ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2022 года по МПК F04D13/06 

Изобретение относится к области насосного оборудования для перекачивания в стационарных условиях нейтральных, агрессивных, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и может быть использована в нефтяной, нефтедобывающей, нефтехимической, химической, теплоэнергетической промышленностях и в коммунальном хозяйстве.

Из существующего уровня техники известна горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, входной модуль, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания и упорный узел насоса. Первая секция насоса совмещена с входным модулем и расположена с ним на общем валу, уплотненном торцевым уплотнением, а упорный узел насоса размещен в узле входного модуля, причем входной модуль содержит два дополнительных радиальных подшипника. (Патент RU №2162163, опубл. 20.01.2001).

Недостатками данной конструкции является то, что входной модуль, совмещенный с насосом, не позволяет производить быструю замену насоса или торцевого уплотнения при его выходе из строя.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания, уплотненную заполненную маслом упорную камеру, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, и систему охлаждения масла. Система охлаждения содержит трубу с радиатором, размещенную в масляной ванне упорной камеры и соединенную с узлом всасывания, и крыльчатку для создания циркуляции перекачиваемой жидкости в трубе, зафиксированную на валу и размещенную в узле всасывания, отделенном от упорной камеры торцовым уплотнением. (Патент RU №2320896, опубл. 27.03.2008)

Недостатками данной конструкции является сложность изготовления конструкции для охлаждения масляной ванны упорной камеры перекачиваемой жидкостью. Вторым недостатком является снижение или выход из строя системы охлаждения ввиду засорения трубы и радиатора солями и механическими примесями, содержащимися в перекачиваемой жидкости.

Еще одним недостатком является то, что при выходе из строя торцевого уплотнения жидкость попадает в упорную камеру, что приводит к поломке и дальнейшей замене всей упорной камеры.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков, улучшение эксплуатационных свойств и увеличение надежности установки при повышенных нагрузках.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, соединенный посредством муфты с опорно-уплотнительным узлом, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, корпус всасывающий и секционный центробежной насос, при этом согласно изобретению опорно-уплотнительный узел снабжен выносным масляным насосом и радиатором с принудительным охлаждением, обеспечивающим циркуляцию масла, при этом подшипники, воспринимающие осевые и радиальные нагрузки размещены на втулках, между которыми установлены пружины, при этом между корпусом подшипника и уплотнением образована полость в которой установлен отбойник, полость сообщена с датчиком контроля утечек и со штуцером отвода утечек.

Изобретение поясняется следующими фигурами:

На фиг. 1 представлена горизонтальная насосная установка в собранном виде.

На фиг. 2 представлен опорно-уплотнительный узел и всасывающий корпус в разрезе.

1. Опорная рама

2. Электродвигатель

3. Опорно-уплотнительный узел

4. Корпус всасывающий

5. Секция центробежного насоса

6. Компенсирующая муфта

7. Регулируемая опора

8. Упор

9. Корпус опорно-уплотнительного узла

10. Уплотнение

11, 12. Подшипник (воспринимающий радиальные нагрузки)

13. Трехрядный подшипник (воспринимающий осевые нагрузки)

14. Вал

15. Верхний штуцер

16. Муфта

17. Нижний штуцер

18. Втулка подшипника п. 12

19. Втулка подшипника п. 13

20. Пружина

21. Штуцер отвода утечек

22. Датчик контроля утечек

23. Отбойник

24. Полость

Горизонтальная насосная установка содержит опорную раму 1, установленный на ней электродвигатель 2, опорно-уплотнительный узел 3, всасывающий корпус 4 и секции центробежного насоса 5. Опорно-уплотнительный узел 3 и всасывающий корпус 4 установлены на опорной раме 1 с помощью упора 8.

Вал 14 опорно-уплотнительного узла 3 с одной стороны соединен с валом электродвигателя 2 посредством компенсационной муфты бис другой стороны с валом секцией центробежного насоса 5 с помощью муфты 16.

Секции центробежного насоса 5 установлены на опорной раме 1 с помощью регулировочных опор 7.

Опорно-уплотнительный узел 3 состоит из корпуса 8, подшипников 11, 12 воспринимающих радиальные нагрузки, подшипника 13 воспринимающего осевые нагрузки. Подшипники 12 и 13 размещены на втулках 18, 19 соответственно на валу 14. Между Втулками 18, 19 установлены пружины 20 для предварительного натяга, необходимого для бесперебойной работы подшипников 12, 13. Опорно-уплотнительный узел 3 соединен с выносным масляным насосом и радиатором (не показано) посредством верхнего штуцера 15 и нижнего штуцера 17 для принудительного охлаждения, обеспечивая циркуляцию масла в опорно-уплотнительном узле 3.

Уплотнение 10 для предотвращения утечек перекачиваемой жидкости установлено на валу 14 опорно-уплотнительного узла 3 размещенном в полости всасывающего корпуса 4.

В корпусе 9 опорно-уплотнительного узла 3 между подшипником 13 воспринимающем радиальные нагрузки и уплотнением 10 в образованной полости 24 на валу 14 установлен отбойник 23. Полость 24 сообщена с датчиком 22 контроля утечек и со штуцером 21 отвода утечек с помощью каналов (не показаны) в корпусе 9 опорно-уплотнительного узла 3.

Горизонтальная насосная установка работает следующим образом.

Крутящий момент от электродвигателя 2 к валу 14 опорно-уплотнительного узла 3 передается посредством компенсационной муфты 6, далее вращение передается секции центробежного насоса 5 с помощью муфты 16.

Перекачиваемая жидкость по технологическому трубопроводу поступает во всасывающий корпус 4 и далее в секции центробежного насоса 5, где кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную энергия давления перекачиваемой жидкости, пройдя все ступени секций центробежного насоса 5 поступает потребителю с необходимым давлением.

Подшипники 11, 12 и 13 воспринимают радиальные и осевые нагрузки от гидродинамического воздействия перекачиваемой жидкости на валы секций центробежного насоса 5 и вал 14 опорно-уплотнительного узла 3. Выделяемая при этом тепловая энергия отводится за счет активной циркуляции масла в опорно-уплотнительном узле 3 с помощью выносного масляного насоса и радиатора с принудительным охлаждением (не показано).

Система контроля защиты работает следующим образом.

При выходе из строя уплотнения 10 перекачиваемая жидкость под давлением поступает в полость 24. Отбойник 23 установленный на валу 14 в полости 24 взаимодействует с поступившей перекачиваемой жидкостью и отводит ее под действием центробежной силы через штуцер 21 отвода утечек с помощью канала расположенного в корпусе 9 опорно-уплотнительного узла 3, тем самым защищая подшипники 12, 13 маслонаполненную полость опорно-уплотнительного узла 3 от попадания перекачиваемой жидкости. Датчик контроля утечек 22 сообщенный с полостью 24 передает сигнал на станцию управления о необходимости аварийного отключения насосной установки.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает бесперебойное охлаждение опорно-уплотнительного узла, улучшая эксплуатационные свойства и увеличивая надежность горизонтальной насосной установки.

Изобретение относится к области насосного оборудования для перекачивания в стационарных условиях нейтральных, агрессивных, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и может быть использовано в нефтяной, нефтедобывающей, нефтехимической, химической, теплоэнергетической промышленностях и в коммунальном хозяйстве. Горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, соединенный посредством муфты с опорно-уплотнительным узлом, в котором установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, корпус всасывающий и секционный центробежной насос, при этом опорно-уплотнительный узел снабжен выносным масляным насосом и радиатором с принудительным охлаждением, обеспечивающим циркуляцию масла, при этом подшипники, воспринимающие осевые и радиальные нагрузки, размещены на втулках, между которыми установлены пружины, а между корпусом подшипника и уплотнением образована полость, в которой установлен отбойник. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных свойств и увеличение надежности установки при повышенных нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, соединенный посредством муфты с опорно-уплотнительным узлом, в котором установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, корпус всасывающий и секционный центробежной насос,

отличающаяся тем, что

опорно-уплотнительный узел снабжен выносным масляным насосом и радиатором с принудительным охлаждением, обеспечивающим циркуляцию масла, при этом подшипники, воспринимающие осевые и радиальные нагрузки, размещены на втулках, между которыми установлены пружины, а между корпусом подшипника и уплотнением образована полость, в которой установлен отбойник.

2. Горизонтальная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что полость сообщена с датчиком контроля утечек и со штуцером отвода утечек.