Центробежный насос для перекачивания агрессивных и углеводородных сред

 

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4840264/29 (22) 22.06.90 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45 — 46 (76) Захаров Борис Семенович (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ АГРЕССИВНЫХ И УГЛЕВОДОРОДНЫХ СРЕД (57) Использование: системы для перекачивания агрессивных и углеводородных сред, например сжиженных газов в нефтяной, химической и других отраслях промышленности Сущность изобретения: насос снабжен кольцевой полостью /11/, охватывающей уплотнения /5/ и /6/ и вал /4/. Напорная линия /12/ гидроэлеватора сообщена с кольцевой полостью /11/. Выходное отверстие /13/ (в) Щ1 (и) 2О04852 CI (51) 5 F0407 Î2 последней расположено в зоне размещения пары внутреннего уплотнения /5/. При этом буферная камера /7/ заполнена смазывающей жидкостью и снаб>кена системой /14/ подпитки. На всасывающей линии /9/ гидроэлеватора /8/ установлен регулируемый обратный клапан /15/. Система

/14/ подпитки выполнена в виде поршневого гид— равлического аккумулятора /16/ дифференциального действия, поршневая полость /17/ которого связана с буферной камерой /7/, а штокосая — со всасывающей полостью /2/ насоса. За счет сни>кения уте,ек, улучшения смазки происходит увеличение надежности и экологических качеств насоса.

1 з.п.ф-лы,2 ил.

2004852

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в системах для перекачивания агрессивных и углеводородных сред, например сжи>кенных газов в нефтяной, химической и других отраслях промышленности, Известна насосная установка, содержащая корпус с установленным в нем валом, содержащая систему герметизации с двойным торцовым уплотнением и полостью между ними. при этом последняя заполнена смаэывающей жидкостью и снабжена системой подпитки, включающей поршневой гидроаккумулятор со штоковой и поршневой полостями.

Однако, чтобы внутреннее торцевое уплотнение постоянно работало в смазывающей жидкости, заполняющей буферную камеру, требуется сложная конструкция подпиточного устройства, давление в кото5

20 ром должно обязательно превышать давление в насосе, в зоне контакта уплотнения, откуда проникает в буферную камеру, а затем через систему подпитки в окружающее пространство.

Известно уплотнительное устройство вращающегося вала насоса, включающее . двухступенчатое торцовое уплотнение (тандем) с буферной камерой, импеллером и бачком, систему подпитки смазывающей жидкостью и предохранительный клапан, через который просочившаяся в буферную камеру перекачиваемая жидкость или газ отводится в факельную линию.

В этом устройстве внутреннее уплотнение не защищено от действия прокачиваемого продукта и подвержено износу.

Кроме того, уплотнительные системы типа "тандем" предполагают обязательный выброс прорвашегося в буферную камеру 40 жидкости или газа в атмосферу и в факельную линию, где они сжигаются. В любом случае такал система загрязняет окружающую среду, работа ее ненадежна, в особенности внутренней пары, которая не имеет 45 защиты.

Известен центробежный насос для перекачивания агрессивных и углеводородных сред, например сжи>кенных газов, принлтый за прототип и содержащий кор- 50 пус со всасывающей и нагнетательной полостями, установленный в нем вал, внутреннее и наружное уплотнения с буферной камерой между ними и гидроэлеватор, всасывающая линия которого сообщена с буферной камерой, а активное сопло — с нагнетательной полостью насоса.

Основными недостатками известного центробежного насоса является то, что изэа того, что внутреннее уплотнение работает в среде перекачиваемой жидкости, смазывающие способности которой зачастую черезвычайно низки, последнее подвержено интенсивному механическому, коррозионному, а также комбинированным видам изнашивания, Гидроэлеватор снижает перепад давления на внешнее уплотнение, но вследствие отсутствия какого-либо регулирующего устройства на его всасывающей линии лишь увеличивает перепад давления на внутреннем уплотнении, что также снижает его герметизирующие способности и надежность герметизации и насоса в целом.

Кроме того, отсутствие регулирующих давление устройств приводит к тому, что попавший в буферную камеру сжиженный газ испаряется и зачастую попадает в атмосферу, что ухудшает экологические качества насоса, Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения подачи смазывающей жидкости в зону контакта внутреннего уплотнения и регулирования перепада давления на нем, а также эа счет предотвращения испарения перекачиваемой среды в буферной камере и попадания ее в окружающую среду, Это достигается за счет того, что в центробежном насосе для перекачивания агрессивных и углеводородных сред, например сжиженных газов, содержащем корпус со всасывающей и нагнетательной полостями, установленный в нем вал, внутреннее и наружное уплотнения с буферной камерой между ними и гидроэлеватор, всасывающая линия которого сообщена с буферной камерой, а активное сопло — с нагнетательной полостью насоса, в корпусе выполнена кольцевая полость с выходным отверстием, охватывающая уплотнения и вал, напорная линия гидроэлеватора сообщена с кольцевой полостью и выходное отверстие последней расположено в зоне размещения пары трения внутреннего уплотнения, при этом буферная камера заполнена смазывающей жидкостью и снабжена системой подпитки, а на всасывающей линии гидроэлеватора установлен регулируемый обратный клапан.

Кроме того, система подпитки может быть выполнена в виде поршневого гидравлического аккумулятора дифференциального действия, поршневая полость которого сообщена с буферной камерой, а штоковая со всасывающей полостью насоса.

На фиг.1 представлена принципиальная схема центробежного насоса; на фиг.2— конструкция системы герметизации вала.

Центробежный насос для перекачивания агрессивных и углеводородных сред.

2004852 например сжиженных газов, содержит корпус 1 со всасывающей и нагнетательной полостями 2 и 3, установленный в нем. вал 4, внутреннее и наружное торцовые уплотнения 5 и 6 с буферной камерой 7 между ними 5 и гидроэлеватор 8, всасывающая линия 9 которого сообщена с буферной камерой 7, а активное соппо 10 — с нагнетательной полостью 3 насоса. В корпусе 1 выполнена кольцевая полость 11, охватывающая уплот- 10 нения 5 и 6 и вал 4, напорная линия 12 гидроэлеватора 8 сообщена с кольцевой полостью 11 и выходное отверстие 13 последней расположено в зоне размещения пары трения внутреннего уплотнения 5, при этом 15 буферная камера 7 заполнена смазывающей жидкостью и снабжена системой подпитки 14, а на всасывающей линии 9 гидроэлеватора 8 установлен регулируемый обратный клапан 15. 20

Система подпитки 14 может быть выполнена в виде поршневого гидравлического аккумулятора 16 дифференциального действия с поршневой и штоковой полостями 17 и 18, поршневая полость 17 которого 25 сообщена трубопроводом 19 с буферной камерой 7, а штоковая — трубопроводом 22 со всасывающей полостью 2 насоса. Кольцевая полость 11 в данных конструкциях, кроме связующего элемента, играет роль 30 теплообменника. Насос может иметь систему бхлаждения 21 буферной камеры 7, а также систему охлаждения 22 гидроаккумулятора 16, Система подпитки 14 пополняется смазывающей жидкостью из 35 постороннего источника 23.

Линия 10, а также трубопроводы 19 и 20 снабжены задвижками 24,25,26 соответственно.

Более подробно конструктивная прора- 40 ботка некоторых узлов, например, система герметизации, система подпитки, показаны на фиг.2.

Работает насос следующим образом, При вращении вала 4 с рабочими колеса- 45 ми 5 перекачивается жидкость, преимущественно сжиженный гаэ, из всасывающей полости 2 в нагнетательную 3. При этом внутреннее и наружное торцевые уплотнения 5 и 6 предохраняют протечку перекачи- 50 ваемого сжиженного газа. Однако с течением времени внутреннее торцевое уплотнение 5 теряет герметичность и сжиженный гаэ проникает в буферную камеру 7.

ВОДОРОДНЫХ СРЕД, например сжиженных газов, содержащий корпус с. всасывающей и нагнетательной полостями; установленный в нем вал, внутреннее

Формула изобретения

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫР1 НАСОС ДЛЯ ПЕ-;

РЕКАЧИВАНИЯ АГРЕССИВНЫХ И УГЛЕ-, Давление в буферной камере 7 при помощи регулируемого обратного клапана 15 устанавливается таковым, чтобы не произошло испарение газа и последний находился в сжиженном состоянии. Прорвавшийся в буферную камеру газ частично смешивается со смазывающей жидкостью и при помощи гидроэлеватора 8 через всасывающую линию 9, регулируемый обратный клапан 15 и напорную линию 12 указанная смесь подается в кольцевую полость 11, Вследствие того, что кольцевое выходное отверстие 13 полости 11 непосредственно примыкает к полости контакта внутреннего уплотнения

5, то в зону трения и обратно в буферную камеру 7 попадает не только перекачиваемая жидкость, но и определенное количество смазочной жидкости, наличие которого в зоне трения значительно снижает, а иногда практически приостанавливает износ трущейся пары внутреннего торцевого уплотнения 5. В связи с тем, что давление смеси сжиженный газ+ смазочная жидкость находится под давлением нагнетания насоса, эта смесь препятствует прохождению сжиженного газа через кольцевой зазор между валом 4 и корпусом 1 от насоса к уплотнениям 5 и б. Уходящая в насос вместе с газом смазывающая жидкость пополняется из поршневой полости 17 гидроаккумулятора

16 системы подпитки 14 через трубопровод

19 с задвижкой 25.

Таким образом в данной конструкции насоса значительно повышается долговечность уплотнения, в особенности внутреннего торцевого уплотнения 5, а следовательно, и надежность насоса в целом, При этом уходящий из насоса сжиженный газ не попадает в атмосферу, а благодаря наличию регулируемого обратного клапана 15 остается в сжиженном виде и возвращается в насос, что в свою очередь повышает экономические свойства насоса.

Изобретение позволяет увеличить надежность системы герметизации и насоса в целом, улучшить экологические качества насоса.

Экономическая эффективность насоса возникает вследствие увеличения межремонтного периода насосного оборудования. (56) Айзенштейн М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности. М, Гостоптехиздат, 1957, с.324, рис.2 10.

2004852

Составитель Ю. Никитченко

Редактор Н, Федорова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. f ee K q

Подписное

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3393

Произвсдстьенн -недзельский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 и наружное уплотнения с буферной камерой между ними и гидроэлеватор, всасыва- ющая линия которого сообщена с буферной камерой, а активное сопло - с нагнетательной полостью насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения подачи смазывающей жидкости в зону контакта внутреннего уплотнения и регулирования перепада давления на нем, а также за счет предотвращения испарения перекачиваемой среды в буферной камере и попадания ее в атмосферу, в корпусе выполнена кольцевая полость с выходным отверстием, охватывающая уплотнения и вал, напорная линия гидроэлеватора сообщена с кольцевой полостью, выходное отверстие последней расположено в зоне размещения пары трения внутреннего уплотнения, при этом

5 буферная камера заполнена смазывающей жидкостью и снабжена системой подпитки, а на всасывающей линии гидроэлеватора установлен регулируемый обратный клапан.

2, Насос по п.1, отличающийся тем, что система подпитки выполнена в виде поршневого гидравлического аккумулятора дифференциального действия, поршневая полость которого связана с буферной ка15 мерой, а штоковая - со всасывающей полостью насоса.