КОРПУСНО-СЕКЦИОННЫЙ НАСОС С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ВЫПУСКА ВОЗДУХА, А ТАКЖЕ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ Российский патент 2019 года по МПК F04D1/06 F04D9/00 F04B51/00 

Данное изобретение касается циркуляционного насоса с кожухом согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.

В указанном кожухе расположен вставной блок, имеющий вал, на котором установлено, по меньшей мере, одно рабочее колесо, окруженное корпусом секции, который отделяет внутреннюю камеру сжатия от внешней камеры сжатия.

Такого рода конструкции циркуляционных насосов называются также корпусно-секционными насосами, насосами с двойными кожухами или, соответственно, «бочкообразными» насосами, или насосами с горшкообразными кожухами. Один такой корпусно-секционный насос описывается, например, в заявке DE 4005923 А1.

Эти насосы окружены горшкообразным кожухом. Обычно здесь речь идет о многоступенчатых насосах для использования в качестве насосов высокого и сверхвысокого давления, в частности, для использования в качестве питательных насосов котлов в электростанциях. Такие многоступенчатые корпусно-секционные насосы находят применение в сталелитейной промышленности и в нефтехимии, например, при рафинировании.

В заявке DE 4310467 А1 описывается циркуляционный насос в кожухе горшкообразной конструкции. Между отдельными рабочими колесами насосов установлены корпуса секций, направляющие потоки.

Полезная модель DE 29819363 U1 касается циркуляционного насоса с кожухом. Кожух располагает впуском, через который поступает перекачиваемая среда. В этом кожухе установлен вставной блок. Этот вставной блок содержит вал, на котором установлены несколько рабочих колес и направляющих колес с относящимися к ним корпусами секций. Эти корпуса секций отделяют внутреннюю камеру сжатия, в которой расположены рабочие колеса, от внешней камеры сжатия между указанными корпусами секций и кожухом.

Корпусно-секционные насосы перед их использованием должны подвергаться гидравлическому испытанию. В обычных корпусно-секционных насосах для этого кожух, который образует камеру высокого давления насоса, рассчитывается на максимальное гидравлическое давление для отжатия напорной стороны. Такое гидравлическое испытание должно проводиться перед окончательной сборкой.

Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать корпусно-секционный насос, для которого проведение гидравлического испытания возможно в собранном состоянии. Насос должен характеризоваться надежностью и экономичностью в эксплуатации. Кроме того, он должен отличаться высокой продолжительностью срока службы. Помимо этого, такой корпусно-секционный насос должен отличаться максимально конкурентной себестоимостью, а также быть простым в сборке. Повторные испытания в установке должны занимать немного времени и не создавать рисков.

Эта задача решается посредством циркуляционного насоса с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению в корпусе секции циркуляционного насоса выполнено отверстие для выпуска воздуха. Предлагаемый изобретением циркуляционный насос обеспечивает заполнение насоса в полностью смонтированном состоянии с автоматическим выпуском воздуха из корпуса секции. В противоположность обычным корпусно-секционным насосам, у которых из внутренней камеры сжатия через корпуса секций воздух отводиться не может, так как стыковые швы между этими корпусами секций герметизированы металлическими уплотнениями, предлагаемый изобретением насос содержит устройство для выпуска воздуха.

Устройство для выпуска воздуха предпочтительно содержит по меньшей мере одно отверстие, которое соединяет внутреннюю камеру сжатия с внешней камерой сжатия. У обычных циркуляционных насосов переоснастка насоса для гидростатического гидравлического испытания, например, в электростанции или на нефтеперерабатывающем заводе занимает нескольких рабочих дней. Такие значительные затраты времени в значительной мере удается сэкономить при использовании предлагаемого изобретением корпусно-секционного насоса, поскольку отпадает по меньшей мере частичный демонтаж насоса и разделение камеры высокого давления на камеру высокого давления и камеру низкого давления с помощью специального инструмента. Это позволяет получить значительное сокращение затрат, поскольку на электростанциях или, соответственно, на нефтеперерабатывающих заводах обычно используют параллельно несколько корпусно-секционных насосов, и за счет предлагаемой изобретением конструкции для каждого из этих насосов получается существенная экономия трудозатрат.

Насос заполняется в полностью смонтированном состоянии, и воздух через указанное устройство для выпуска воздуха может отводиться из внутренней камеры сжатия через отверстие в корпусе секции. Таким образом, получается корпусно-секционный насос с автоматическим выпуском воздуха из корпуса секции.

При одном особенно предпочтительном варианте выполнения данного изобретения указанное устройство для выпуска воздуха содержит элемент, который может вызывать разблокировку средообмена из внутренней камеры сжатия во внешнюю камеру сжатия или блокировку средообмена между внутренней и внешней камерами сжатия. Этот элемент дает возможность при заполнении корпусно-секционного насоса сначала отводить воздух через устройство для выпуска воздуха из внутренней камеры сжатия. Когда корпусно-секционный насос заполнен рабочей средой, например, водой, этот элемент запирает указанное отверстие и, тем самым, блокирует средообмен между внутренней и внешней камерами сжатия. За счет этого предотвращается течение рабочей среды от внешней камеры сжатия во внутреннюю камеру сжатия.

Этот элемент предпочтительно установлен в направляющей. Направляющая обеспечивает возможность перемещения элемента. Благодаря этому перемещению указанного элемента обеспечивается либо разблокирование средообмена между внутренней и внешней камерами сжатия, например, для выпуска воздуха, либо блокировка средообмена, так что после заполнения корпусно-секционного насоса рабочая жидкость не может течь обратно из внешней камеры сжатия во внутреннюю камеру сжатия.

Для этого в корпусе секции может быть размещено гнездо, в котором установлен указанный элемент. Под таким гнездом может подразумеваться сверленое отверстие, в котором позиционируется, например, цилиндрический или дискообразный элемент. Стенки этого гнезда образуют при этом боковую направляющую для элемента, а также создают ограничение для движения.

Предпочтительно указанное отверстие переходит в гнездо. Так, например, это отверстие может быть выполнено как сверление в корпусе секции, причем диаметр этого сверленого отверстия меньше, чем диаметр указанного гнездового отверстия, в котором размещен это элемент. Таким образом, соединение, установленное между внутренней и внешней камерами сжатия в корпусе секции, расширяется от меньшего диаметра отверстия к большему диаметру гнезда, которое является как уплотняющей поверхностью, так и ограничением движения элемента, предназначенного для уплотнения.

Согласно изобретению между стенками гнезда и элементом все еще имеется достаточно большое проходное сечение, обеспечивающее выход воздуха. Воздух течет через упомянутое отверстие в гнездо, а затем через проходное сечение между указанным элементом и стенками гнезда во внешнюю камеру сжатия.

Указанный элемент выполнен большим, чем отверстие. Этот признак является предпосылкой для того, чтобы этот элемент мог запирать отверстие при обратном потоке рабочей среды. При таком осуществлении данного изобретения указанное устройство для выпуска воздуха снабжено, тем самым, предохранителем обратного потока. При возрастании давления во внешней камере сжатия выше значения давления во внутренней камере сжатия указанный элемент прижимается к отверстию и препятствует средообмену.

Цилиндрический или дискообразный элемент прижимается при этом к дну гнезда и запирает выполненное в дне гнезда отверстие посредством выполненной подходящим образом уплотняющей поверхности, например, посредством направленного к корпусу секции кольцевого возвышения, которое выполнено как единое целое с данным элементом.

Предпочтительно устройство для выпуска воздуха снабжено упором для указанного элемента. Этот упор может быть расположен, например, на стенках гнезда. При этом речь может идти о выступе, входящем в это гнездо и тем самым предотвращающем вымывание элемента из гнезда или его заклинивание. Предпочтительно упор заходит при этом в гнездо лишь в нескольких местах, так что все еще остается проходное сечение для выхода воздуха.

Указанное устройство для выпуска воздуха расположено предпочтительно в верхней области корпуса секции, в частности, для этого подходит положение на 12 часов, так как воздух собирается в наивысшей точке.

Следующая задача данного изобретения заключается в том, чтобы предложить способ проведения гидравлического испытания корпусно-секционного насоса.

Согласно изобретению сначала, полностью собирают такой корпусно-секционный насос. Затем этот циркуляционный насос заполняют рабочей средой. При предлагаемом изобретением способе в полностью смонтированном состоянии насоса воздух может быть полностью выведен из корпусов секций.

Другие преимущества и признаки данного изобретения явствуют из описания одного примера выполнения с привлечение чертежей, а также из самих этих чертежей.

На чертежах показано следующее:

Фиг. 1 осевое сечение корпусно-секционного насоса,

Фиг. 2 схематичное изображение устройства для выпуска воздуха.

На Фиг. 1 показан циркуляционный насос с кожухом 1. В этом кожухе 1 расположен вставной блок 2. Вставной блок 2 содержит вал 3, на котором друг за другом установлено несколько рабочих колес 4. Под такими рабочими колесами 4 в данном примере выполнения понимаются радиальные колеса.

Каждое рабочее колесо 4 окружено одним корпусом 5 секции. Соседние корпуса 5 секций примыкают друг к другу. Стыковой шов между корпусами 5 секций в этом примере выполнения является самоуплотняющимся «металл по металлу».

На кожухе 1 приформован всасывающий патрубок 6, через который рабочая среда входит в циркуляционный насос. Через напорный патрубок 7 рабочая среда покидает циркуляционный насос.

Согласно изобретению в таких герметичных корпусах 5 секций в верхней области, в каждом случае в положении на 12 часов, установлено устройство 8 для выпуска воздуха. Этот предлагаемый изобретением корпусно-секционный насос в полностью смонтированном состоянии может быть подвергнут гидравлическим испытаниям. Это становится возможным только за счет интеграции указанных устройств 8 для выпуска воздуха. Устройства 8 для выпуска воздуха обеспечивают возможность заполнения уже полностью смонтированных в установке корпусно-секционных насосов, и воздух может отводиться при этом через указанные устройства 8 для выпуска воздуха.

На Фиг. 2 показано схематичное изображение устройства 8 для выпуска воздуха. Устройство 8 для выпуска воздуха интегрировано в каждый корпус 5 секции. Этот корпус 5 секции отделяет внутреннюю камеру 9 сжатия от внешней камеры 10 сжатия. Внутренняя камера 9 сжатия расположена вокруг рабочих колес 4. Внешняя камера 10 сжатия находится между корпусом 5 секции и кожухом 1 и учитывающим действующее давление образом соединена с внутренней частью напорного патрубка 7.

Согласно изобретению указанное устройство 8 для выпуска воздуха содержит отверстие 11, выполненное в корпусе 5 секции сверлением. Кроме того, это устройство 8 для выпуска воздуха имеет гнездо 12. Под гнездом 12 понимается углубление, которое в данном примере осуществления выполнено в виде круглой выемки в наружной боковой поверхности корпуса 5 секции в форме сверленого отверстия. Оно образует область отверстия 11 с увеличенным внутренним диаметром; в гнезде 12 установлен элемент 13. Под этим элементом 13 в данном примере выполнения понимается шайбообразный элемент, который выполнен цилиндрическим. Диаметр элемента 13 меньше диаметра гнезда 12, так что этот элемент 13 установлен в гнезде 12 подвижно в радиальном направлении.

В представленном на Фиг. 2 варианте устройство 8 для выпуска воздуха содержит упор 14, препятствующий выведению элемента 13 из гнезда 12. Упор 14 может представлять собой выступы, которые входят в гнездо 12, или стопорное кольцо, вставляемое в кольцевой паз, предусмотренный в гнезде 12.

Когда корпусно-секционный насос для гидравлического испытания заполняется рабочей средой, указанный элемент 13 прижимается кверху или, соответственно, в радиальном направлении наружу и освобождает проходное сечение для выведения воздуха. Упор 14 работает как предохранительный элемент и препятствует тому, чтобы элемент 13 выводился из гнезда 12, например, за счет вибраций в рабочем режиме или потоком воздуха при удалении воздуха. В процессе заполнения прибывающая рабочая среда во внутренней камере 9 сжатия поднимает элемент 13 за счет гидростатического водяного столба до тех пор, пока не выйдет весь воздух. Система, из которой полностью удален воздух, запускается в эксплуатацию. В рабочем режиме во внешней камере 10 сжатия устанавливается более высокое рабочее давление по сравнению с давлением во внутренней камере 9 сжатия. За счет этого перепада давлений указанный элемент 13 прижимается к дну гнезда 12 корпуса 5 секции. Элемент 13 выполнен как уплотнительный элемент и препятствует тому, чтобы рабочая среда вытекала обратно из внешней камеры 10 сжатия во внутреннюю камеру 9 сжатия. Для этого контактные поверхности между дном гнезда 12 и элементом 13 выполнены таким образом, что обеспечивается надежная герметизация.

Предлагаемое изобретением устройство для выпуска воздуха полностью обходится без пружинных элементов. Благодаря отказу от пружинных элементов предлагаемое изобретением устройство для выпуска воздуха получается износостойким и не требует трудоемкого обслуживания. Оно отличается надежностью в эксплуатации и продолжительным сроком службы. К тому же оно не требует дополнительных источников энергии помимо рабочей среды. Таким образом, предлагаемое изобретением устройство для выпуска воздуха не зависит от внешних источников энергии и не вызывает дополнительного увеличения производственных затрат.

Группа изобретений касается конструкции циркуляционного насоса и способа его гидравлического испытания. Насос содержит кожух (1) и по меньшей мере один корпус (5) секции, который отделяет внутреннюю камеру (9) сжатия от внешней камеры (10) сжатия. В корпусе (5) секции установлено по меньшей мере одно устройство (8) для выпуска воздуха. Устройство (8) для выпуска воздуха содержит элемент (13) для разблокировки или для блокирования средообмена между внутренней камерой (9) сжатия и внешней камерой (10) сжатия. Изобретения направлены на создание надежного и экономичного в эксплуатации простого в сборке насоса, проведение гидравлических испытаний которого возможно в собранном состоянии. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Циркуляционный насос, содержащий кожух (1) и по меньшей мере один корпус (5) секции, который отделяет внутреннюю камеру (9) сжатия от внешней камеры (10) сжатия, причем в корпусе (5) секции установлено по меньшей мере одно устройство (8) для выпуска воздуха,

отличающийся тем, что устройство (8) для выпуска воздуха содержит элемент (13) для разблокировки или для блокирования средообмена между внутренней камерой (9) сжатия и внешней камерой (10) сжатия.

2. Циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство (8) для выпуска воздуха имеет по меньшей мере одно отверстие (11), которое соединяет внутреннюю камеру (9) сжатия с внешней камерой (10) сжатия.

3. Циркуляционный насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что элемент (13) установлен в направляющей.

4. Циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе (5) секции размещено гнездо (12), в котором установлен элемент (13).

5. Циркуляционный насос по п. 4, отличающийся тем, что в дне гнезда (12) имеется отверстие (11).

6. Циркуляционный насос по п. 4, отличающийся тем, что между стенками гнезда (12) и элементом (13) имеется проходное сечение для средообмена.

7. Циркуляционный насос по п. 4, отличающийся тем, что гнездо (12) выполнено в корпусе (5) секции как сверленое отверстие.

8. Циркуляционный насос по п. 2, отличающийся тем, что отверстие (11) выполнено в корпусе (5) секции как сверленое отверстие.

9. Циркуляционный насос п. 1, отличающийся тем, что элемент (13) имеет больший размер, чем отверстие (11).

10. Циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что элемент (13) выполнен дискообразным.

11. Циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство (8) для выпуска воздуха содержит упор (14) для элемента (13).

12. Циркуляционный насос по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что устройство (8) для выпуска воздуха установлено в верхней области корпуса (5) секции, предпочтительно в положении на 12 часов.

13. Способ проведения гидравлического испытания циркуляционного насоса по любому из пп. 1-12, включающий следующие этапы:

монтаж циркуляционного насоса в установке,

заполнение циркуляционного насоса рабочей средой,

удаление воздуха из внутренней камеры (9) сжатия через корпус (5) секции во внешнюю камеру (10) сжатия.