Агрегат вертикальный герметичный с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя Российский патент 2023 года по МПК F04D13/02 F04D7/02 F04D29/58 

Изобретение относится к машиностроению, а именно насосам, предназначенным для перекачивания нейтральных, агрессивных, токсичных и взрывопожароопасных жидкостей, пары которых могут образовывать с воздухом взрывоопасные, например, смеси метанола, а также нефтепродуктов, газового конденсата, природного и сжиженных газов плотностью не более 1200 кг/м³, вязкостью до 26 сCт и с содержанием примесей (неабразивного и ферромагнитного характера) не более 0,2 % размером не более 0,1 мм . Температура перекачиваемой жидкости не более 250°С.

Из уровня техники известен Насос вертикальный герметичный (пат. ПМ РФ199022), характеризующийся тем, что содержит верхнюю нагнетательную часть корпуса и нижнюю всасывающую часть корпуса, между которыми расположена средняя часть корпуса, включающая рабочие колеса и направляющие аппараты, также насос вертикальный содержит ведомый вал, имеющий внутреннюю ведомую магнитную полумуфту, бесконтактно связанную через немагнитный герметизирующий экран с наружной ведущей магнитной муфтой на ведущем валу электродвигателя, осевые подшипники скольжения, расположенные на ведомом валу в нижней всасывающей части корпуса, при этом насос вертикальный содержит трубку, расположенную снаружи корпуса насоса вертикального, один конец которой соединен с верхней нагнетательной частью корпуса, а другой конец - с отверстием, выполненным в нижней всасывающей части корпуса и соединенным с нижним торцом ведомого вала насоса .

Недостатком известного решения является то, что в заявленной конструкции используется параллельная схема расположения проточных частей для увеличения подачи перекачиваемой жидкости, а в известном решении расположение проточных частей выполнено по последовательной схеме для увеличения напора перекачиваемой жидкости. Так же в заявленной конструкции используется осевая ступень (шнек) для обеспечения кавитационного запаса агрегата до высоты 2 м.

Техническим результатом при использовании предлагаемого изобретения является повышение надежности работы насоса, обусловленной добавлением дополнительной радиальной опоры, установленной в разделительном корпусе для повышения критической частоты вращения ротора агрегата. Кроме того, было повышено КПД агрегата за счёт уменьшения внутренних перетечек жидкости путем удаления трубки разгрузки между корпусами, и дополнительного введения шнека, что дало возможность использовать электродвигатель меньшей мощности при сохранении сопоставимой производительности.

Далее представлены в порядке возрастания элементы конструкции агрегата вертикального герметичного с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя.

1 - двигатель переменного тока

2- фундаментная рама

3- основание

4-болты

5- болты для радиально осевого подшипника

6- осевой подшипник

7- радиальный подшипник скольжения

8- осевой подшипник скольжения

9- вал насоса

10- стяжная гайка

11- корпус всасывания

12- шпилечное соединение

13- шнек

14- корпус шнека

15- проточная часть насоса

16- рабочее колесо

17- шпонка

18- направляющий аппарат

19- разделительный корпус

20- промежуточный подшипник

21- лабиринтное уплотнение

22- промежуточные втулки

23- гайка

24- корпус нагнетания

А -патрубок всасывания

Б -патрубок нагнетания

25- шпилечное соединение

26- отжимные болты

27- щит на верхнем фланце корпуса нагнетания 24

28- верхний радиально осевой подшипник

29- промежуточная втулка

30-болты

31- шпилечное соединение

32- ведомая магнитная полумуфта

33- стяжная гайка

34- уплотнительную прокладку

35- герметизирующий экран

36- прижимной фланец

37-болты

38- стойка электродвигателя

39- болты крепления шита

40- ведущая магнитная полумуфта

41- болтовое соединение

Агрегат вертикальный герметичный с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя 1 переменного тока предназначен, для преобразования электрической энергии в механическую и передачи крутящего момента на ведущую магнитную полумуфту 40. Состоит из фундаментной рамы 2, предназначенной для установки агрегата на фундамент, на которую устанавливается основание 3, предназначено для установки агрегата на фундаментную раму нагрузки, передаваемые радиально осевым подшипником, закрепляется болтами 4. На основание 3 устанавливается и закрепляется болтами 5 радиально осевой подшипник 6, состоящий из радиального подшипника скольжения 7, воспринимающим радиальные нагрузки от вала насоса, и осевого подшипника скольжения 8, воспринимающим осевые нагрузки от вала насоса, вал насоса 9, предназначен для передачи крутящего момента на рабочие части наоса, устанавливается в радиально осевой подшипник 6 вертикально, чтобы зафиксировать подшипники скольжения их стягивают гайкой 10. Затем на основание 3 устанавливается корпус всасывания 11 с патрубком всасывания А, предназначенного для приема жидкости и распределение ее на два патока и крепится к основанию 3 шпилечным соединением 12. Для повышения квитанционного запаса на вал насоса 9 устанавливается шнек 13, при этом, в корпус нагнетания устанавливается корпус шнека 14 и проточную часть насоса 15 состоящую из рабочего колеса 16, для придания жидкости скорости и давления, установленного на валу насоса 9, с помощью шпонки 17 воспринимает крутящий момент от вала, направляющего аппарата 18, для преобразования кинетической энергии в потенциальную. После проточной части насоса 15 в корпус всасывания 11 устанавливается разделительный корпус 19, предназначенный для разделения патока с низким давлением от высокого, в разделительный корпус устанавливается промежуточный подшипник 20 состоящий из радиального подшипника скольжения 7 и лабиринтного уплотнения 21, предназначенного для уменьшения перетечки жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления. Далее последовательно устанавливается шнек 13 и корпус шнека 14 и вторая проточная часть насоса и через промежуточные втулки 22 стягиваются на валу насоса гайкой 23. Затем производится установка корпуса нагнетания 24 с патрубком нагнетания Б, предназначен для соединения двух потоков жидкости и транспортировка через патрубок нагнетания в трубопровод потребителя, и скрепляется с корпусом всасывания шпилечным соединением 25. Корпусные детали проточных частей стягиваются отжимными болтами 26. Установку щита 27 на верхний фланец корпуса нагнетания производится в сборе с верхним радиально осевым подшипником 28 воспринимает радиальную и осевую нагрузку от вала насоса, состоящим осевого подшипника скольжения 8 и двух радиальных подшипников скольжения 7 установленных через промежуточную втулку 29, закрепленный болтами 30. Щит (27) к корпусу нагнетания крепится шпилечным соединением 31. С верху верхнего радиального подшипника на вал насоса устанавливается ведомая магнитная полумуфта 32, для передачи крутящего момента на вал насоса, и стягивается гайкой 33. На щит через уплотнительную прокладку 34 уплотняет соединение щит и герметизирующий экран, устанавливается герметизирующий экран 35, герметизирует окружающую среду от перекачиваемой жидкости, и с помощью прижимного фланца 36, для фиксации герметизирующего экрана, и болтов 37 закрепляется к щиту. Следом устанавливается стойка электродвигателя 38, предохраняет от вращающихся элементов агрегата, закрепленная к щиту болтами 39. На стойку электродвигателя устанавливается электродвигатель 1, для преобразования электрической энергии в механическую и передачи крутящего момента на ведущую магнитную полумуфту, уже с установленной на валу ведущей магнитной полумуфтой 40, предназначенной для передачи крутящего момента с помощью магнитных сил на ведомую магнитную полумуфту. Электродвигатель к стойке электродвигателя крепится с помощью болтового соединения 41.

Агрегат вертикальный герметичный с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя работает следующим образом. Перед началом эксплуатации насосный агрегат необходимо заполнить перекачиваемой жидкостью. Для этого через патрубок всасывания А подается перекачиваемая жидкость. Дренаж воздуха при заполнении насоса производится через дренаж В, фактом заполнения насосного агрегата будет являться поступление перекачиваемой жидкости через дренаж В без видимых пузырьков воздуха. После этого дренаж надо закрыть, насосный агрегат готов к работе. Далее, после окончания эксплуатации агрегата надо прекратить подачу перекачиваемой жидкости через патрубок всасывания А. После указанного надо предотвратить попадание перекачиваемой жидкости в насосный агрегат через патрубок нагнетания Б, для чего заглушивают линию нагнетания. Далее жидкость из насосного агрегата нужно слить. Для этого открывается слив Г. После удаления перекачиваемой жидкости из насосного агрегата слив Г нужно закрыть.

Работу агрегата рассмотрим на следующем примере.

При запуске агрегата от электродвигателя 1 с помощью ведущей магнитной полумуфты 40 через герметизирующий экран 35, без контактным способом с помощью магнитных сил, передается крутящий момент на ведомую магнитную полумуфту 32, а затем и на вал насоса 9. Жидкость поступает через патрубок всасывание А корпуса всасывания 11, после прохождения патрубка всасывания А жидкость разделяется на два потока, первый поток поступает на вход корпуса шнека 14 первой проточной части 15 через шнек 13 поступает на вход рабочего колеса 16, с помощью центробежных сил в рабочем колесе 16 жидкости придается значительная скорость и давление, из колеса жидкость попадает в направляющий аппарат 18 в котором кинетическая энергия жидкости преобразуется в потенциальную, затем жидкость через разделительный корпус 19 попадает в корпус нагнетания 24. Второй поток через разделительный корпус 19 поступает на вход второй проточной части 15 пройдя через нее попадает в корпус нагнетания 24 там соединяется с первым поток и выходит через нагнетательный патрубок Б. Из корпуса нагнетания 24 жидкость через отверстия в верхнем радиально осевом подшипнике 28 попадает в внутреннею полость герметизирующего экрана 35, для его охлаждения, который нагревается за счет возникших в нем токов Фуко.

Изобретение относится к машиностроению, а именно насосам, предназначенным для перекачки нейтральных, агрессивных, токсичных и взрывопожароопасных жидкостей. Агрегат вертикальный герметичный с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя содержит взрывозащищенный двигатель переменного тока, установленный на фундаментной раме с основанием, закрепленным болтами, и стойке. При этом агрегат снабжен радиально осевым подшипником, закрепленным на основании болтами, который состоит из радиального подшипника скольжения и осевого подшипника скольжения, валом насоса направляющего аппарата, который установлен в радиально осевой подшипник вертикально, причем подшипники скольжения скреплены стяжной гайкой, корпусом всасывания с патрубком всасывания А, который в свою очередь прикреплен к основанию шпилечным соединением, шнеком с корпусом на валу насоса, корпусом нагнетания с корпусом шнека и проточной частью насоса, которая через промежуточные втулки стянута на валу насоса гайкой, состоящей из рабочего колеса, установленного на валу насоса, со шпонкой, разделительным корпусом с промежуточным подшипником, состоящим из радиального подшипника скольжения и лабиринтного уплотнения, установленным в корпус всасывания, корпусом нагнетания с патрубком нагнетания Б, который скреплен с корпусом всасывания шпилечным соединением. При этом корпусные детали проточных частей стянуты отжимными болтами. При этом щит на верхнем фланце корпуса нагнетания в сборе с верхним радиально осевым подшипником, состоящим из осевого подшипника скольжения и двух радиальных подшипников скольжения, установленных через промежуточную втулку, закреплен болтами. При этом щит прикреплен к корпусу нагнетания шпилечным соединением, ведомая магнитная полумуфта установлена сверху верхнего радиального подшипника на вал насоса и стянута гайкой, герметизирующий экран прикреплен на щите через уплотнительную прокладку и посредством прижимного фланца и болтов закреплен к щиту, стойкой электродвигателя прикрепленным с помощью болтового соединения, ведущей магнитной полумуфтой на валу, закрепленной к щиту болтами крепления щита. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы насоса, повышение КПД агрегата. 1 ил.

Агрегат вертикальный герметичный с приводом от асинхронного взрывозащищенного двигателя, содержащий взрывозащищенный двигатель переменного тока, установленный на фундаментной раме с основанием, закрепленным болтами, и стойке, отличающийся тем, что агрегат снабжен радиально осевым подшипником, закрепленным на основании болтами, который состоит из радиального подшипника скольжения и осевого подшипника скольжения, валом насоса направляющего аппарата, который установлен в радиально осевой подшипник вертикально, причем подшипники скольжения скреплены стяжной гайкой, корпусом всасывания с патрубком всасывания А, который в свою очередь прикреплен к основанию шпилечным соединением, шнеком с корпусом на валу насоса, корпусом нагнетания с корпусом шнека и проточной частью насоса, которая через промежуточные втулки стянута на валу насоса гайкой, состоящей из рабочего колеса, установленного на валу насоса, со шпонкой, разделительным корпусом с промежуточным подшипником, состоящим из радиального подшипника скольжения и лабиринтного уплотнения, установленным в корпус всасывания, корпусом нагнетания с патрубком нагнетания Б, который скреплен с корпусом всасывания шпилечным соединением, при этом корпусные детали проточных частей стянуты отжимными болтами, при этом щит на верхнем фланце корпуса нагнетания в сборе с верхним радиально осевым подшипником, состоящим из осевого подшипника скольжения и двух радиальных подшипников скольжения, установленных через промежуточную втулку, закреплен болтами, при этом щит прикреплен к корпусу нагнетания шпилечным соединением, ведомая магнитная полумуфта установлена сверху верхнего радиального подшипника на вал насоса и стянута гайкой, герметизирующий экран прикреплен на щите через уплотнительную прокладку и посредством прижимного фланца и болтов закреплен к щиту, стойкой электродвигателя прикрепленным с помощью болтового соединения, ведущей магнитной полумуфтой на валу, закрепленной к щиту болтами крепления щита.