, опорными фланцами и силовым узлом в виде муфты, состоящей из двух полумуфт, при этом один из опорных фланцев переходника, предпочтительно, нижний выполняют в виде плиты с кольцевым проемом и развитым внешним контуром, достаточным для образования совмещенной с фланцем опорный плиты, осуществляют сборку центробежного насоса, объединяя корпус ходовой части с корпусами подшипников, монтируют подшипники, в которых устанавливают вал ротора, монтируют на нижней оконечности вала защитную втулку, отбойник, и присоединяют к корпусу ходовой части корпус проточной части насоса, для чего монтируют бронедиск, устанавливают на валу рабочее колесо и завершают сборку насоса, присоединяя к бронедиску корпус отвода, при этом рабочее колесо принимают выполненным в виде крыльчатки открытого типа с основным диском и системой жестко фиксировано прикрепленных к диску и разделенных межлопаточными каналами лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом активный объем динамического заполнения совокупности каналов включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10^-5 м³/об перекачиваемой жидкой среды, а напорный патрубок выполнен в виде диффузора с разностью площадей входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,05÷3,7 раза; после чего выполняют монтаж трех упомянутых сборочных единиц электронасосного агрегата, для этого жестко фиксировано устанавливают на встречных консольных оконечностях валов электродвигателя и насоса полумуфты силового узла переходника и жестко присоединяют к опорным фланцам переходника корпуса насоса и электродвигателя, а также упруго соединяют полумуфты с возможностью передачи крутящего момента и демпфирования взаимных угловых колебаний указанных валов, после сборки производят предварительную наладку и испытания электронасосного агрегата.

При этом корпус центробежного насоса жестко съемно могут присоединять с нижней стороны нижнего опорного фланца переходника, а корпус электродвигателя жестко присоединяют с верхней стороны верхнего фланца переходника.

В корпусе ходовой части насоса могут монтировать систему смазки верхнего и нижнего подшипников, включающую, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику, которую наделяют функцией направляющего элемента при установке корпуса верхнего подшипника.

Муфту, соединяющую консольный вал ротора электродвигателя и обращенную к нему верхнюю консольную оконечность вала центробежного насоса, могут выполнять с возможностью передачи крутящего момента от первого ко второму с демпфированием взаимных угловых колебаний указанных валов, для чего одна из полумуфт содержит жестко установленные с равномерным разнесением по окружности и на одинаковом радиальном удалении от оси вала пальцы, а другая содержит ответные отверстия с упругими вкладышами.

Корпус переходника могут выполнять со стенкой, предпочтительно, цилиндрической конфигурации, не менее чем с одним технологическим проемом, а также содержит внешние ребра жесткости, прикрепленные в том числе к опорным фланцам, при этом, по меньшей мере, два из указанных ребра снабжают проемами для технологического крепления монтажной оснастки, причем нижний опорный фланец переходника выполняют с возможностью опирания электронасосного агрегата на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

Нижний опорный фланец переходника могут выполнять в виде многогранной плиты, в том числе имеющей конфигурацию в плане в виде квадрата, прямоугольника, усеченного ромба, плоской трапеции или выполняют с составным контуром, включающем сочетания прямых и не менее одного криволинейного участка в плане и, снабжают нарезными углублениями или сквозными отверстиями для разъемного крепления фланца на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

На нижнем опорном фланце переходника могут предусматривать места для строповки и пространственных перемещений монтируемого или собранного электронасосного агрегата, при этом длину строп принимают из условия распределения масс и положения центра масс агрегата и образования угла между стропами в вертикальном положении агрегата, составляющего не более 30°.

Корпус ходовой части насоса могут выполнять охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, с которым последний образует ходовую стойку насоса.

Корпус ходовой части насоса могут выполнять из основного блока, предназначенного для размещения в нем встроенных корпусов подшипников, а также из соединенного с ним корпуса удлиняющей вставки, причем указанные составляющие корпуса ходовой части выполняют совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, при этом нижнюю консольную оконечность вала ротора насоса выполняют удлиненной на величину высоты корпуса указанной удлиняющей вставки.

По меньшей мере, внутреннюю поверхность корпуса проточной части насоса, всасывающего и напорного патрубков, а также поверхности рабочего колеса, включая основной диск, систему соединенных с диском криволинейных лопаток и внешнюю боковую поверхность ступицы, могут покрывать защитным слоем полимерного износостойкого материала, предпочтительно, типа резины.

Отбойник могут выполнять в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части насоса.

Практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда могут выполнять предназначенным для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м³, с температурой от 3 до 80°C, водородным показателем до 10 pH и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда вариантно могут комплектовать электродвигателем и центробежным насосом с возможностью подачи от 15 до 300 м³/ч с напором от 10 до 60 м, а электродвигатель могут принимать, предпочтительно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт, с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

По меньшей мере, испытания каждого репрезентативного электронасосного агрегата модельного ряда могут производить в течение не менее 30 мин, при этом оценивают характеристики: КПД, отношение «подача/напор» - Q/H [м³·ч^-1/м], определяют диапазон значений указанных характеристик в интервале производительности (0,5÷1,2) Q и устанавливают рабочую зону с оптимальными отношениями Q/H, КПД и потребляемой мощностью.

Электронасосный агрегат, вариантно производимый с номинальными характеристиками - подача Q=170 м³/ч и напор Н=(40±2,8) м, могут испытывать в диапазоне подач Q от 85 м³/ч до 204 м³/ч.

Поставленная задача в части конструктивно-технологического модельного ряда вертикальных электронасосных агрегатов решается тем, что согласно изобретению, по меньшей мере, каждый репрезентативный электронасосный агрегат ряда изготовлен описанным выше способом и вариантно выполнен с производительностью в диапазоне от 15 до 300 м³/ч и напором от 10 до 60 м.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в разработке модельного ряда электронасосных агрегатов и способа изготовления наделенных высокой надежностью и долговечностью электронасосных агрегатов модельного ряда, оснащенных каждый центробежным насосом с повышенным ресурсом, простотой конструкции, технологичностью сборки и эксплуатационного обслуживания, а также с повышенной эффективностью перекачивания абразивных жидких сред. Это достигается совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров производства и монтажа основных узлов и приемов сборки агрегата. В изобретении вариантно решена возможность работы насоса при заборе перекачиваемой среды из расширенного диапазона глубин в емкости или шламонакопителе, что достигается за счет выполнения центробежного насоса с базовой или повышенной длиной ходовой стойки путем включения удлиняющей вставки корпуса без изменения параметров остальных частей корпуса.

В изобретении разработана последовательность установки рабочих элементов и узлов, обеспечивающая простоту монтажа, обслуживания и различного рода ремонтов в эксплуатации с высоким качеством, продолжительностью межремонтных периодов и долговечностью работы агрегата. Технический результат достигается также путем предусмотренных в изобретении системой заводских испытаний, по результатам которых с высокой корректностью уточняют рабочую зону основных характеристик: производительности (подачи), напора перекачиваемой жидкости, КПД и реальной мощности привода в сертифицированной рабочей зоне.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен электронасосный агрегат вертикального типа, вид спереди;

на фиг.2 - вид по А-А на фиг.1;

на фиг.3 - центробежный насос, соединенный с корпусом переходника, продольный разрез;

на фиг.4 - конструктивная схема силового узла, соединяющего валы роторов электродвигателя и центробежного насоса, разрез;

на фиг.5 - конструктивная схема верхней подшипниковой опоры центробежного насоса с системой смазки верхнего подшипника, частичный разрез;

на фиг.6 - конструктивная схема нижней подшипниковой опоры центробежного насоса с системой смазки нижнего подшипника, частичный разрез;

на фиг.7 - рабочее колесо открытого типа, в сборе;

на фиг.8 - схема сборки электронасосного агрегата.

В способе изготовления репрезентативного для модельного ряда вертикального электронасосного агрегата, включающего центробежный насос 1, переходник 2 и электродвигатель 3 производят, по меньшей мере, сборку насоса. Насос 1 включает вал 4 ротора с консольными оконечностями 5, 6 и рабочим колесом 7 открытого типа и корпус, состоящий из корпуса 8 ходовой части с корпусами 9 подшипников, образующих подшипниковые опоры вала 4, и корпуса 10 проточной части. Корпус 10 проточной части включает бронедиск 11 и корпус 12 отвода с всасывающим осевым патрубком 13 и выходным напорным, преимущественно, тангенциальным патрубком 14.

В предлагаемом способе также производят сборку переходника 2. Переходник 2 содержит корпус 15 со стенкой, опорными фланцами 16, 17 и силовым узлом в виде муфты, состоящей из двух полу муфт 18, 19. Предпочтительно, нижний опорный фланец 16 переходника 2 выполняют в виде плиты с кольцевым проемом 20 и развитым внешним контуром, достаточным для образования совмещенной с фланцем 16 опорный плиты.

Осуществляют сборку центробежного насоса 1, объединяя корпус 8 ходовой части с корпусами 9 подшипников, монтируют подшипники 21, 22, в которых устанавливают вал 4 ротора. Монтируют на нижней консольной оконечности 5 вала 4 защитную втулку 23, отбойник 24, и присоединяют к корпусу 8 ходовой части корпус 10 проточной части насоса 1. При этом сначала монтируют бронедиск 11, потом устанавливают на валу 4 рабочее колесо 7 и завершают сборку насоса, присоединяя к бронедиску 11 корпус 12 отвода. Рабочее колесо 7 принимают выполненным в виде крыльчатки открытого типа с основным диском 25 и системой жестко фиксировано прикрепленных к диску и разделенных межлопаточными каналами 26 лопаток 27, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 4. Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов 26 включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)×10^-5 м³/об перекачиваемой жидкой среды. Напорный патрубок 14 выполнен в виде диффузора с разностью площадей входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,05÷3,7 раза.

Затем выполняют монтаж трех упомянутых сборочных единиц электронасосного агрегата. Для этого жестко фиксировано устанавливают на встречных консольных оконечностях валов 4 и 28 соответственно насоса 1 и электродвигателя 3 полумуфты 18 и 19 силового узла переходника 2 и жестко присоединяют к опорным фланцам 16 и 17 переходника корпуса насоса 1 и электродвигателя 3. Упруго соединяют полу муфты 18, 19 с возможностью передачи крутящего момента и демпфирования взаимных угловых колебаний указанных валов 4, 28. После сборки производят предварительную наладку и испытания электронасосного агрегата.

Корпус центробежного насоса 1 жестко съемно присоединяют с нижней стороны нижнего опорного фланца 16 переходника 2, а корпус электродвигателя 3 жестко присоединяют с верхней стороны верхнего фланца 17 переходника 2.

В корпусе 8 ходовой части насоса 1 монтируют систему 29 смазки нижнего и верхнего подшипников 21 и 22. Система 29 смазки включает, по меньшей мере, трубку 30 подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику 21, которую наделяют функцией направляющего элемента при установке корпуса 9 верхнего подшипника 22.

Муфту, соединяющую консольный вал 28 ротора электродвигателя 3 и обращенную к нему верхнюю консольную оконечность 6 вала 4 центробежного насоса 1, выполняют с возможностью передачи крутящего момента от первого ко второму с демпфированием взаимных угловых колебаний указанных валов. Для этого полумуфта 19 электродвигателя содержит жестко установленные с равномерным разнесением по окружности и на одинаковом радиальном удалении от оси вала 28 пальцы 31, а полумуфта 18 насоса содержит ответные отверстия с упругими вкладышами 32.

Корпус 15 переходника выполняют со стенкой, предпочтительно, цилиндрической конфигурации, не менее чем с одним технологическим проемом 33, а также содержит внешние ребра 34 жесткости, прикрепленные в том числе к опорным фланцам 16, 17. По меньшей мере, два из указанных ребра 34 снабжают проемами 35 для технологического крепления монтажной оснастки. Нижний опорный фланец 16 переходника 2 выполняют с возможностью опирания электронасосного агрегата на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

Нижний опорный фланец 16 переходника 2 выполняют в виде многогранной плиты, в том числе имеющей конфигурацию в плане в виде квадрата, прямоугольника, усеченного ромба, плоской трапеции. Нижний опорный фланец 16 переходника 2 вариантно выполняют с составным контуром, включающем сочетания прямых и не менее одного криволинейного участка в плане. Фланец 16 снабжают нарезными углублениями или сквозными отверстиями 36 для разъемного крепления фланца 16 на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

На нижнем опорном фланце 16 переходника 2 предусматривают места 37 для строповки и пространственных перемещений монтируемого или собранного электронасосного агрегата. Длину строп принимают из условия распределения масс и положения центра масс агрегата и образования угла между стропами в вертикальном положении агрегата, составляющего не более 30°.

Корпус 8 ходовой части насоса выполняют охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала 4 ротора, с которым последний образует ходовую стойку насоса.

Вариантно корпус 8 ходовой части насоса выполняют из основного блока, предназначенного для размещения в нем встроенных корпусов 9 подшипников, а также из соединенного с ним корпуса 38 удлиняющей вставки. Указанные составляющие корпуса 8 ходовой части выполняют совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала 4 ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса. Нижнюю консольную оконечность 5 вала 4 ротора насоса 1 выполняют удлиненной на величину высоты корпуса 38 удлиняющей вставки.

Вариантно, по меньшей мере, внутреннюю поверхность корпуса 10 проточной части насоса, всасывающего и напорного патрубков 13 и 14, а также поверхности рабочего колеса 7, включая основной диск 25, систему соединенных с диском криволинейных лопаток 27 и внешнюю боковую поверхность ступицы 39 рабочего колеса, покрывают защитным слоем полимерного износостойкого материала, предпочтительно, типа резины.

Отбойник 24 выполняют в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема 40, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса 8 ходовой части насоса 1.

Практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда выполняют предназначенным для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м3, с температурой от 3 до 80°C, водородным показателем до 10 pH и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда вариантно комплектуют электродвигателем и центробежным насосом с возможностью подачи от 15 до 300 м³/ч с напором от 10 до 60 м, а электродвигатель принимают, предпочтительно, асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт, с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, предпочтительно, 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

По меньшей мере, испытания каждого репрезентативного электронасосного агрегата модельного ряда производят в течение не менее 30 мин. Оценивают характеристики: КПД, отношение «подача/напор» - Q/H [м³·ч^-1/м], определяют диапазон значений указанных характеристик в интервале производительности (0,5÷1,2)·Q и устанавливают рабочую зону с оптимальными отношениями Q/H, КПД и потребляемой мощностью.

Электронасосный агрегат, вариантно производимый с номинальными характеристиками - подача Q=170 м³/ч и напор Н=(40±2,8) м, испытывают в диапазоне подач Q от 85 м³/ч до 204 м³/ч.

В части конструктивно-технологического модельного ряда вертикальных электронасосных агрегатов согласно изобретению, по меньшей мере, каждый репрезентативный электронасосный агрегат ряда изготовлен описанным выше способом и вариантно выполнен с производительностью в диапазоне от 15 до 300 м³/ч и напором от 10 до 60 м.

Предлагаемый способ изготовления осуществляют следующим образом.

Производят сборку насоса 1. Монтируют электронасосный агрегат, соединяя насос 1 посредством переходника 2 с электродвигателем 3. Контролируют при этом необходимое взаимное расположение устанавливаемых сборочных единиц, направление вращения ротора вала 28 электродвигателя 3 и окончательно собирают силовой узел муфты. Устанавливают агрегат в рабочее положение посредством опорной плиты.

После сборки производят приемо-сдаточные испытания агрегата.

Для этого присоединяют к соответствующим патрубкам напорный и всасывающий трубопроводы (на чертежах не показано). Подключают питание к электродвигателю 3. Пуск насоса 1 производят последовательно: заполняют проточные части агрегата перекачиваемой жидкостью, осуществляют пуск электродвигателя 3, открывают задвижку на напорном трубопроводе. Устанавливают требуемый режим работы агрегата.

Перекачиваемая жидкость через всасывающий патрубок 13, попадая на вход во вращающееся центробежное рабочее колесо 7, перемещается от центра к периферии под действием центробежных сил и диффузного расширения в межлопаточных каналах 26 рабочего колеса 7, приобретая при этом кинетическую энергию и получая закрутку в направлении вращения рабочего колеса 7.

После выхода из рабочего колеса 7 поток переходит в диффузорный отвод, расширяющийся к напорному патрубку 14 в режиме соблюдения равенства скоростей потока по длине отвода. Из отвода перекачиваемая жидкость попадает в напорный патрубок 14, выполненный диффузорным со снижением скорости при прохождении в патрубке в 2,8 раза и одновременным переходом части кинетической энергии потока в потенциальную и поступает в напорный трубопровод.

Испытания электронасосного агрегата производят в течение не менее 30 мин. Оценивают характеристики: КПД, отношение «подача/напор» - Q/H [м³·ч/^-1м], определяют диапазон значений указанных характеристик в интервале производительности (0,5÷1,2)·Q и устанавливают рабочую зону с оптимальными отношениями Q/H, КПД и потребляемой мощностью.

Причем в варианте электронасосного агрегата с номинальными характеристиками - подача Q=170 м³/ч и напор Н=(40±2,8) м, производят испытания в режимах из диапазона подач Q от 85 м³/ч до 204 м³/ч, а в варианте электронасосного агрегата с номинальными характеристиками - подача Q=125 м³/ч и напор Н=(32±2,8) м, агрегат испытывают в режимах из диапазона подач Q от 75 м³/ч до 140 м³/ч.

Остановку агрегата производят в следующем порядке: закрывают задвижку на напорном трубопроводе, отключают электродвигатель.

Таким образом, за счет разработанных в изобретении технологических и конструктивных параметров, взаимосвязи и последовательности приемов производства, сборки и монтажа основных узлов агрегата, а также за счет простоты монтажа и последующей эксплуатации агрегата повышаются ресурс, надежность и эффективность перекачивания абразивных жидких сред.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к способу изготовления и к конструкциям электронасосных агрегатов вертикального типа для перекачивания абразивных жидких сред. Способ изготовления агрегат включает сборку насоса. Насос содержит корпуса ходовой и проточной части и рабочее колесо в виде крыльчатки открытого типа с системой криволинейных лопаток. Напорный патрубок насоса выполнен в виде диффузора, обеспечивающего снижение скорости нагнетаемого потока на выходе. Производят сборку переходника, содержащего корпус, опорные фланцы и силовой узел в виде муфты из двух полумуфт. Нижний опорный фланец переходника выполняют в виде опорной плиты. Осуществляют сборку насоса, объединяя корпус ходовой части с корпусами подшипников, монтируют подшипники, устанавливают вал ротора и присоединяют к корпусу ходовой части корпус проточной части насоса. Выполняют монтаж сборочных единиц агрегата. Жестко фиксировано устанавливают на встречных консольных оконечностях валов электродвигателя и насоса полумуфты и жестко присоединяют к соответствующим опорным фланцам переходника насос и электродвигатель. После сборки производят предварительную наладку и испытания агрегата. Изобретение направлено на упрощение способа изготовления и сборки электронасосного агрегата, конструкции последнего, повышение долговечности, ресурса, надежности и эффективности работы агрегата. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ изготовления репрезентативного для модельного ряда вертикального электронасосного агрегата, включающего центробежный насос, переходник и электродвигатель, характеризующийся тем, что производят, по меньшей мере, сборку насоса, включающего вал ротора с консольными оконечностями и рабочим колесом открытого типа и корпус, состоящий из корпуса ходовой части с корпусами подшипников и корпуса проточной части, включающего бронедиск и корпус отвода с всасывающим осевым и выходным напорным, преимущественно тангенциальным, патрубками, а также сборку переходника, содержащего корпус со стенкой, опорными фланцами и силовым узлом в виде муфты, состоящей из двух полумуфт, при этом один из опорных фланцев переходника, предпочтительно нижний, выполняют в виде плиты с кольцевым проемом и развитым внешним контуром, достаточным для образования совмещенной с фланцем опорный плиты, осуществляют сборку центробежного насоса, объединяя корпус ходовой части с корпусами подшипников, монтируют подшипники, в которых устанавливают вал ротора, монтируют на нижней оконечности вала защитную втулку, отбойник и присоединяют к корпусу ходовой части корпус проточной части насоса, для чего монтируют бронедиск, устанавливают на валу рабочее колесо и завершают сборку насоса, присоединяя к бронедиску корпус отвода, при этом рабочее колесо принимают выполненным в виде крыльчатки открытого типа с основным диском и системой, жестко фиксированно прикрепленных к диску и разделенных межлопаточными каналами лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом активный объем динамического заполнения совокупности каналов включает вариантную возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (25÷210)·10^-5 м³/об перекачиваемой жидкой среды, а напорный патрубок выполнен в виде диффузора с разностью площадей входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,05÷3,7 раза; после чего выполняют монтаж трех упомянутых сборочных единиц электронасосного агрегата, для этого жестко фиксированно устанавливают на встречных консольных оконечностях валов электродвигателя и насоса полумуфты силового узла переходника и жестко присоединяют к опорным фланцам переходника корпуса насоса и электродвигателя, а также упруго соединяют полумуфты с возможностью передачи крутящего момента и демпфирования взаимных угловых колебаний указанных валов, после сборки производят предварительную наладку и испытания электронасосного агрегата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус центробежного насоса жестко съемно присоединяют с нижней стороны нижнего опорного фланца переходника, а корпус электродвигателя жестко присоединяют с верхней стороны верхнего фланца переходника.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в корпусе ходовой части насоса монтируют систему смазки верхнего и нижнего подшипников, включающую, по меньшей мере, трубку подвода консистентной смазки к нижнему подшипнику, которую наделяют функцией направляющего элемента при установке корпуса верхнего подшипника.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что муфту, соединяющую консольный вал ротора электродвигателя и обращенную к нему верхнюю консольную оконечность вала центробежного насоса, выполняют с возможностью передачи крутящего момента от первого ко второму с демпфированием взаимных угловых колебаний указанных валов, для чего одна из полумуфт содержит жестко установленные с равномерным разнесением по окружности и на одинаковом радиальном удалении от оси вала пальцы, а другая содержит ответные отверстия с упругими вкладышами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус переходника выполняют со стенкой предпочтительно цилиндрической конфигурации, не менее чем с одним технологическим проемом, а также содержит внешние ребра жесткости, прикрепленные в том числе к опорным фланцам, при этом, по меньшей мере, два из указанных ребра снабжают проемами для технологического крепления монтажной оснастки, причем нижний опорный фланец переходника выполняют с возможностью опирания электронасосного агрегата на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижний опорный фланец переходника выполняют в виде многогранной плиты, в том числе имеющей конфигурацию в плане в виде квадрата, прямоугольника, усеченного ромба, плоской трапеции, или выполняют с составным контуром, включающим сочетания прямых и не менее одного криволинейного участка в плане, и снабжают нарезными углублениями или сквозными отверстиями для разъемного крепления фланца на конструктивные элементы емкостей с перекачиваемой жидкостью или фундамент.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на нижнем опорном фланце переходника предусматривают места для строповки и пространственных перемещений монтируемого или собранного электронасосного агрегата, при этом длину строп принимают из условия распределения масс и положения центра масс агрегата и образования угла между стропами в вертикальном положении агрегата, составляющего не более 30°.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус ходовой части насоса выполняют охватывающим, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, с которым последний образует ходовую стойку насоса.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус ходовой части насоса выполняют из основного блока, предназначенного для размещения в нем встроенных корпусов подшипников, а также из соединенного с ним корпуса удлиняющей вставки, причем указанные составляющие корпуса ходовой части выполняют совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, при этом нижнюю консольную оконечность вала ротора насоса выполняют удлиненной на величину высоты корпуса указанной удлиняющей вставки.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, внутреннюю поверхность корпуса проточной части насоса, всасывающего и напорного патрубков, а также поверхности рабочего колеса, включая основной диск, систему соединенных с диском криволинейных лопаток и внешнюю боковую поверхность ступицы, покрывают защитным слоем полимерного износостойкого материала предпочтительно типа резины.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что, отбойник выполняют в виде, по меньшей мере, одного кольцевого диска с возможность сообщения с перекачиваемой жидкой средой посредством дополнительно не менее одного проема, выполненного, по меньшей мере, в нижней части корпуса ходовой части насоса.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда выполняют предназначенным для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, с песком с плотностью до 2200 кг/м³, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 pH и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что практически каждый электронасосный агрегат модельного ряда вариантно комплектуют электродвигателем и центробежным насосом с возможностью подачи от 15 до 300 м³/ч с напором от 10 до 60 м, а электродвигатель принимают предпочтительно асинхронным мощностью от 15 до 75 кВт, с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу предпочтительно 1450 об/мин с возможностью использования электродвигателей с числом оборотов вала до 3000 об/мин.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, испытания каждого репрезентативного электронасосного агрегата модельного ряда производят в течение не менее 30 мин, при этом оценивают характеристики: КПД, отношение «подача/напор» - Q/H [м³·ч^-1/м], определяют диапазон значений указанных характеристик в интервале производительности (0,5÷1,2)·Q и устанавливают рабочую зону с оптимальными отношениями Q/H, КПД и потребляемой мощностью.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что электронасосный агрегат, вариантно производимый с номинальными характеристиками - подача Q=170 м³/ч и напор H=(40±2,8) м, испытывают в диапазоне подач Q от 85 м³/ч до 204 м³/ч.

16. Конструктивно-технологический модельный ряд вертикальных электронасосных агрегатов, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, каждый репрезентативный электронасосный агрегат ряда изготовлен способом по любому из пп.1-15 и вариантно выполнен с производительностью в диапазоне от 15 до 300 м³/ч и напором от 10 до 60 м.