Ротор насоса для відкачування шахтних вод

Изобретение относится к машиностроению, а частности к насосостроению для угольной промышленности. Известны шахтные центробежные насосы для откачки вод с подземных горизонтов. Недостатком известных насосов является низкая их надежность. Даже на нормальных шахтных вода х гарантийная наработка не превышает 2500 часов [2]. Если учесть круглосуточн ую работу, срок службы насоса не превышает 3-х месяцев. Одной из основных причин выхода из строя Насосов является отложение на стальных и чугунных поверхностях солей жесткости шахтны х вод. Нерешенный слой солей увеличивает диаметр посадочного отверстия и заращивает зазоры между валом и колесами, резко снижает ремонтопригодность секционных насосов. Опыт показал, что при распрессовке не менее 50% насосных колес разрушаются. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемым результатам является ротор центробежного насоса для откачки шахтных вод, содержащий установленные на нем рабочие колеса. Для повышения долговечности насосов и их ремонтопригодности валы шахтных секционных насосов изготавливают из хромо-никелевых сплавов, менее подверженных коррозии, чем нелегированные стали и чугуны [2]. Такое решение не является достаточно эффективным по следующим соображениям: Шахтная вода (в среднем) содержит (в мг/л) Са++ - 202, Мд++ - 137, Na++K+ - 760, а также кислотные остатки НСО3 - 348, СО-4 -824, Сl- - 1218. Сухой остаток - 3590, жесткость воды - 21.4. Общая минерализация вод в шахтах Центрального Донбасса (в Среднем) - 3,59 г/л. В ряду напряженностей металлов (Li, К, Са, Na, Мg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, H 2, Сu, Аg, Нg, Аu, Рt) все элементы, стоящие слева от железа, вытесняют его из соединений (элементы левее водорода электроотрицательные, а правее - электроположительные). Поэтому все соли жесткости соединяются с материалам вала или колеса. Тем более, не помогает включение никеля для легирования сталей, так как никель находится между железом и водородом, то есть еще активнее вытесняется активными элементами шахтной воды. Электроположительные металлы не вытесняются солями жесткости и не покрываются "накипью". Самым дешевым из этих металлов является медь. Защита валов от "накипи" покрытием их смазками не дает долговременного эффекта, так как ввиду турбулентности потоков и вихрей в камере насоса нанесенный слой смывается в сравнительно короткое время. Задачей изобретения является разработка ротора насоса для откачки шахтных вод, вал которого изготовлен двухслойным, причем внутренний слой обеспечивает прочность конструкции, а наружный - защиту от агрессивной жидкости, что. в свою очередь, повышает ресурс работы и ремонтопригодность. Задача решается тем, что в роторе насоса для откачки шахтных вод, содержащем вал и установленные на нем рабочие колеса, согласно изобретению, вал выполнен двухслойным с наружным слоем из электроположительного металла. На чертеже изображен ротор насоса в разрезе. Ротор насоса содержит вал 1 и установленные на нем рабочие колеса 2. Вал е сече-нии состоит из двух материалов. Внутренний - сталь, наружный - электроположительный материал, например медь. Ротор насоса работает следующим образом. За счет энергии вращения ротора создается скоростной напор, подающий шахтную воду из зумпфа в напорный став. Поскольку электроположительный металл, соприкасающийся с шахтной водой, нейтрален по отношению к солям жесткости, находящимся в ней. осаждение этих солей на поверхность вала не происходит. Поэтому снятие колес с вала 1 при ремонте или переходе на другой расход (в секционных насосах) происходит без значительных усилий, что обеспечивает целостность рабочих колес-2 и отсутствие задиров на поверхности вала 1. Двухслойный вал изготавливается следующим образом. Приготавливается состав в частя х: глицерин технический - 50, вода медная - 50, бура - 4. Медная вода готовится следующим образом: в воду добавляют 2-4% NaOH, 0,2% - трилона "Б", полученный состав подвергают электролизу с помощью двух медных пластин с постоянным током 6 А, оптимальное напряжение 10 V. время процесса 20-25 мин. В резцедержателе зажимают латунный стержень или ролик (латунь Л 62, Л 63. Л 64) и прижимают к поверхности вала, смачиваемой вышеуказанным составом в течение 20-25 мин. Возможен вариант приготовления состава в частях: глицерин технический - 50, вода - 50, CuSО4 - 4 (возможен вариант - 4 части Сu(NО3)2). Вал закрепляют в центрах токарного станка, медленно вращают и смачивают губкой, закрепленной в резцедержателе, увлажненной вышеприведенным составом, в течение 35-40 мин. Апробация предлагаемой конструкции на десяти насосах в шахтны х условия х показала, что срок службы насосов вырос на 20-25%, практически прекратилось растрескивание и выбраковка рабочих колес после распрессовки.