Герметические центробежные насосы с заполнением полости электродвигателя нейтральной средой
При использовании электронасосов подкласса В1 для перекачивания химически активных сред происходит быстрое разрушение изоляции обмоток статора электродвигателя, и электронасос выходит из строя. Поэтому в химической и других отраслях промышленности начинают применять герметические центробежные насосы данного подкласса с автономным контуром питания подшипников, причем автономный контур заполняется нейтральной жидкостью, а рабочий контур — перекачиваемой средой. Наличие двух контуров, заполненных различными жидкостями, в большинстве случаев химически несовместимыми, требует применения внутренних уплотнений, разделяющих эти контуры. Работа таких уплотнений усложняется не только расположением их в зоне, не поддающейся профилактическому осмотру в процессе эксплуатации электронасоса, но и тем, что в период работы уплотнения величина утечек должна быть минимальной, а в некоторых случаях —равняться нулю. Однако в технике пока еще не существуют полностью герметические уплотнения и проблема абсолютной герметизации центробежных электронасосов посредством уплотнений в ближайшее время не может быть решена положительно. Поэтому использование в ряде отраслей промышленности герметических электронасосов подкласса В1 с автономным контуром питания подшипников оказывается наиболее целесообразным. Вопрос о внутренних уплотнениях герметических электронасосов подкласса В1 также решается положительно при соответствующем конструктивном выполнении всей схемы герметического электронасоса. Рассматривая условия работы того или иного типа уплотнения в различных гидродинамических схемах, можно сделать вывод, что основными факторами, влияющими на работу уплотнения, являются величина давления или разрежения в уплотняемой зоне, наличие смазки в соприкасающихся элементах уплотнения, система отвода тепла от трущихся поверхностей уплотнения. Существуют и другие факторы, такие, как окружная скорость вращения элементов уплотнения, влияющая на его надежность, стабильность и долговечность. В уплотнениях, используемых в центробежных электронасосах обычного типа, приведенные выше положения не могут быть решены удовлетворительно. Герметические погружные насосы подкласса В1 с автономным контуром питания подшипников таких трудностей не имеют. Так, например, в некоторых конструктивных схемах герметических электронасосов величина перепада давления через систему уплотнения равна нулю, чего нельзя добиться ни в одной из конструкций центробежных электронасосов обычного типа. При этом в зоне между вращающимися и неподвижными элементами уплотнения в период работы сохраняется пленка жидкости, обеспечивающая режим гидродинамического трения соприкасаемых поверхностей при отсутствии протока жидкости через зазор между ними. С другой стороны, хорошо организованный тенлоотвод от соприкасающихся элементов уплотнения обеспечивает удовлетворительный режим работы и длительный срок службы. Полость рабочего контура заполнена перекачиваемой средой, а полость автономного контура — маслом. Электронасос может перекачивать жидкости различной агрессивности, температуры и вязкости. Торцовое уплотнение, разделяющее два независимых контура, вполне отвечает поставленным требованиям. Жидкость рабочего контура поступает в электронасос через всасывающий патрубок, проходя через рабочее колесо, спираль и напорный патрубок, подается к точкам потребления. В зоне за рабочим колесом перекачиваемая жидкость соприкасается с торцовым уплотнением, поэтому уплотнение оказывается под воздействием полного давления, создаваемого рабочим колесом электронасоса, за вычетом некоторой его величины, обусловленной уменьшением давления в результате насосного эффекта основного диска рабочего колеса. Для уравновешивания давления, действующего на торцовое уплотнение, предусмотрена компенсационная емкость с диафрагмой. Полость компенсационной емкости через трубопровод соединяется с напорным патрубком. С другой стороны полость через трубопровод сообщается с полостью ротора электронасоса, заполненной нейтральной средой, например, трансформаторным маслом. Среда рабочего контура в зоне компенсационной емкости, заполняющей полость, разделяется диафрагмой, а в зоне корпуса электронасоса — торцовым уплотнением. Пружина торцового уплотнения рассчитана так, чтобы давление, действующее на торцовое уплотнение со стороны электродвигателя, было равновелико давлению, действующему на торцовое уплотнение со стороны рабочего контура. Электромагнитный демпфер сглаживает пульсации давления в напорном патрубке и, таким образом, перепада давления через торцовое уплотнение фактически нет, что и предопределяет отсутствие в нем протечек жидкости. Роторная полость электронасоса заполняется нейтральной жидкостью. Первое заполнение перед пуском насоса производится через систему трубопровода, вентиля и обратного клапана. При этом воздух из полости электродвигателя выпускается через вентиль в верхней части насоса. Уровень жидкости в полости электродвигателя контролируется через смотровое стекло, которое служит также и для контроля положения диафрагмы, жестко связанной с указательным стержнем. Жидкость автономного контура циркулирует с помощью рабочего колеса, консольно расположенного на верхнем конце вала агрегата, вращающегося на шариковом подшипнике и подшипнике скольжения. Заплечики на внешнем диаметре рабочего колеса автономного контура выполняют роль уплотнений. Из рабочего колеса жидкость поступает в спираль, помещенную в верхней части корпуса электронасоса. Патрубок соединяет спираль с маслоохладителем трубчатого типа, из которого охлажденное масло попадает в нижнюю часть полости электродвигателя, где оно омывает опорно-упорный шарикоподшипник и торцовое уплотнение, смазывая эти узлы и отводя избыток тепла от них. Далее масло движется двумя путями и, проходя в зазоре между ротором и статором, а также в пазах, расположенных на внешней поверхности статора электронасоса между его железом и корпусом, омывает и охлаждает их. При дальнейшем движении часть масла поступает к опорному гидродинамическому подшипнику для его смазки и охлаждения, а другая часть проходит по пазам на внешней части обоймы подшипника, причем на выходе из подшипника и пазов масло сливается и направляется единым потоком на всасывание рабочего колеса автономного контура. Давление в автономном контуре является избыточным над давлением жидкости в напорном патрубке рабочего контура. При этом давление до торцового уплотнения равно давлению за торцовым уплотнением. Ротор электронасоса испытывает осевое усилие, направленное в сторону всасывания рабочего колеса, которое воспринимается опорно-упорным шарикоподшипником.
Ключевые слова: давления, жидкости, Заплечики, направленное, поверхностей, производится, проходя, разделяющее, статора, уплотнением, уплотнения, шарикоподшипник
Статьи по теме
(Еще не оценили)
Загрузка ...Оставить комментарий
Вы должны войти, чтобы ответить.
