Герметические насосы для перекачивания жидкости с широким диапазоном температур

Герметические центробежные насосы в основном используют в химической и нефтяной промышленности для транспортирования кислот с широким диапазоном температур до 400° и давлений до 49-105 н/м² (50 кГ/см²). Электродвигатели от насосов отделены термобарьером. Материалом для насосов в зависимости от перекачиваемой среды служит немагнитная кислотостойкая сталь, например, 18Cr (8Ni), 2,5 Mo и высококоррозионная сталь. Подшипники — графитовые или из кислотостойкой стали с тефлоновым покрытием. Конструкция насоса позволяет легко и быстро заменять обмотку статора без опорожнения насоса.

Устойчивая работа герметических электронасосов подобного типа зависит от свойств и температуры перекачиваемой жидкости и системы охлаждения автономного контура. При низкотемпературных хладагентах температура жидкости, заполняющей полость автономного контура, остается стабильной даже при значительных колебаниях температуры перекачиваемой жидкости. Однако замкнутая система циркуляции жидкости автономного контура при встроенном в корпус электронасоса холодильнике не обеспечивает постоянства температуры жидкости автономного контура в случае перекачивания агрессивных сред с температурой, превышающей 500°. Поэтому ряд зарубежных фирм использует в своих схемах выносной холодильник.

Рассмотрим герметические высоконапорные циркуляционные погружные насосы типа 30-А. Принципиально конструкция электронасосов лишь в незначительной степени отличается от электронасосов типа К, однако его можно использовать в новых условиях эксплуатации. Эта особенность электронасоса обеспечивается способом охлаждения полостей статора и конструкцией уплотнения, препятствующего проникновению высокотемпературной среды в зону статора. В электронасосе типа 30-А статор омывается внешней охлаждающей средой, обладающей высокими диэлектрическими свойствами (подобно трансформаторному маслу).

Охлаждающая среда поступает в полость статора через входной патрубок в крайней правой части насоса, затем проходит через полость статора и выводится через выходной патрубок на противоположном конце корпуса вблизи напорного патрубка. При движении охлаждающая среда омывает обмотку электродвигателя, пакет железа статора и экранирующую гильзу. Благодаря малой величине каналов для охлаждающей жидкости скорость ее велика, что увеличивает эффективность охлаждения. Температура охлаждающей жидкости на входе в полость статора может поддерживаться на любом уровне, что еще в большей степени увеличивает эффективность охлаждения статорного пространства. Полость ротора интенсивно охлаждается жидкостью, циркулирующей в полости статора. Принудительная циркуляция жидкости при помощи радиальных лопаток, укрепленных на левом торце пакета железа ротора, увеличивает теплообмен в роторной полости. Для предотвращения передачи тепла от насоса, перекачивающего высокотемпературные жидкости, к полости статора предусмотрен термобарьер—кольцевая герметическая воздушная полость, расположенная в корпусе и отделяющая полость статора от рабочей полости насоса. Чтобы увеличить эффективность термобарьера, кольцевую полость заполняют изолирующим материалом, например, стеклянной ватой.

Для уменьшения интенсивного смешивания жидкости рабочего контура с жидкостью, заполняющей роторное пространство, в зоне термобарьера применено уплотнение лабиринтного типа, уплотняющее также с двух сторон рабочее колесо. Лабиринтное уплотнение состоит цз большого числа сравнительно тонких шайб и расположенных между шайбами колец. Внутренний диаметр шайб несколько больше диаметра уплотняемой поверхности. Шайбы и промежуточные кольца образуют лабиринтное уплотнение с узкими проходами и большими кольцевыми полостями между проходами. Благодаря этому коэффициент сопротивления уплотнения резко возрастает.

В процессе работы электронасоса возможны случаи колебания ротора в радиальном направлении. Чтобы избежать контакта вращающейся поверхности уплотнения с неподвижной поверхностью, обычно увеличивают зазоры в уплотнении. В рассматриваемом случае зазор в уплотнении может быть сохранен минимально возможным, так как при контакте какой-либо шайбы с внутренним диаметром уплотняемой поверхности произойдет не заедание и приварка этих поверхностей, как в случае обычного уплотнения, а лишь небольшое местное истирание шайбы.

Интересное из этой же темы: