Спиральный корпус центробежного насоса и способ уплотнения его горизонтального разъема

 

Использование: в конструкции спиральных корпусов центробежных насосов, имеющих горизонтальный разъем по кривой линии сложной конфигурации. Сущность изобретения: для соосности нагружения шпилек 8 фланцевое соединение нижней и верхней частей 1, 2 корпуса затянуто сферическими шайбами, установленными в цековки, колпачковыми гайками со сферически вогнутыми опорными торцами, опирающимися на сферические торцы шайб, и четырьмя стойками 12. Стойки 12 установлены на шпильки. Корпус снабжен сварной траверсой, состоящей из продольной полосы 15, двух верхних и двух нижних накладок, двух раскосов 18, двух ребер жесткости и жесткого центра 20. В траверсе выполнены отверстия для ее установки на кольцевые буртики средней части стоек 12. Для опоры траверсы на утолщение 3 верхней части 2 корпус снабжен прокладкой, пятой 24 и центральным винтом, закрепленным на жестком центре 20 и соединенным с центральной гайкой 26 с образованием винтовой пары. Центральный винт 25 установлен на оси симметрии траверсы и верхней части 2 корпуса. Центральная гайка 26 выполнена со сферически вогнутым торцем, а пята 24 - со сферической поверхностью. Способ уплотнения горизонтального разъема корпуса включает монтаж прокладки 7 и шпилек на фланце нижней части 1 корпуса и затяжку фланцевого соединения посредством шайб, гаек и стоек 12. На стойки 12 устанавливают траверсу. На утолщение 3 через прокладку устанавливают пяту 24. Вращением центральной гайки 26 создают расчетное давление, необходимое для герметизации разъема и предотвращения перемещения верхней части 2 по вертикали. 2 с. и. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям корпусом центробежных насосов, имеющих горизонтальный разъем с внутренним краем в виде кривой линии сложной конфигурации.

Известны спиральные корпуса центробежных насосов, содержащие нижнюю и верхнюю части, горизонтальный разъем, уплотненный паранитовой прокладкой, фланцевое соединение последнего, имеющее шпильки, колпачковые гайки и плоские шайбы, отверстие для выпуска воздуха чеpез вентиль с прокладкой или через пробку с прокладкой, внутренний край горизонтального разъема в виде кривой линии сложной конфигурации с разноудаленными точками от центров шпилек [1] В таких корпусах невозможно создать герметичность по всей плоскости горизонтального разъема по следующим причинам. Во-первых, при затяжке фланцевого соединения давления по прокладку горизонтального разъема распределяется неравномерно, минимальные значения этого давления приходятся на зоны возле внутреннего края, которые слишком далеко от центров шпилек. Во-вторых, герметичность еще больше ухудшается, так как затягивая фланцевое соединение плоскими шайбами и колпачковыми гайками с плоскими опорными торцами, при наличии неперпендикулярности плоскости цековки в корпусе под шайбами относительно оси шпилек появляются несоосность нагружения на шпильки и дополнительная неравномерность давления на прокладку горизонтального разъема. Поэтому в зонах около внутреннего края и особенно в наиболее удаленных от центров шпилек происходит раскрытие плоскости разъема, что является причиной гидроударных и кавитационных явлений и связанного с этим размыва внутреннего края горизонтального разъема и прилегающих к нему поверхностей проточной части корпуса и соответственно снижения ресурса работы корпуса.

Наиболее близким по технической сущности и требуемому техническому результату является спиральный корпус центробежного насоса, содержащий нижнюю и верхнюю части, последняя из которых снабжена утолщением с отверстием в центральной области, площадку под установку вентиля с прокладкой и цековки для установки шайб фланцевого соединения, горизонтальный разъем уплотненный паранитовой прокладкой, фланцевое соединение последнего имеет шпильки, плоские шайбы и колпачковые гайки, отверстие в утолщенной верхней части корпуса для выпуска воздуха через вентиль с прокладкой или пробку с прокладкой, причем внутренний край горизонтального разъема выполнен в виде кривой линии сложной конфигурации с разноудаленными точками от центров шпилек.

Известен способ уплотнения горизонтального разъема, содержащий операции монтажа прокладки и шпилек на фланце нижней части корпуса, затяжки фланцевого соединение плоскости шайбами и колпачковыми гайками с плоскими опорными торцами [2] Верхняя часть такого корпуса из-за наличия утолщения в ее центральной области несколько жестче по сравнению с первым аналогом. Однако этой жесткости недостаточно для предотвращения раскрытия плоскости горизонтального разъема у его внутреннего края.

У такого корпуса, также как и у первого аналога, невозможно создать герметичность по всей плоскости горизонтального разъема. В зонах около его внутреннего края и особенно в наиболее удаленных точках от центров шпилек происходит раскрытие плоскости разъема, это является причиной гидроударных и кавитационных процессов и связанного с этим размыва внутреннего края горизонтального разъема и прилегающих к нему поверхностей проточной части корпуса и соответственно снижения ресурса работы корпуса.

Не удается создать герметичность горизонтального разъема у его внутреннего края, так как при работе в гидроиспытании насосов по горизонтальному разъему проходит жидкость, которая в случае установки на шпильки не колпачковых гаек просачивается через резьбу шпилек. Чтобы этого не происходило вынуждены устанавливать колпачковые гайки и делать глухие посадочные места под шпильки.

В практической деятельности для увеличения срока службы корпусов проводят наплавку размытых поверхностей горизонтального разъема и прилегающих к нему поверхностей проточной части корпуса.

Такую наплавку проводят, например, на Нововоронежской атомной электростанции для спиральных корпусов центробежных насосов ПТА-3800-20.

Изобретение решает задачу предотвращения раскрытия внутреннего края горизонтального разъема под действием рабочей среды и связанного с этим размыва внутреннего края и прилегающих к нему поверхностей проточной части, что приводит к повышению ресурса работы корпуса.

Поставленная задача решается тем, что в известном спиральном корпусе центробежного насоса, содержащем нижнюю и верхнюю части, последняя из которых снабжена утолщением с отверстием в своей центральной области и площадкой под вентиль, горизонтальный разъем, уплотненный паранитовой прокладкой, фланцевое соединение последнего, имеющее шпильки, плоские шайбы, и колпачковые гайки, отверстие для выпуска воздуха через вентиль с прокладкой, причем внутренний край горизонтального разъема выполнен в виде кривой линии сложной конфигурации с разноудаленными точками от центров шпилек, согласно изобретению для создания соосности нагружения шпилек фланцевое соединение затянуто сферическими шайбами, установленными в цековки, колпачковыми гайками, выполненными со сферически вогнутыми опорными торцами для опирания на сферические торцы шайб, и четырьмя стойками, которые выполнены с резьбой на верхних их концах, с кольцевыми буртиками в средней их части, со сферически вогнутыми торцами на других своих концах и резьбой для соединения со шпильками, стойки установлены возле расточек под концевые уплотнения, корпус снабжен сварной траверсой, которая сварена из продольной пластины, двух верхних и двух нижних накладок, двух раскосов, двух ребер жесткости и жесткого центра, имеющего пазы для присоединения раскосов, в сваренной траверсе выполнены отверстия для ее установки на кольцевые буртики стоек, для закрепления траверсы на стойках корпус снабжен сферическими шайбами и гайками со сферически вогнутыми опорными торцами, форма последних выбрана такой для исключения изгибных явлений в стойках, для опирания траверсы на утолщение верхней части корпус снабжен прокладкой, пятой, центральным винтом, закрепленным на жестком центре, и центральной гайкой, входящей в зацепление с центральным винтом и образующей с последним винтовую пару, жесткий центр выполнен с пазами для присоединения раскосов и направляющим отверстием по оси симметрии траверсы и верхней части корпуса и с резьбовыми отверстиями для закрепления центрального винта на жестком центре, центральный винт выполнен с фланцем для закрепления на жестком центре и хвостовиком, входящим в направляющее отверстие жесткого центра, центральная гайка выполнена со сферически вогнутым торцем, а пята для опирания этой гайки выполнена со сферической поверхностью и отверстием для присоединения вентиля для выпуска воздуха.

Способ уплотнения горизонтального разъема спирального корпуса центробежного насоса заключается в том, что после монтажа прокладки и шпилек на фланце нижней части корпуса затягивают фланцевое соединение горизонтального разъема сферическими шайбами, колпачковыми стойками, выполняющими функции колпачковых гаек и опор для траверсы, монтируют и закрепляют на стойках траверсу, несущую винтовую пару, а затем с помощью винтовой пары осуществляют опирание траверсы посредством пяты на центральную область верхней части корпуса и тем самым ограничивают перемещение верхней части корпуса по вертикали под действием давления рабочей среды и предотвращает раскрытие внутреннего края горизонтального разъема корпуса.

Способ уплотнения горизонтального разъема спирального корпуса центробежного насоса, работающего с горячей средой, отличается от вышеописанного способа тем, что осуществляют опирание траверсы на центральную область верхней части корпуса лишь после прогрева корпуса.

Траверса, установленная на стойки и на утолщение верхней части, ограничивает вертикальное перемещение верхней части корпуса и тем самым предотвращает раскрытие внутреннего края горизонтального разъема под действием давления рабочей среды в корпусе, что приводит к предотвращению ударных и кавитационных процессов и раскрытого внутреннего края, поэтому предотвращается размыв внутреннего края горизонтального разъема и прилегающих к нему поверхностей проточной части корпуса и соответственно повышается ресурс работы корпуса.

На фиг.1 представлен продольный разрез спирального корпуса центробежного насоса; на фиг.2 спиральный корпус центробежного насоса, вид сбоку; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1.

Спиральный корпус центробежного насоса содеpжит нижнюю и верхнюю части 1, 2. Последняя имеет утолщение 3 с отверстием в центральной области и площадкой 4 под установку вентиля и цековки 5 под установку шайб фланцевого соединения, горизонтальный разъем 6, уплотненный паранитовой прокладкой 7, шпильки 8 для затяжки фланцевого соединения, внутренний край 9 горизонтального разъема в виде кривой линии сложной конфигурации с разноудаленными точками от центров шпилек.

Фланцевое соединение затянуто сферическими шайбами 10, установленными в цековки 5, колпачковыми гайками 11, выполненными со сферическими вогнутыми опорными торцами для опирания на сферические торцы шайб и четырьмя стойками 12, которые выполнены с резьбой на верхних их концах, с кольцевыми буртиками 13 в средней их части, со сферически вогнутыми торцами на других своих концах и резьбой для соединения со шпильками. Установлены эти стойки на шпильки возле расточек 14 под концевые уплотнения. Корпус снабжен сварной траверсой, которая сварена из продольной полосы 15, двух верхних 16 и двух нижних раскладок 17, двух раскосов 18, двух ребер жесткости 19 и жесткого центра 20. В сваренной траверсе выполнены отверстия для установки ее на кольцевые буртики стоек (можно, например, для удобства установки траверсы установить на буртики съемные шайбы (не показаны). Траверса закреплена на стойках сферическими шайбами 21 и гайками 22 со сферически вогнутыми опорными торцами, форма последних выбрана такой, чтобы исключить изгибные явления в стойках 12.

Для опирания траверсы на утолщение верхней части корпус снабжен прокладкой 23, пятой 24, центральным винтом 25, закрепленным на жестком центре, и центральной гайкой 26, последняя входит в соединение с винтом. Жесткий центр 20 выполнен с пазами для присоединения раскосов и направляющим отверстием для установки винта по оси симметрии траверсы и верхней части корпуса с резьбовыми отверстиями для закрепления винта на жестком центре. Винт 25 выполнен с фланцем для закрепления на жестком центре 20 и хвостовиком, входящим в направляющее отверстие центра 20. Центральная гайка 26 выполнена со сферически вогнутыми торцем для опирания на пяту 24. Пята 24 выполнена со сферическим торцом, который соприкасается с центральной гайкой 26 и имеет отверстие для присоединения вентиля, который служит для выпуска воздуха из корпуса.

Использование предлагаемого спирального корпуса центробежного насоса осуществляется следующим образом. Монтируют паранитовую прокладку 7 и шпильки 8 на фланце нижней части 1 корпуса. Потом затягивают фланцевое соединение нижней 1 и верхней 2 частей корпуса шайбами 10, колпачковыми гайками со сферически вогнутыми опорными торцами и стойками 12, устанавливая их на шпильки возле расточек 14 под концевые уплотнения. Закрепляют на сварной траверсе винтовую пару, состоящую из центрального винта 25 и центральной гайки 26. Монтируют сварную траверсу на стойки 12 и закрепляют ее на них сферическими шайбами 21 и гайками 22 со сферическими вогнутыми опорными торцами. После этого устанавливают на площадку 23 и пяту 24. Создают посредством винтовой пары, вращая центральную гайку 26 расчетное давление, необходимое для герметизации разъема между пятой 24 и верхней частью 2 корпуса. Присоединяют к отверстию в пяте 24 вентиль с прокладкой для выпуска воздуха.

При работе корпуса в насосе траверса, опираясь на площадку 4 утолщения 3, ограничивает перемещение верхней части 2 корпуса по вертикали и тем самым предотвращают раскрытие внутреннего края горизонтального разъема.

Таким образом, предотвращается переток жидкости из напорной полости во входную полость через стык горизонтального разъема, так как последний не раскрывается, предотвращается размыв внутреннего края горизонтального разъема и прилегающих к нему поверхностей проточной части из-за исключения ударных и кавитационных процессов у внутреннего края, так как он не раскрыт, увеличивается ресурс работы корпуса.

Формула изобретения

1. Спиральный корпус центробежного насоса, содержащий нижнюю и верхнюю части, последняя из которых снабжена утолщением с отверстием в своей центральной области и площадкой под вентиль для выпуска воздуха из корпуса, цековки под установку шайб фланцевого соединения, горизонтальный разъем, уплотненный паранитовой прокладкой, фланцевое соединение последнего, имеющее шпильки, плоские шайбы и колпачковые гайки, причем внутренний край горизонтального разъема выполнен в виде кривой линии сложной конфигурации с разноудаленными точками от центров шпилек, отличающийся тем, что фланцевое соединение затянуто сферическими щайбами, установленными в цековки, колпачковыми гайками, выполненными со сферически вогнутыми опорными торцами для опирания на сферические торцы шайб, и четырьмя стойками, которые выполнены с резьбой на верхних их концах, с кольцевыми буртиками в средней их части, со сферически вогнутыми торцами на других своих концах и резьбой для соединения со шпильками, стойки установлены на шпильки возле расточек под концевые уплотнения, корпус снабжен сварной траверсой, которая сварена из продольной пластины, двух верхних и двух нижних накладок, двух раскосов, двух ребер жесткости и жесткого центра, имеющего пазы для присоединения раскосов, в сваренной траверсе выполнено отверстие для ее установки на кольцевые буртики стоек, для закрепления траверсы на стойках корпус снабжен сферическими шайбами и гайками со сферически вогнутыми опорными торцами, для опирания траверсы на утолщение верхней части корпус снабжен прокладкой, пятой, центральным винтом, закрепленным на жестком центре, и центральной гайкой, входящей в зацепление с центральным винтом и образующей с последним винтовую пару, жесткий центр выполнен с пазами для присоединения раскосов и направляющим отверстием для установки хвостовика центрального винта по оси симметрии траверсы и верхней части корпуса и с резьбовыми отверстиями для закрепления центрального винта на жестком центре, центральный винт выполнен с фланцем для закрепления на жестком центре и с хвостовиком, входящим в направляющее отверстие жесткого центра, центральная гайка выполнена со сферически вогнутым торцом, а пята для опирания этой гайки выполнена со сферической поверхностью и отверстием для присоединения вентиля для выпуска воздуха.

2. Способ уплотнения горизонтального разъема спирального корпуса центробежного насоса, включающий операции монтажа прокладки и шпилек на фланце нижней части корпуса и затяжки фланцевого соединения горизонтального разъема плоскими шайбами и колпачковыми гайками с плоскими опорными торцами, отличающийся тем, что после монтажа прокладки и шпилек на фланце нижней части корпуса затягивают фланцевое соединение горизонтального разъема сферическими шайбами, колпачковыми гайками со сферически вогнутыми опорными торцами и стойками, выполняющими функции колпачковых гаек и опор для траверсы, монтируют и закрепляют на стойках траверсу, несущую винтовую пару, а затем с помощью винтовой пары осуществляют опирание траверсы посредством пяты на центральную область верхней части корпуса.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для корпусов, работающих с горячей рабочей средой, опирание траверсы на центральную область верхней части корпуса осуществляют лишь после прогрева корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3