Корпус центробежного многоступенчатого насоса

Устройство предназначено для использования в центробежных многоступенчатых насосах. Устройство включает входную и выкидную крышки с входным и выкидным патрубками, подшипниковые кронштейны и набор корпусов. Особенностью устройства является то, что патрубок выкидной крышки расположен в плоскости патрубка входной крышки, и оба патрубка снабжены переходниками-компенсаторами, каждый из которых состоит из отвода, фигурного и фланцевых патрубков. Каждый фигурный патрубок снабжен сферическим дном, отсекающим его полость от атмосферы, сообщающейся с полостью отвода через дроссельное отверстие, выполненное в его стенке. Повышается эксплуатационная надежность, снижаются эксплуатационные и капитальные затраты. 3 ил.

 

Предложение относится к области насосостроения, более конкретно к конструкциям горизонтальных многоступенчатых центробежных насосов, в частности к конструкциям их корпусов.

Известен корпус центробежного насоса секционного типа, содержащий входную и выкидную крышки, соответственно, с входным и выкидным патрубками, набором корпусов, уплотнительные кольца и стяжные шпильками (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. М., изд. Машиностроение, 1977, стр.158 и 161, рис.846).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является корпус центробежного многоступенчатого насоса, включающий входную и выкидную крышки соответственно, с входным и выкидным патрубками, подшипниковые кронштейны, набор корпусов ступеней, представляющих собой направляющие аппараты и стяжные шпильки. (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. М., изд. Машиностроение, 1977, стр.237, рис.128).

Существенными недостатками устройства как по аналогу, так и прототипу, являются:

- повышенный уровень вибрации, обусловленный тем, что во время работы насоса в нем возникает горизонтальная сила, направленная по оси всасывающего патрубка в сторону входной крышки, и вертикальная сила, направленная по оси нагнетательного патрубка выкидной крышки в сторону фундамента. Эти силы гидравлически не уравновешены и способствуют возникновению вибрации;

- значительные капитальные вложения, обусловленные большой массой фундамента и рамы, вытекающие из необходимости снижения уровня вибрации;

- значительные эксплуатационные расходы, обусловленные тем, что монтаж и демонтаж массивной арматуры (обратного клапана, задвижки и участка трубопровода), присоединяемой к патрубку выкидной крышки, расположенному на значительной высоте от пола, осуществляются с использованием сложного грузоподъемного оборудования и с участием высококвалифицированных специалистов при значительных затратах времени.

Задачей полезной модели является создание устройства, обладающего повышенной эксплуатационной надежностью и относительно низкими эксплуатационными расходами и капитальными вложениями.

Указанная задача решается предлагаемым корпусом центробежного многоступенчатого насоса, включающим входную и выкидную крышки соответственно с входным и выкидным патрубками, подшипниковые кронштейны, набор корпусов ступеней, представляющих собой направляющие аппараты и стяжные шпильки.

Новым является то, что патрубок выкидной крышки расположен в плоскости патрубка входной крышки и оба патрубка снабжены переходниками-компенсаторами, каждый из которых состоит из отвода, фигурного и фланцевых патрубков, причем фигурный патрубок расположен соосно с осью патрубка соответствующей крышки и имеет равнозначную площадь поперечного сечения с последним; оси каждого фигурного патрубка и патрубка соответствующей крышки смещены в сторону центра отвода на величину, при которой длина дуги от одного торца отвода до пересечения наружной его стенки с внутренней стенкой фигурного патрубка равна длине дуги от другого торца отвода до пересечения наружной его стенки с внутренней стенкой фигурного паза; каждый фигурный патрубок снабжен сферическим дном, отсекающим его полость от атмосферы, сообщающейся с полостью отвода через дроссельное отверстие, выполненное в его стенке.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого корпуса в плане.

На фиг.2 - переходник-компенсатор в увеличенном масштабе.

На фиг.3 - графическая схема переходника-компенсатора.

Корпус центробежного многоступенчатого насоса состоит из входной 1 (фиг.1) и выкидной 2 крышек соответственно, с входным 3 и выкидным 4 патрубками, набора корпусов 5, представляющих собой направляющие аппараты, переходников-компенсаторов 6 и 7, подшипниковых кронштейнов 8 и 9 и стяжных шпилек 10.

Каждый переходник-компенсатор (6 и 7) состоит из отвода 11 (фиг.2 и 3), фланцевых патрубков 12 и 13, фигурного патрубка 14 и сферического дна 15. В стенке отвода 11 выполнено дроссельное отверстие 16.

Устройство работает следующим образом.

После открытия задвижки (на фиг. не показана), расположенной на подающей линии 17 (фиг.1), вода из последней под напором подпорного давления направляется в полость насоса и через дроссельное отверстие 16 заполняет полость фигурного патрубка 14 переходника-компенсатора 7. После пуска насоса в полости патрубка 4 и выкидной крышки 2 и в полостях переходника-компенсатора 7 возникает высокое давление (до 250 кгс/см²), действующее на сферическое дно 15 силой F₁, уравновешенной силой F₂. Давление на стенку БВЕ (фиг.3) с обеих сторон одинаково, т.е. она разгружена. На внутреннюю поверхность отвода 11, лежащую на его оси симметрии (ЖВЗ) в сторону периферии, за исключением поверхности фигуры БВЕ, приходится нагрузка f₁, против которой направлена сила f₂, приходящаяся на внутреннюю поверхность отвода 11, лежащую от оси его симметрии (ЖВЗ) в сторону центра, а разница между ними в величинах незначительна.

После пуска насоса давление в полостях отвода 11 и фигурного патрубка 14 переходника-компенсатора 6 остается без изменений. Возникающие силы F₃ и F₄ между собой равны и направлены в противоположные стороны, а силы f₃ и f₄ также направлены в противоположные стороны, а имеющаяся между ними разница в величинах незначительна. Преимущество предлагаемого устройства заключается в следующем:

- повышается эксплуатационная надежность благодаря снижению уровня вибрации деталей и узлов насоса, достигаемому за счет нейтрализации сил, возникающих при работе насоса, силами противоположного направления;

- сокращаются средства на капитальные вложения через снижение уровня вибрации деталей насоса, достигаемое симметричным расположением векторов сил, возникающих в насосной установке во время ее работы, и приводящее в конечном итоге к снижению масс фундамента и рамы насоса;

- снижаются эксплуатационные расходы благодаря упрощению операций по монтажу и демонтажу насосной арматуры, достигаемому за счет значительного снижения высоты ее расположения и без применения дорогостоящей грузоподъемной техники.

Корпус центробежного многоступенчатого насоса, включающий входную и выкидную крышки соответственно с входным и выкидным патрубками, подшипниковые кронштейны, набор корпусов ступеней, представляющих собой направляющие аппараты и стяжные шпильки, отличающийся тем, что патрубок выкидной крышки расположен в плоскости патрубка входной крышки, и оба патрубка снабжены переходниками-компенсаторами, каждый из которых состоит из отвода, фигурного и фланцевых патрубков, причем фигурный патрубок расположен соосно с осью патрубка соответствующей крышки и имеет равнозначную площадь поперечного сечения с последним, оси каждого фигурного патрубка и патрубка соответствующей крышки смещены в сторону центра отвода на величину ξ, при которой длина дуги от одного торца отвода до пересечения наружной его стенки с внутренней стенкой фигурного патрубка равна длине дуги от другого торца отвода до пересечения наружной его стенки с внутренней стенкой фигурного патрубка, каждый фигурный патрубок снабжен сферическим дном, отсекающим его полость от атмосферы, сообщающейся с полостью отвода через дроссельное отверстие, выполненное в его стенке.