МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС


RU (11) 2276287 (13) C1

(51) МПК
F04D 1/06 (2006.01)
F04D 29/041 (2006.01)
F04D 29/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005107350/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.03.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.03.16 
(45) Опубликовано: 2006.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЧЕРКАССКИЙ В.М. и др. Насосы, компрессоры, вентиляторы. Москва, Энергия, 1968, с.116, рис.4-40. SU 1008505 А1, 30.03.1983. RU 18561 U1, 27.06.2001. SU 231324 А1, 01.01.1968. PL 254228 A, 03.06.1986. DE 852656 A, 16.10.1952. 
(72) Автор(ы): Анохин Владимир Дмитриевич (RU); Дубовик Александр Семенович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Анохин Владимир Дмитриевич (RU); Дубовик Александр Семенович (RU) 
Адрес для переписки: 125430, Москва, ул. Митинская, 48, корп.1, кв.741, В.Д. Анохину 

(54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Изобретение относится к области насосостроения. Насос содержит корпус (К) с направляющим аппаратом, рабочие колеса (РК), зафиксированные на валу стопорным элементом, расположенным перед РК первой ступени, и радиальные опоры вала. Также насос содержит узел уплотнения (УУ) вала, расположенный со стороны всасывающего канала, и расположенную в разгрузочной полости К гидропяту, включающую разгрузочный диск, установленный на валу, и опорный элемент, закрепленный на К. Полость, заключенная между разгрузочным диском и опорным элементом, сообщена с напорным каналом насоса через зазор между РК последней ступени и К. УУ содержит закрепленный на К цилиндрический кожух с упорным буртом, рубашку, герметично охватывающую вал, аксиально подвижную втулку, уплотненную в кожухе, пружину, расположенную между упорным буртом и аксиально подвижной втулкой, пару уплотнительных колец, закрепленных соответственно на втулке и рубашке и контактирующих друг с другом своими плоскими поверхностями. Каждая радиальная опора содержит пару расположенных одна в другой обойм с антифрикционными вкладышами. Между обоймами выполнены сквозные продольные каналы. Внутренняя обойма одной из радиальных опор зажата между рубашкой УУ и стопорным элементом, расположенным на валу. Внутренняя обойма другой опоры зажата между разгрузочным диском и РК последней ступени, торец вала размещен в разгрузочной полости, а в кожухе выполнено отверстие, к которому подключен трубопровод, сообщенный с разгрузочной полостью. Изобретение направлено на упрощение конструкции и уменьшение габаритов насоса. 6 з.п. ф-лы, 5 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым центробежным насосам, предназначенным для перекачки жидкости, например для поддержания пластового давления при добыче нефти.

Известен центробежный насос, содержащий корпус с направляющим аппаратом, рабочие колеса, связанные с валом, радиальные опоры вала и узлы уплотнения вала (см. В.М.Черкасский и др. "Насосы, компрессоры, вентиляторы". Энергия, Москва, 1968, стр.106, рис.4-23).

Недостатком данного насоса является то, что для уравновешивания осевых усилий рабочая ступень включает два рабочих колеса. Это приводит к увеличению длины вала и к увеличению расстояния между опорами вала, что отрицательно сказывается на габаритах насоса в целом и на надежности его работы за счет низкой жесткости вала.

Наиболее близким к заявленному является центробежный насос, содержащий разъемный корпус с направляющим аппаратом, рабочие колеса, зафиксированные на рабочем валу от осевого смещения стопорным элементом, расположенным перед колесом первой ступени, радиальные опоры вала, узел уплотнения вала, расположенный со стороны всасывающего канала, и расположенную в разгрузочной полости корпуса гидропяту, включающую разгрузочный диск, установленный на валу, и опорный элемент, закрепленный на корпусе, при этом полость, заключенная между разгрузочным диском и опорным элементом, сообщена с напорным каналом насоса через зазор между рабочим колесом последней ступени и корпусом (см. В.М.Черкасский и др. "Насосы, компрессоры, вентиляторы", Москва, Энергия, 1968, стр.116, рис.4-40).

Недостатком этого насоса является сложность конструкции и большие габариты.

Для упрощения конструкции и уменьшения габаритов в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем разъемный корпус с направляющим аппаратом, рабочие колеса, зафиксированные на рабочем валу от осевого смещения стопорным элементом, расположенным перед колесом первой ступени, радиальные опоры вала, узел уплотнения вала, расположенный со стороны всасывающего канала, и расположенную в разгрузочной полости корпуса гидропяту, включающую разгрузочный диск, установленный на валу, и опорный элемент, закрепленный на корпусе, при этом полость, заключенная между разгрузочным диском и опорным элементом, сообщена с напорным каналом насоса через зазор между рабочим колесом последней ступени и корпусом, согласно изобретению узел уплотнения вала содержит соединенный с корпусом цилиндрический кожух с упорным буртом, рубашку, герметично охватывающую вал, аксиально подвижную втулку, уплотненную в кожухе, пружину, расположенную между упорным буртом и аксиально подвижной втулкой, пару уплотнительных колец, закрепленных соответственно на втулке и рубашке и контактирующих друг с другом своими плоскими поверхностями, каждая радиальная опора содержит пару расположенных одна в другой обойм с антифрикционными вкладышами, при этом между обоймами выполнены сквозные продольные каналы, внутренняя обойма одной из радиальных опор зажата между рубашкой узла уплотнения вала и к стопорным элементом, расположенным на валу, внутренняя обойма другой радиальной опоры зажата между разгрузочным диском и рабочим колесом последней ступени, торец вала размещен в разгрузочной полости, а в кожухе выполнено отверстие, к которому подключен трубопровод, сообщенный с разгрузочной полостью.

Для увеличения долговечности за счет уменьшения износа гидропята может быть снабжена антифрикционными кольцами, герметично закрепленными в разгрузочном диске и опорном элементе.

Для поддержания требуемых перепадов давлений в гидропяте и радиальных опорах трубопровод может быть дополнительно сообщен с всасывающим каналом.

Для регулировки условий работы узлов насоса в зависимости от условий эксплуатации путем изменения перепадов давлений в гидропяте и радиальных опорах в трубопроводе могут быть установлены запорно-регулирующие устройства.

Для повышения надежности работы внутренняя обойма может включать пару прижимных колец с коническими расточками, расположенных с противоположных сторон антифрикционной втулки, при этом на втулке должны быть выполнены фаски, ответные расточкам колец.

Для упрощения изготовления разгрузочный диск и/или рубашка узла уплотнения вала и/или стопорный элемент, расположенный на валу, и/или разгрузочный диск и/или рабочее колесо последней ступени, могут быть снабжены дистанционными проставками, каждая из которых выполнена в виде шайбы, охватывающей рабочий вал.

Кроме того, для упрощения конструкции опорный элемент гидропяты и обойма радиальной опоры могут быть выполнены за одно целое.

На фиг.1 представлен продольный разрез насоса, на фиг.2 - продольный разрез узла уплотнения вала, на фиг.3 - продольный разрез гидропяты, на фиг.4 - поперечный разрез радиальной опоры, расположенной перед всасывающим каналом, на фиг 5 представлен общий вид насоса.

Насос содержит разъемный корпус 1 с направляющим аппаратом 2, рабочие колеса 3, рабочий вал 4, радиальные опоры вала, узел уплотнения вала, расположенный со стороны всасывающего канала 5, и расположенную в разгрузочной полости 6 корпуса гидропяту. Рабочие колеса 3 зафиксированы на рабочем валу 4 от осевого смещения стопорным элементом 7, расположенным перед колесом первой ступени, и от вращения шпонками 8. Гидропята содержит разгрузочный диск 9, установленный на валу 4, и опорный элемент 10, закрепленный на корпусе. Полость 11, заключенная между разгрузочным диском и опорным элементом, сообщена с напорным каналом 12 через зазор 13 между рабочим колесом последней ступени и корпусом. Узел уплотнения вала содержит герметично соединенный с корпусом цилиндрический кожух 14 с упорным буртом 15, рубашку 16, герметично охватывающую вал, аксиально подвижную втулку 17, уплотненную в кожухе, пружину 18, расположенную между упорным буртом и аксиально подвижной втулкой, пару уплотнительных колец 19 и 20, закрепленных соответственно на втулке и рубашке и контактирующих друг с другом своими плоскими поверхностями. Радиальные опоры содержат по паре расположенных одна в другой обойм 21, 22 и 23, 24 с антифрикционными вкладышами. Между обоймами 21 и 22 а также обоймами 23 и 24 выполнены сквозные продольные каналы 25 и 26 соответственно. Внутренняя обойма 21 одной из радиальных опор зажата между рубашкой узла уплотнения вала и стопорным элементом, расположенным на валу, а внутренняя обойма 23 другой радиальной опоры зажата между разгрузочным диском и рабочим колесом последней ступени. На валу установлен ограничитель перемещения разгрузочного диска в виде упорной гайки 27, ближайший к ней торец вала 28 размещен в разгрузочной полости. В кожухе выполнено отверстие 29, к которому подключен трубопровод 30, сообщенный с разгрузочной полостью.

Гидропята может быть снабжена антифрикционными кольцами 31 и 32, герметично закрепленными в разгрузочном диске и опорном элементе.

Трубопровод 30 может быть дополнительно сообщен с всасывающим каналом.

В трубопроводе 30 могут быть установлены запорно-регулирующие устройства 33 и 34.

Внутренняя обойма может включать пару прижимных колец 35 и 36 с коническими расточками, расположенных с противоположных сторон антифрикционной втулки, при этом на втулке должны быть выполнены фаски 37 и 38, ответные расточкам колец.

Разгрузочный диск и/или рубашка узла уплотнения вала и/или стопорный элемент, расположенный на валу, и/или разгрузочный диск, и/или рабочее колесо последней ступени могут быть снабжены дистанционными проставками, каждая из которых выполнена в виде шайбы, охватывающей рабочий вал.

Опорный элемент гидропяты и обойма радиальной опоры могут быть выполнены за одно целое.

Упорный бурт может быть выполнен в виде отдельной детали, соединенной с кожухом по резьбе.

Насос работает следующим образом.

При работе насоса жидкость под действием на нее вращающихся рабочих колес поступает из всасывающего 5 в нагнетательный 12 канал. Из нагнетательного канала, зазору 13 между рабочим колесом последней ступени и корпусом по продольным каналам 26 жидкость поступает в полость 11 между разгрузочным диском и опорным элементом, откуда по зазору между разгрузочным диском и опорным элементом поступает в разгрузочную полость 6. Из разгрузочной полости 6 жидкость по трубопроводу 30 поступает в кожух, откуда по продольным каналам 25 - во всасывающий канал 5. Кроме того, жидкость из трубопровода 30 может поступать во всасывающий канал непосредственно.

Под действием перепада давлений в полости 11 и разгрузочной полости 6 на разгрузочном диске 9 создается усилие, направленное против осевых усилий на рабочих колесах. При увеличении давления в полости 11 выше допустимого разгрузочный диск 9 смещается в сторону от опорного элемента, вынуждая вал и рабочие колеса смещаться в сторону напорного канала. В результате зазор между разгрузочным диском и опорным элементов увеличивается. Давление в полости 11 снижается и опорный диск под действием осевых усилий на рабочих колесах возвращается в исходное положение. Поскольку внутренняя обойма 23 радиальной опоры зажата между разгрузочным диском и м рабочим колесом последней ступени, то есть радиальная опора расположена между рабочим колесом последней ступени и гидропятой, обеспечивается возможность использования жидкости, перетекающей из зазора 13 в полость 11, не только для изменения положения разгрузочного диска гиропяты, но и для охлаждения и смазки радиальной опоры, и кроме того позволяет расположить один торец вала в разгрузочной полости, что упрощает конструкцию и повышает надежность работы насоса в целом, снижая потери на трение, за счет использования только одного узла уплотнения вала.

Наличие в узле уплотнения рубашки, герметично охватывающей вал, аксиально подвижной втулки, уплотненной в кожухе, и пары уплотнительных колец, препятствует вытеканию жидкости из полости кожуха в атмосферу, при этом пружина обеспечивает компенсацию износа и неточности изготовления деталей насоса и одновременно обеспечивает возможность смещения вала при работе гидропяты без изменения взаимного расположения приработанных поверхностей уплотнительных колец, что положительно сказывается на надежности и долговечности работы. Поток жидкости, поступающей во всасывающий канал через кожух и продольные каналы, обеспечивает не только возможность поддержания перепада давлений в полостях 6 и 11, необходимого для работы гидропяты, но и охлаждение трущихся уплотнительных элементов узла уплотнения вала, а также смазку и охлаждение радиальной опоры.

Сквозные продольные каналы 25 и 26, выполненные между обоймами радиальных опор, обеспечивают равномерное по всей длине поступление жидкости к трущимся поверхностям вкладышей.

Наличие антифрикционных колец 32, 31, герметично закрепленных в разгрузочном диске и опорном элементе, позволяет использовать в гидропяте специальные материалы, обладающие, как правило, большой хрупкостью, но характеризующиеся малым трением и большой износостойкостью, что приводит к повышению надежности работы насоса и снижает потери на трение.

Сообщение трубопровода с всасывающим каналом позволяет перепускать жидкость из напорного канала во всасывающий и тем самым поддерживать требуемые при эксплуатации перепады давлений в гидропяте и радиальных опорах, а наличие в трубопроводе запорно-регулирующих устройств - изменять эти перепады в зависимости от условий эксплуатации.

Прижимные кольца с коническими расточками, расположенные с противоположных сторон антифрикционной втулки, на которой выполнены фаски, ответные расточкам колец, обеспечивают передачу крутящего момента от вала тулке, что позволяет выполнить втулку из материала с малой конструкционной прочностью на растяжение.

Снабжение разгрузочного диска и/или рубашки узла уплотнения вала и/или стопорного элемента, расположенного на валу, и/или разгрузочного диска и/или рабочего колеса последней ступени, дистанционными проставками, каждая из которых выполнена в виде шайбы, охватывающей рабочий вал, позволяет упростить их изготовление за счет компенсации неточности продольных размеров подбором толщины дистанционных проставок

Кроме того, для упрощения конструкции опорный элемент гидропяты и обойма радиальной опоры выполнены за одно целое.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Многоступенчатый центробежный насос, содержащий разъемный корпус с направляющим аппаратом, рабочие колеса, зафиксированные на рабочем валу от осевого смещения стопорным элементом, расположенным перед колесом первой ступени, радиальные опоры вала, узел уплотнения вала, расположенный со стороны всасывающего канала, и расположенную в разгрузочной полости корпуса гидропяту, включающую разгрузочный диск, установленный на валу, и опорный элемент, закрепленный на корпусе, при этом полость, заключенная между разгрузочным диском и опорным элементом, сообщена с напорным каналом насоса через зазор между рабочим колесом последней ступени и корпусом, отличающийся тем, что узел уплотнения вала содержит закрепленный на корпусе цилиндрический кожух с упорным буртом, рубашку, герметично охватывающую вал, аксиально подвижную втулку, уплотненную в кожухе, пружину, расположенную между упорным буртом и аксиально подвижной втулкой, пару уплотнительных колец, закрепленных соответственно на втулке и рубашке и контактирующих друг с другом своими плоскими поверхностями, каждая радиальная опора содержит пару расположенных одна в другой обойм с антифрикционными вкладышами, при этом между обоймами выполнены сквозные продольные каналы, внутренняя обойма одной из радиальных опор зажата между рубашкой узла уплотнения вала и стопорным элементом, расположенным на валу, внутренняя обойма другой радиальной опоры зажата между разгрузочным диском и рабочим колесом последней ступени, торец вала размещен в разгрузочной полости, а в кожухе выполнено отверстие, к которому подключен трубопровод, сообщенный с разгрузочной полостью.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что гидропята снабжена антифрикционными кольцами, герметично закрепленными в разгрузочном диске и опорном элементе.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что трубопровод дополнительно сообщен с всасывающим каналом.

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что в трубопроводе установлены запорно-регулирующие устройства.

5. Насос по п.1, отличающийся тем, что внутренняя обойма включает пару прижимных колец с коническими расточками, расположенных с противоположных сторон антифрикционной втулки, при этом на втулке выполнены фаски, ответные расточкам колец.

6. Насос по п.1, отличающийся тем, что разгрузочный диск, и/или рубашка узла уплотнения вала, и/или стопорный элемент, расположенный на валу, и/или разгрузочный диск, и/или рабочее колесо последней ступени могут быть снабжены дистанционными проставками, каждая из которых выполнена в виде шайбы, охватывающей рабочий вал.

7. Насос по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент гидропяты и обойма радиальной опоры выполнены за одно целое.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru