Унифицированный вертикальный центробежный насос Российский патент 2022 года по МПК F04D13/08 F04D29/10 F04D29/58 

Изобретение в целом относится к группе изобретений области насосостроения, преимущественно к области универсальных вертикальных центробежных насосов, и может быть использовано для создания линейки унифицированных как вертикальных насосов, так и горизонтальных, предназначенных для перекачки жидкостей и/или различных смесей в различный отраслях промышленности или производства, преимущественно в нефтегазовой и химической промышленности. Характеризуется оригинальностью конструктивного исполнения и быстротой сборки/разборки т.к. собирается и комплектуется из самостоятельных унифицированных блоков и/или укрупненных узлов, или унифицированных деталей универсальных сборочных комплектов (УСК), которые соединяются между собой в соответствии с требованиями технического задания Заказчика обычным способом или в случае необходимости быстрого изменения вида насоса или типа перекачиваемой жидкости известными как таковыми быстроразъемными соединительными элементами, например, такими как называемыми в обиходе «американка» «см.https://santehstandart.com/poleznye-materialy/amerikanka-v-santekhnike/.» или аналогичными, предназначенными для быстрой замены тех или иных элементов, узлов, или УСК.

Из УСК можно собирать насосы различной мощности или различного конструктивного исполнения от самовсасывающих до не самовсасывающих и различного исполнения, например обычного исполнения, взрывобезопасные, для кислот или щелочей или иных сред и т.д., которые по заданию заказчика комплектуются из тех или иных узлов (УСК) с возможностью поставки того или техвида(ов) насоса(ов), который(е) были заказаны заказчиком, т.е. заявленное техническое решение обладает возможностью собираться поставщиком под конкретного заказчика по его техническому заданию с заранее заданными параметрами по количеству требуемых перенастраиваемых насосов по их мощности, по исполнению, производительности, высоте подачи жидкости, способности перекачивать как обычные, так и/или жидкости с разной плотностью, в том числе и с воздушными включениями при не стабильной плотности перекачиваемой среды (самовсасывающие), При этом заявленное техническое решение характеризуется тем, что если требуется поставка обычного насоса, то он поставляется в обычном исполнении без быстроразъемных соединений.

Однако по заданию заказчика насос может быть укомплектован теми УСК, которые требуются заказчику в условиях необходимости перекачивать жидкости широкого спектра и с различными свойствами, как по составу, так и по техническим характеристикам. Заявленное техническое решение характеризуется возможностью по требованию Заказчика и заказа надлежащего комплекта, обладающего возможностью (способностью) за короткое время переналаживаться (переделываться) в любой из необходимых заказчику видов насосов за счет наличия в УСК быстроразъемных элементов, посредством использования, например, быстроразьемных соединений типа «американка», либо идентичных соединений ,таким образом заявленное техническое решение направлено на максимальную унификацию выпускаемых серийно насосов и комплектации заказчику тех насосов, которые требуется поставить до договору поставки , обеспечивают возможность перекачивать любые жидкости , имеющиеся или поставляющиеся заказчику, и обладают свойствами быстрой перенастройки для перекачки разных продуктов, что обеспечивает более широкое и качественное удовлетворение потребностей широкого круга потребителей без необходимости покупать все виды насосов.

Из исследованного уровня техники выявлены погружные электронасосы вертикального исполнения, например, дренажные погружные насосы Grundfos SE, это серия дренажных и канализационных насосных агрегатов погружного исполнения, типовой ряд этой линейки включает в себя модели со вихревыми (SuperVortex) и канальными рабочими колесами (S-tube). Агрегаты пригодны как для монтажа на глубине до 10 м, так и для установки в полузатопленном состоянии, (например, GrundfosSE), в которых одинарное торцевое уплотнение отделяет перекачиваемую среду от электродвигателя, а опоры ротора в виде подшипников качения размещены в корпусных деталях, отделенных вышеуказанным уплотнением от перекачиваемой среды, т.е. изолированы от внешней среды одинарным торцевым уплотнением.

Недостатком указанной конструкции является невозможность применения привода, отличного от электродвигателя, вследствие предназначения данного насоса исключительно в качестве переносного дренажного, при этом в отличие от заявленного технического решения характеризуется узкой специализацией в силу конструктивного исполнения. Отличием заявленной конструкции от известной является то, что погружной электронасос содержит электродвигатель и не требует герметизации второго конца вала ввиду его отсутствия, т.к. выполнена герметизация исключительно кабельного ввода питающего кабеля, кроме того известные насосы не могут быть переделаны в другие виды насосов, т.е. не обладают универсальностью.

Основным недостатком является отсутствие унифицирования насоса и обеспечения возможности быстро изменять составные элементы насоса (СКД) для изменения его конструкции и/или назначения вследствие отсутствия заложенной в конструкцию насоса возможности заменять элементы конструкции на те или иные СКД для решения задач по реализации технического задания Заказчика.

Из исследованного уровня техники выявлены полупогружные насосы, например, НВ-Д-1М (см.http://www.rimos.ru/catalog/group/1860), в которых одинарное торцевое уплотнение отделяет перекачиваемую среду от вспомогательной среды (минеральное масло), а опоры ротора в виде подшипников качения с консистентной смазкой размещены в полости, отделенной вышеуказанным уплотнением от перекачиваемой среды и от вспомогательной среды.

Недостатком является отсутствие унифицирования насоса и обеспечения возможности быстро изменять составные элементы насоса (СКД) для изменения его конструкции и/или назначения в следствие отсутствия заложенной в конструкцию насоса возможности заменять элементы конструкции на те или иные СКД с целью решения задач по реализации технического задания Заказчика.

Отличием заявленной конструкции от известной является то, что подшипники качения имеют отдельную систему смазки, а не используют для смазывания вспомогательную среду, что связано с протяженным валом полупогружного насоса. Основным же недостатком является отсутствие унифицирования насоса и обеспечения возможности быстро изменять составные элементы насоса (СКД) для изменения его конструкции и/или назначения для решения задач по реализации технического задания Заказчика.

Из исследованного уровня техники выявлена полезная модель РФ по патенту № 48376, опубл. 10.10.05, Центробежный вертикальный насос, содержащий рабочий орган, закрепленный на валу, последний установлен в корпусе блока, объединяющего радиальные, радиально-упорный подшипники скольжения и торцевое уплотнение вала, вход охлаждающей жидкости в полость блока с давлением, превышающим давление во всасывающей полости рабочего органа, выход охлаждающей жидкости во всасывающую полость рабочего органа, отличающийся тем, что у входа охлаждающей жидкости в корпусе блока размещено устройство для улавливания механических примесей, содержащихся в охлаждающей жидкости, а в нижней части блока установлено дроссельное устройство, при этом выход охлаждающей жидкости из блока во всасывающую полость рабочего органа осуществляется двумя потоками - через верхнюю часть блока и через дроссельное устройство. Для перекачивания взрывоопасных, токсичных жидкостей повсеместно распространены центробежные насосы, оснащенные двойными торцевыми уплотнениями, представляющими собой комбинацию из двух одинарных торцевых уплотнений, полость между которыми заполнена затворной жидкостью. При этом указанная комбинация уплотнений не содержит в себе элементов, могущими выполнять функцию опор ротора насоса, так как узел уплотнения не должен выполнять эту функцию, которая реализуется в насосе другими узлами, не входящими в состав уплотнения.

Недостатком является отсутствие унифицирования насоса и обеспечения возможности быстро изменять составные элементы насоса (СКД) для изменения его конструкции и/или назначения в следствие отсутствия заложенной в конструкцию насоса возможности заменять элементы конструкции на те или иные СКД с целью решения задач по реализации технического задания Заказчика.

Одним из аналогов выбран насос по патенту RU 2509924 C1, опубл. 20.03.14 как совпадающий наибольшим количеством совпадающих признаков с заявленным техническим решением. Пульповый насос вертикального типа, характеризующийся тем, что выполнен центробежным, консольным, полупогружным, содержит ротор с валом и рабочим колесом открытого типа, а также корпус, который состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части насоса, причем корпус ходовой части состоит из основного блока, предназначенного для размещения в нем вала и встроенных корпусов подшипников для образования подшипниковых опор вала, а также из соединенного с ним корпуса удлиняющей вставки, при этом указанные составляющие корпуса ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора, и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса, а корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку и проточную полость, выполненную с возможностью размещения в ней рабочего колеса, охваченного по контуру спиральным отводом, и снабжен всасывающим осевым, а также выходным напорным, предпочтительно, тангенциальным патрубками, при этом напорный патрубок выполнен в виде диффузора с различной площадью входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока на выходе из диффузора в 1,07÷3,2 раза, причем вал ротора насоса выполнен с возможностью опирания, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры c образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор, при этом длина нижней консоли вала выполнена превышающей не менее чем в 3,1 раза длину верхней консоли; рабочее колесо открытого типа содержит основной диск и оснащено системой жестко фиксировано прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, при этом лопатки разделены межлопаточными каналами. Корпус проточной части соединен с нижним торцем корпуса удлиняющей вставки, а вал ротора насоса выполнен удлиненным не менее чем на величину высоты корпуса указанной удлиняющей вставки. Рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки открытого типа. Корпус отвода выполнен объединенным с всасывающим патрубком, бронедиск выполнен в форме круговой пластины.

Таким образом, более коротко можно констатировать, что центробежный, консольный, полупогружной насос содержит корпуса ходовой и проточной части. При этом корпус ходовой части оснащен корпусами подшипников и корпусом удлиняющей вставки.

Корпуса ходовой части выполнены совместно охватывающими, по меньшей мере, большую часть длины вала ротора и вместе с последним образуют ходовую стойку насоса.

Корпус проточной части содержит корпус отвода, тыльную стенку, всасывающий осевой и напорный тангенциальный патрубки и проточную полость с размещенным в ней рабочим колесом.

Колесо охвачено по контуру спиральным отводом.

Напорный патрубок выполнен в виде диффузора, обеспечивающего снижение скорости нагнетаемого потока на его выходе.

Вал насоса оперт, по меньшей мере, на две подшипниковые опоры с образованием роторной части ходовой стойки насоса и снабжен верхней и нижней консолями, выведенными за пределы упомянутых подшипниковых опор.

Длина нижней консоли превышает длину верхней консоли.

Рабочее колесо оснащено системой жестко прикрепленных к диску лопаток, криволинейных, по меньшей мере, в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала.

Изобретение направлено на повышении ресурса, надежности и эффективности перекачивания жидких сред с высоким содержанием твердых частиц.

Недостатком данного насоса является применение традиционного для пульповых насосов гидродинамического уплотнения, которое не обеспечивает полной герметичности при перекачивании жидкости, так как включает вспомогательные сальниковые и резиновые компоненты, отсутствие унифицированости и возможности перенастраиваться почти под любые жидкости требуемой перекачки.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран вертикальный центробежный насос, содержащий ротор с валом и рабочим колесом закрытого типа, корпус всасывания, подшипники, уплотнения, шнек, установленный на валу перед рабочим колесом, направляющий аппарат и разъемные соединения, при этом подшипники и уплотнения образуют сборочный комплект (см. RU 165042 U1, 27.09.2016, F04D1/04).

Базовым недостатком является отсутствие унифицирования насоса и обеспечения возможности быстро изменять составные элементы насоса (СКД) для изменения его конструкции и/или назначения вследствие отсутствия заложенной в конструкцию насоса возможности заменять элементы конструкции на те или иные СКД для решения задач по реализации технического задания Заказчика с применением возможности по узловой сборки из имеющихся комплектов СКД любых насосов из разработанных и выпускаемых насосов у заявителя, при этом заявленное техниче5ское решение характеризуется наличие существенных отличительных особенностей, а именно шестью принципиальными отличиями.

-Первым отличием заявленной конструкции от указанной является система смазки подшипников, которая у заявленной конструкции совмещена с системой обеспечения торцевого уплотнения.

- Вторым отличием является способ отвода жидкости от рабочего колеса с помощью направляющего аппарата у заявленной конструкции, что позволяет минимизировать радиальную силу, действующую на ротор насоса и тем самым снизить нагрузку на опоры.

-Третьим отличием является универсальность и способность (свойство) переделываться в требуемый вид насоса из заказанных заказчиком УСК за счет оригинальной совокупности СКД.

- Четвертым отличием является способность перенастраивать насос в любой требуемых для заказчика вид насоса за счет использования унифицированных УСК и применения быстроразъемных соединений (на чертежах не указаны для исключения загромождения и вследствие их общеизвестности) имеющихся в запасных инструментальных принадлежностях к поставляемому насосу (ЗИП).

-Пятым отличием является возможность замены у насоса системы смазки подшипников, которая у заявленной конструкции совмещена с системой обеспечения торцевого уплотнения на магнитную муфту, которая изначально не требует смазки.

-Шестым отличием является возможность за минимальное время выполнять ремонт насосов посредством замены любых элементов или узлов насоса на имеющиеся в ЗИП СКД.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является создание унифицированного насоса с повышенными показателями надежности, унифицированности (универсальности) и обеспечение возможности быстрой переналадки насоса под любой вид перекачиваемой жидкости, позволяющего перекачивать чистые и умеренно-загрязненные нейтральные, агрессивные, токсичные, взрыво- и пожароопасные жидкости и также жидкости с крупными механическими включениями в том числе хозяйственные и фекальные отходы.

Техническим результатом применения изобретения является:

1. Повышение показателей надежности насоса за счет вынесения опор ротора из перекачиваемой среды и поддержания среды, смазывающей опоры, в максимально чистом состоянии, т.к. смазывающая жидкость подается извне с давлением, превышающим давление в камере уплотнения.

2. Повышение безопасности при перекачивании агрессивных, токсичных, взрыво- и пожароопасных жидкостей за счет реализации конфигурации двойного торцевого уплотнения с системой обвязки plan 53 по API 682, т.е. более точно за счет использования подаваемой извне затворной жидкости с давлением, превышающим давление в камере уплотнения.

3. Снижение затрат на изготовление насоса в связи с объединением в один узел торцевых уплотнений и подшипниковых опор ротора, а также возможностью унификации опорно-уплотнительных узлов насосов в зависимости от мощности насоса, за счет стандартных и унифицированных покупных элементов.

4. Способность перенастраивать насос в любой требуемых для заказчика вид насоса за счет использования унифицированных УСК и применения быстроразъемных соединений, имеющихся в запасных инструментальных принадлежностях к поставляемому насосу (ЗИП).

5. Способность замены у насоса системы смазки подшипников, которая у заявленной конструкции совмещена с системой обеспечения торцевого уплотнения на магнитную муфту которая изначально не требует смазки.

6. Возможность за минимальное время выполнять ремонт насосов посредством замены любых элементов или узлов насоса на имеющиеся в ЗИП СКД.

Технический результат по первому варианту изобретения достигается за счет того, что унифицированный вертикальный центробежный насос, содержащий ротор с валом и не менее, чем одно рабочее колесо закрытого типа, корпус всасывания, проточную часть, корпус нагнетания, подшипники, уплотнения, шнек, установленный перед первым рабочим колесом, направляющий аппарат, отводящий жидкость от рабочего колеса и быстроразъемные соединения, согласно изобретению, снабжен теплообменником, а корпус нагнетания - полостью нагнетания, при этом перекачиваемая жидкость отделена от подшипников качения или подшипников скольжения нижним одинарным торцевым уплотнением, а полость нагнетания, в которой расположены подшипники качения или подшипники скольжения, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения охлаждения торцевого уплотнения, и герметизирована верхним одинарным торцевым уплотнением, причем нижнее и верхнее одинарные торцевые уплотнения образуют конфигурацию двойного торцевого уплотнения, циркуляция затворной жидкости осуществлена за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой, для охлаждения затворной жидкости использован теплообменник и установлен термобарьер, питаемый от внешнего источника охлаждающей жидкости, смазки подшипников, совмещенной с системой обеспечения охлаждения торцевого уплотнения.

Кроме того, теплообменник выполнен кожухотрубного или змеевикового типов.

Проточная часть состоит из более чем одной секции, включенных последовательно и помещенных в корпуса секций.

Корпус всасывания выполнен в виде крышки с всасывающим патрубком, расположенным под произвольным углом к оси вращения ротора насоса, в том числе и соосно с ней, причем монтаж насоса осуществлен посредством плиты полости нагнетания на строительные конструкции или стойки.

Технический результат по второму варианту изобретения достигается за счет того, что унифицированный вертикальный центробежный насос, содержащий ротор с валом и не менее, чем одно рабочее колесо закрытого типа, корпус всасывания, проточную часть, корпус нагнетания, подшипники, уплотнение, шнек, установленный перед первым рабочим колесом, направляющий аппарат, отводящий жидкость от рабочего колеса и быстроразъемные соединения, согласно изобретению, снабжен теплообменником, а корпус нагнетания - полостью нагнетания, при этом перекачиваемая жидкость отделена от радиальных и упорных подшипников скольжения торцевым уплотнением, а полость нагнетания, в которой расположены подшипники, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения охлаждения торцевого уплотнения, и герметизирована магнитной муфтой, циркуляция затворной жидкости осуществлена за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой, для охлаждения затворной жидкости использован теплообменник и установлен термобарьер, питаемый от внешнего источника охлаждающей жидкости, смазки подшипников, совмещенной с системой обеспечения охлаждения торцевого уплотнения.

Кроме того, теплообменник выполнен кожухотрубного или змеевикового типов.

Проточная часть состоит из более чем одной секции, включенных последовательно и помещенных в корпуса секций.

Корпус всасывания выполнен в виде крышки с всасывающим патрубком, расположенным под произвольным углом к оси вращения ротора насоса, в том числе и соосно с ней, причем монтаж насоса осуществлен посредством плиты полости нагнетания на строительные конструкции или стойки.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-8.

Крутящий момент от асинхронного электродвигателя через механическое соединение валов (на фиг. не показано) передается на ротор насоса.

Герметичность насоса по валу обеспечена применением в конструкции уплотнительного подшипникового блока, выполняющего функции двойного торцевого уплотнения (фиг. 1). Ротор насоса имеет опорный узел для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Подшипники смазываются и охлаждаются затворной жидкостью, которая подается из внешней системы обеспечения (см. фиг. 1). Рабочее колесо, установленное на вал насоса, за счет крутящего момента от электродвигателя подает жидкость из камеры всасывания в полость нагнетания через направляющий аппарат (фиг.1).

На фигуре 1 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, содержащего:

1- рабочее колесо. Представляет собой ведущий диск, через который передается крутящий момент от вала насоса, крыльчатка, состоящая из лопастей, которые передают центробежные силы жидкости от вращения колеса, и покрывной диск, предназначенный для закрытия крыльчатки и избегания перетечек между лопаточными каналами. Рабочее колесо изготовлено с помощью литья из нержавеющего сплава.

2- направляющий аппарат. Направляющий аппарат предназначается для перемены направления потоков жидкостных сред и изменения скоростной энергии в давление. Устройство устроено из двух неподвижных дисков, установленных в корпусе насоса, оснащенных лопатками похожими на лопасти рабочего агрегата. Такую конструкцию в основном изготовляют с помощью литья из стали.

3- камера всасывания, которая предназначена для подвода жидкости к рабочим частям насоса. Состоит и всасывающего патрубка (скапливаемый объем жидкости, перенаправляющийся в рабочие части насоса), полости всасывания и фланцевых соединений.

4- полость нагнетания. Корпус нагнетания предназначен для отвода преобразованной жидкости к магистрали потребителя. Состоит и нагнетательного патрубка, полости нагнетания (представляет собой объем для скапливания жидкости и перенаправление ее в нагнетательный патрубок) и фланцевых соединений.

Опорами ротора являются подшипники качения 5 блока подшипникового уплотнительного между торцевыми уплотнениями, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки от вала насоса.

6-одинарное торцевое уплотнение.

7-втулки с винтовой нарезкой. Представляет собой втулку с винтовой нарезкой, закрепленной на валу насоса между торцевыми уплотнениями. Предназначен для обеспечения циркуляции затворной жидкости.

8-система обеспечения охлаждения, предназначена для хранения и подачи затворной жидкости на двойное торцевое уплотнение. Представляет собой бочек с контролирующей аппаратурой и трубопровод.

9-теплообменник для охлаждения затворной жидкости, Теплообменник представляет из себя трубопровод, согнутый в виде спирали, заполненный хладагентом и помещенный в бачек для затворной жидкости. Предназначен для охлаждения затворной жидкости.

10 - всасывающий патрубок корпуса всасывания. Представляет собой трубу с фланцем для крепления подводящего трубопровода. Предназначен для подвода жидкости от всасывающего трубопровода к полости всасывания в корпусе всасывания.

11 - шнек крепится на валу насоса перед рабочим колесом, представляет из себя втулку с винтовыми лопатками. Предназначен для повышения кавитационного запаса насоса.

12 – корпус ,в котором размещены рабочие колеса. Это цилиндрическая оболочка, в которой размешены направляющий аппарат и рабочее колесо. Предназначен для обеспечения перетечки жидкости от одной рабочей секции к другой. Комплект из корпуса направляющего аппарата и рабочего колеса называется секцией.

13 - термобарьер. Предназначен для отделения полости торцевого уплотнения от перекачиваемой горячей жидкости, представляет из себя полости заполненные хладогентом.

14 - всасывающий патрубок.

15 - радиальные подшипники.

16 - упорные подшипники скольжения.

17 - магнитная муфта

Перекачиваемая жидкость отделена от подшипников качения одинарным торцевым уплотнением 6 (нижнее). Полость, содержащая подшипники качения, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения 8. Указанная полость герметизируется торцевым уплотнением 6 (верхним). Два одинарных торцевых уплотнения 6 образуют конфигурацию двойного торцевого уплотнения. Циркуляция затворной жидкости осуществляется за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой 7. Для охлаждения затворной жидкости предусмотрен теплообменник 9, который может быть кожухотрубного или змеевикового типов, в заявленном техническом решении приведен в качестве примера (приведен змеевиковый).Положение всасывающего и нагнетательного патрубков данным описанием не регламентируется и может произвольно изменяться по углу и вдоль оси вращения ротора в зависимости от требований заказчика что обеспечивается за счет применения быстроразъемных соединений (на фиг. не показаны вследствие общеизвестности). Шнек 11 используют для повышения кавитации насоса.

На фигуре 1 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса стандартное исполнения предназначен для перекачки воды, растворов.

На фигуре 2 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, приведенного на Фиг.1 характеризуется, что с целью уменьшения металлоемкости камера 3 заменена на всасывающий патрубок корпуса всасывания 10, представляющую из себя трубу с фланцем для крепления подводящего трубопровода и крышки в виде фланца с уплотнением рабочего колеса, причем всасывающий патрубок может быть выполнен под произвольным углом к оси вращения ротора насоса, в том числе соосно с ней. Монтаж насоса осуществляется соединительным фланцем полости 4 на строительные конструкции или стойки.

На фигуре 3 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 1 тем, что с целью увеличения всасывающей способности оснащен шнеком 11. Шнек 11 может быть также установлен на насосе, показанном на фигуре 4.

На фигуре 4 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 1 тем, что с целью повышения напора насоса проточная часть состоит из более, чем одной рабочего колеса, включенных последовательно и помещенных в корпуса секций 12.

На фигуре 5 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 4 тем, что с целью уменьшения нагрева затворной жидкости и стабилизации приемлемого температурного режима работы подшипников установлен термобарьер 13, питаемый от внешнего источника охлаждающей жидкости. Термобарьер также может быть установлен на насосе, показанном на фигуре 1.

На фигуре 6 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 5 тем, что с целью обеспечения возможности самовсасывания корпус 3 имеет увеличенный объем, а всасывающий патрубок 14 имеет форму, способствующую гарантированному заполнению первого рабочего колеса жидкостью.

На фигуре 7 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 1 тем, что вместо подшипников качения применены радиальные 15 и упорные 16 подшипники скольжения. Подшипники скольжения также могут быть установлены на насосе, показанном на фигурах 1…6.

На фигуре 8 показан продольный разрез вертикального центробежного насоса, отличающийся от фигуры 5 тем, что вместо верхнего одинарного торцевого уплотнения 6 установлена магнитная муфта 17, обеспечивающая полную герметичность насоса. Магнитная муфта также может быть установлена на насосе, показанном на фигурах 1…7.

Пример осуществления изобретения

Работа вертикального центробежного насоса вертикального типа осуществляется следующим образом. Перекачиваемая жидкая среда через всасывающий патрубок 10 корпуса всасывания 3 поступает вход во вращающееся центробежное рабочее колесо 1, под действием центробежных сил в рабочем колесе и диффузного расширения в межлопаточных каналах направляющего аппарата перемещается в полость 4, приобретая при этом кинетическую энергию и получая закрутку в направлении вращения центробежного рабочего колеса 1.После выхода из корпуса 4 поток переходит в патрубок 11.

Таким образом, за счет разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных узлов и элементов агрегата, в том числе за счет того, что жидкость отделена от подшипников качения одинарным торцевым уплотнением, полость, содержащая подшипники качения, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения, которая герметизируется верхним торцевым уплотнением, причем два одинарных торцевых уплотнения образуют конфигурацию двойного торцевого уплотнения, циркуляция затворной жидкости осуществляется за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой, для охлаждения затворной жидкости установлен термобарьер, достигается повышение долговечности, надежности и эффективности перекачивания абразивных жидких сред.

Группа изобретений относится к вертикальным центробежным насосам. Насос содержит ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо закрытого типа, корпус всасывания, проточную часть, корпус нагнетания, подшипники, уплотнения, шнек, установленный перед первым рабочим колесом, направляющий аппарат, отводящий жидкость от рабочего колеса и быстроразъемные соединения. Насос снабжен теплообменником, а корпус нагнетания - полостью нагнетания. Перекачиваемая жидкость отделена от подшипников качения или скольжения нижним одинарным торцевым уплотнением. Полость нагнетания, в которой расположены подшипники, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения охлаждения торцевого уплотнения, и герметизирована верхним одинарным торцевым уплотнением. Торцевые уплотнения образуют конфигурацию двойного торцевого уплотнения. Циркуляция затворной жидкости осуществлена за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой. Для охлаждения затворной жидкости использован теплообменник и установлен термобарьер. Группа изобретений направлена на повышение надежности насоса, безопасности при перекачивании агрессивных жидкостей. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Унифицированный вертикальный центробежный насос, содержащий ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо закрытого типа, корпус всасывания, проточную часть, корпус нагнетания, подшипники, уплотнения, шнек, установленный перед первым рабочим колесом, направляющий аппарат, отводящий жидкость от рабочего колеса, и быстроразъемные соединения, отличающийся тем, что насос снабжен теплообменником, а корпус нагнетания - полостью нагнетания, при этом перекачиваемая жидкость отделена от подшипников качения или подшипников скольжения нижним одинарным торцевым уплотнением, а полость нагнетания, в которой расположены подшипники качения или подшипники скольжения, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения охлаждения торцевого уплотнения, и герметизирована верхним одинарным торцевым уплотнением, причем нижнее и верхнее одинарные торцевые уплотнения образуют конфигурацию двойного торцевого уплотнения, циркуляция затворной жидкости осуществлена за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой, для охлаждения затворной жидкости использован теплообменник и установлен термобарьер, питаемый от внешнего источника охлаждающей жидкости, смазки подшипников, совмещенной с системой обеспечения охлаждения торцевого уплотнения.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник выполнен кожухотрубного или змеевикового типов.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что проточная часть состоит из более чем одной секции, включенных последовательно и помещенных в корпуса секций.

4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что корпус всасывания выполнен в виде крышки с всасывающим патрубком, расположенным под произвольным углом к оси вращения ротора насоса, в том числе и соосно с ней, причем монтаж насоса осуществлен посредством плиты полости нагнетания на строительные конструкции или стойки.

5. Унифицированный вертикальный центробежный насос, содержащий ротор с валом и не менее чем одно рабочее колесо закрытого типа, корпус всасывания, проточную часть, корпус нагнетания, подшипники, уплотнение, шнек, установленный перед первым рабочим колесом, направляющий аппарат, отводящий жидкость от рабочего колеса, и быстроразъемные соединения, отличающийся тем, что насос снабжен теплообменником, а корпус нагнетания - полостью нагнетания, при этом перекачиваемая жидкость отделена от радиальных и упорных подшипников скольжения торцевым уплотнением, а полость нагнетания, в которой расположены подшипники, заполнена затворной жидкостью, подаваемой из системы обеспечения охлаждения торцевого уплотнения, и герметизирована магнитной муфтой, циркуляция затворной жидкости осуществлена за счет закрепленной на валу втулки с винтовой нарезкой, для охлаждения затворной жидкости использован теплообменник и установлен термобарьер, питаемый от внешнего источника охлаждающей жидкости, смазки подшипников, совмещенной с системой обеспечения охлаждения торцевого уплотнения.

6. Насос по п. 5, отличающийся тем, что теплообменник выполнен кожухотрубного или змеевикового типов.

7. Насос по п. 5, отличающийся тем, что проточная часть состоит из более чем одной секции, включенных последовательно и помещенных в корпуса секций.

8. Насос по п. 5, отличающийся тем, что корпус всасывания выполнен в виде крышки с всасывающим патрубком, расположенным под произвольным углом к оси вращения ротора насоса, в том числе и соосно с ней, причем монтаж насоса осуществлен посредством плиты полости нагнетания на строительные конструкции или стойки.