Пристрій розвантаження робочого колеса відцентрового насоса від осьової сили

Пристрій розвантаження робочого колеса відцентрового насоса від осьової сили, що містить 3 перекачуваного ним середовища із напірної порожнини за робочим колесом через виконані в ньому отвори у його всмоктувальну порожнину, це щілинне ущільнення утворено між поверхнями на верхньому торці робочого колеса та установленого за ним і обертовою з ним шайбою. Ця сукупність нової суттєвої ознаки, що полягає в утворенні щілинного ущільнення тільки на робочому колесі, у взаємодії із відомою загальною ознакою, що полягає у наявності розташованого за робочим колесом щілинного ущільнення, яке обмежує перетікання перекачуваного насосом середовища із напірної порожнини за робочим колесом через виконані в ньому отвори у його всмоктувальну порожнину, забезпечує завдяки відсутності відносного обертання шайби та робочого колеса відсутність зносу поверхней та зростання зазору у щілинному ущільненні і відповідно стабільність осьової сили на ньому та навантаження на осьовий підшипник привода, а також стабільність параметрів насоса. Крім цього запропонована конструкція пристрою на відміну від прототипу більш проста та технологічна завдяки тому, що вона дозволяє зменшити товщину лопатевого відведення і виключає необхідність забезпечення антифрикційності та зносостійкості поверхней щілинного ущільнення. На фіг. 1 зображений фрагмент конструкції відцентрового насоса із запропонованим пристроєм розвантаження його робочого колеса від осьової сили, на фіг. 2 - графіки напору та осьової сили одної ступені насоса ЕЦВ10-63-110 при різних розвантаженнях робочого колеса. Він має робоче колесо 1 та установлену за ним шайбу 2, які утворюють щілинне ущільнення 3, що сполучене із всмоктувальною порожниною робочого колеса 1 через отвори 4 в ньому. Робоче колесо 1 установлене в порожнині лопатевого відведення 5 і закріплене через шпонку 6 на валу 7. Нижній кінець вала з'єднаний з приводом (на фіг. не показаний), який обертає його разом з робочим колесом 1, шайбою 2 та захисною втулкою 9 у запресованому в корпус 9 підшипнику 10. Пристрій працює наступним чином . При роботі насоса його робоче колесо 1, обертаючись на валу 7, створює за собою тиск перекачуваного ним середовища. Цей тиск, діючи на шайбу 2 та частину верхнього торця робочого колеса 1, які по площині відповідають площині поперечному перерізу робочого колеса 1 на його всмоктувальній стороні, створює осьову силу F робочого колеса. Але завдяки тому, що частина перекачуваного середовища по зазору у щілинному ущільненні 3 та по отворам 4 перетікає із порожнини підвищеного тиску за робочим коле 48372 4 сом 1 у всмоктувальну порожнину пониженого тиску перед ним, на площину шайби 2, що обмежена діаметром Дш і відповідно на робоче колесо 1 діє менший тиск перекачуваного середовища і відповідно менша осьова сила F. Величина цієї сили залежить від діаметра Дш шайби та величини зазору в щілинному ущільненні 3, який у свою чергу залежить від напору і розмірів робочого колеса і повинен бути обмеженим, щоб незначно погіршити параметри робочого колеса і насоса. Як показали результати випробувань свердловинного 5-ти ступеневого насоса ЕЦВ 10-63-110 з не розвантаженими і розвантаженими запропонованим пристроєм робочими колесами з діаметром шайби Дш=0,85 Дн, робочого колеса осьова сила, яка передавалась на осьовий підшипник привода, зменшувалась у ньому за рахунок цього пристрою приблизно в 2 рази. При цьому максимальне зниження напору насоса складало до 3 %, що в межах допуску на напір 10 % цього насоса, який складає 6 % [3]. При цьому ці зниженні значення осьової сили та напору не змінюються у насоса в процесі його експлуатації через стабільність зазору в ущільненні 3 його робочого колеса 1. У той же час якщо б розвантаження робочого колеса цього насоса було виконано у вигляді циліндричного бурта на верхньому його торці та розточки у лопатевому відведенні як у прототипу, то по-перше його первинний напір був би меншим, а по-друге через знос поверхонь, що труться у цьому ущільненні та збільшення зазору в ньому мало б місце також зниження напору і відповідно збільшення осьової сили в процесі експлуатації насоса. Це продемонстровано на фіг. 2 графіками залежності фактично заміряних напору та осьових сил від подачі одної нерозвантаженої та розвантаженої запропонованим пристроєм (суцільні лінії) ступені насоса ЕЦВ KMS3-110, а також розрахунковими графіками залежності її напору від подачі розвантаженої традиційним як у прототипу пристроєм при новому та аварійно-зношеному його ущільненні (пунктирними лініями). Джерела інформації: 1. Каталог «Скважинные насосные установки для воды». ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. Москва. 1977. с. 27. 2. ОСТ 26-06-2013-78. Подшипники скольжения осевые электронасосных скважинных агрегатов. Технические условия, с.2. 3. ГОСТ 10428-89. Агрегаты электронасосные центробежные скважинные для воды. Основные параметры, с. 16. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 48372 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601