Строительные машины и оборудование, справочник






Глубинные насосы с погружными электродвигателями


Категория:
   Глубинные насосы


Глубинные насосы с погружными электродвигателями

Погружные электронасосы ЭЦВ

Основным типом применяемых для водоснабжения глубинных насосов с погружными электродвигателями являются погружные цент-ообежные насосы типа ЭЦВ.

Эти насосы изготовляют с параметрами в соответствии с ГОСТ 10428—63 «Насосы центробежные скважинные для воды с погружным электродвигателем. Основные параметры», который предусматривает изготовление 112 марок насосов ЭЦВ.



Марка насоса, например, ЭЦВ6-10-140 означает:
ЭЦВ— Электрический центробежный для воды, 6 — минимальный диаметр скважины в дюймах, 10—-производительность насоса в м^/ч и 140 — напор в метрах водяного столба.

На 1 января 1970 г. серийно изготовляется 34 марки насосов ЭЦВ, включая и низконапорные для орошения. Большинства из них были созданы в особом конструкторском бюро по бесштанговым насосам Министерства химического и нефтяного машиностроения СССР. Насосы ЭЦВ в ближайшие годы заменят устаревшие и менее экономичные. Их изготовляют для скважин диаметром 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, и 16”.

Насосы для скважин диаметром 4, 5 и 6”

Конструкция этих насосов однотипна с высокой степенью унификации, что значительно облегчает их производство и эксплуатацию. В этих насосах широко представлены неметаллические материалы, заменяющие сталь и чугун, такие, как полипропилен, ударопрочный полистирол, износостойкая резина, антифрикционный графитизированный сплав.

Рабочие характеристики этих насосов показаны на рис. 52. Ниже приведено описание конструкции некоторых марок погружных насосов и электродвигателей.

Несмотря на большую потребность в насосах для скважин диаметром 4” и высокую их экономическую эффективность они до настоящего времени все еще не нашли широкого применения. Серийно изготовляется отечественной промышленностью только одна марка насоса — ЭЦВ4-4-70.

По конструкции этот насос аналогичен описанным ниже погружным насосам для скважин диаметром 5 и 6”. Рабочие органы этого насоса— направляющие аппараты с обоймами и рабочие колеса — пластмассовые.

Радиальные подшипники выполнены из антифрикционного графи-тизированного сплава. В верхней части насоса расположен шаровой обратный клапан, препятствующий сливу воды из трубопровода при остановках насоса. Клапан состоит из корпуса с седлом и обрезинен-ного пластмассового шара.

Рис. 52. Характеристики насосов ЭЦВ скважин диаметром 4, 5 и 6”:
1 — ЭЦВ5-4-125; 2 — ЭЦВ5-6.3-80; 3 — ЭЦВ5-10-50; 4 — ЭЦВ4-1.6-65; 5 — ЭЦВ4-4-70 (для насосов 4 и 5 к. п. д. относится ко всему агрегату); 6 — ЭЦВ6-4-130; 7 — ЭЦВ6-4-190; 8 — ЭЦВб-7,2-45; 9 — ЭЦВб-7,2-75; 10 — ЭЦВ6-7,2-120; И — ЭЦВ6-10-50; 12 — ЭЦВ6-10-80; 13 — ЭЦВ6-10-140; 14 — ЭЦВ6-10-185; 15 — ЭЦВ6-10-235

Насос вместе с электродвигателем подвешивают в скважине на водогазопроводных трубах, соединенных между собой конической трубной резьбой.

Для скважин диаметром 5” в производстве находится также одна марка насоса, изготовляемого Зарайским механическим заводом, производительностью 6,3 м3/ч и напором 80 м вод. ст.

Насос ЭЦВ5-6,3-80 (рис. 53) четырнадцатиступенчатый, центробежный, вертикальный.

Рабочие колеса и направляющие аппараты с обоймами выполнены из полипропилена. Обоймы одновременно являются и корпусом насоса.

Рабочие колеса — радиальные, без гидравлической разгрузки, плавающего типа.

Осевая нагрузка, возникающая во время работы насоса, от каждого колеса передается на корпус насоса через стальное нержавеющее кольцо.

Для увеличения прочности и жесткости обоймы она армирована стальной втулкой. Вал 4 опирается на два резино-металлических подшипника, расположенных в корпусе клапана и камере всасывания. Вал насоса с валом электродвигателя соединен жесткой муфтой. Обоймы насоса стянуты тремя стальными шпильками 8. В головке 9, расположенной в верхней части насоса, имеется резьба 11/2” труб для присоединения колонны водоподъемных труб.

Вода в насос поступает через пластмассовую сетку, надетую снаружи на камеру всасывания.

Для привода насоса используется электродвигатель ПЭДВ2,8-114 мощностью 2,8 кет, погружной, асинхронный, водозаполненный, трехфазный (рис. 54). Он состоит из следующих основных узлов: статора 1, ротора 2, подшипниковых щитов 3 и 4, пяты 5 с подпятником 6 и устройства для уплотнения и «дыхания». Пакет статора запрессован в трубу с наружным диаметром 114 мм и внутренним 104 мм. Обмотка статора выполнена медным проводом с полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоляцией. Ротор — шихтованный. Короткозамкнутая обмотка ротора состоит из медных стержней и медных короткозамыкаю-щих колец. На шейках вала ротора закреплены втулки из нержавеющей стали под подшипники и манжетное уплотнение.

Верхний и нижний подшипниковые щиты крепятся к корпусу электродвигателя при помощи шпилек, завинченных в специальные кольца, расположенные внутри корпуса статора. В каждый из подшипниковых щитов запрессованы по два резино-металлических подшипника с канавками на внутренней поверхности, благодаря чему улучшается циркуляция воды через подшипники. В верхнем щите имеется три отверстия для прохода выводных концов электродвигателя, которые уплотнены резиновыми кольцами и нажимной планкой.

Нята, закрепленная на нижнем конце вала электродвигателя, передает на подпятник осевое усилие от веса ротора электродвигателя.

Рабочая часть подпятника — резиновая, с профилированными канавками. Подпятник закреплен в корпусе шарнирно, что позволяет компенсировать перекосы, возникающие от неточностей изготовления и сборки.

Электродвигатель герметизирован. Герметизация осуществляется резино-металлическим манжетным уплотнением. Для «дыхания» электродвигателя установлена внизу резиновая диафрагма, которая компенсирует изменение объема воды, заполняющей электродвигатель, при нагревании и охлаждении.

Электронасосный агрегат подвешен в скважине на колонне усиленных водогазопроводных труб диаметром 1/2”, соединенных муфтами с конической трубной резьбой.

Для скважин диаметром 6” изготовляют 14 марок насосов ЭЦВ. Эти насосы по конструкции аналогичны и отличаются только решением отдельных конструктивных элементов. Так, например, насосы с числом ступеней больше 10 имеют промежуточный подшипник, расположенный в средней части насоса.

Насос ЭЦВ6-10-235 — двухсекционный. Нижняя секция состоит из 21 и верхняя из шести ступеней. Каждая секция является самостоятельным узлом. Соединены они между собой промежуточным корпусом.

Разбивка этого насоса на две секции необходима, потому что в одной секции, состоящей из 27 ступеней с пластмассовыми рабочими колесами, весьма трудно выдержать осевой ход ротора насоса, который должен быть в пределах 2,5—4,5 мм, так как отсутствие этого зазора приведет к заеданию трущихся поверхностей рабочих колес.

Ниже приведено описание конструкции одного из насосов для скважин диаметром 6”.

Насос ЭЦВ6-10-140 (рис. 55) — шестнадцатиступенчатый.

Рис. 55. Насос ЭЦВ6-10-140

Рабочие колеса — радиальные, с гидравлической разгрузкой, расположены на валу на общей шпонке. Положение каждого колеса на валу фиксируется распорными втулками. Затяжка колес осуществляется при помощи гайки, навернутой на резьбовой конец вала, и пружинного разрезного кольца, расположенного на другом конце вала. Рабочие колеса выполнены из ударопрочного полистирола. Между рабочими колесами расположены направляющие аппараты с радиальными лопатками на всасывающей и нагнетательной сторонах.

Направляющие аппараты выполнены из полипропилена и армированы в местах уплотнений чугунными кольцами. Одна ступень от другой отделена промежуточными дисками, которые расположены между обоймами, являющимися ; корпусом насоса.

Герметичность между стыками обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами, расположенными в специальных выточках этих дисков.

Затяжка обойм осуществлена четырьмя стяжками.

Вал насоса опирается на три рези-но-металлических подшипника, расположенных в корпусе основания и корпусах подшипников среднем и верхнем. В верхней части насоса расположен шаровой клапан, состоящий из пластмассового обрезиненного шара и корпуса со специальной расточкой под шар. Вода поступает в насос через корпус основания, защищенный перфорированным листом из нержавеющей стали. Вал насоса с валом электродвигателя соединен жесткой муфтой.

Для скважин диаметром 6” ГОСТ 10428—63 предусмотрено пять марок электродвигателей мощностью от 2,8 до 11 кет. По конструкции эти электродвигатели подобны электродвигателю ПЭДВ2,8-114. Они все освоены нашей промышленностью и изготовляются серийно.

Насосы для скважин диаметром 8 и 10”

Эти насосы имеют большой диапазон по производительности и напору. Так, например, номинальная производительность насосов для скважин диаметром 8 и 10” охватывает поле от 10 до 200 мг/ч при напорах от 15 до 300 м вод. ст. На рис. 56 приведены рабочие характеристики этих насосов.

Рис. 56. Характеристики насосов ЭЦВ для скважин диаметром 8 и 10”:
1 — ЭЦВ8-16-90; 2 — ЭЦВ8-16-140; 3 — ЭЦВ8-25-100; 4 — ЭЦВ8-25-150; 5 — ЭЦВ8-25-300: б — ЭЦВ8-40-65-7 – ЭЦВ8-40-165; 8 – ЭЦВ 10-63-65; 9 – ЭЦВ10-63-110; 10 — ЭЦВ 10-63-270; Я— ЭЦВ 10-120-60-12 — ЭЦВЮ-120-115; 13 — ЭЦВ10-160-65

Насосы для скважин диаметром 8” и производительностью 16 и 25 м3/ч подобны по своей конструкции насосам для скважин диаметром 6”. В этих насосах также использованы радиальные рабочие колеса и направляющие аппараты, выполненные из пластических материалов. Отличительной особенностью насосов производительностью 25 м3/ч и напором 150 и 300 м вод. ст. является то, что в их конструкции предусмотрена специальная резино-металлическая пята, воспринимающая осевые усилия, которые возникают во время работы насоса, благодаря чему пята электродвигателя не несет никаких дополнительных нагрузок.

Насосы ЭЦВ8-40-65 и ЭЦВ8-40-165 по своей конструкции значительно отличаются от насосов производительностью 16 и 25 м3/ч.

Насос ЭЦВ8-40-65 (рис. 57) — пятиступенчатый.

Рабочие колеса — радиального типа, закрытые, с гидравлической разгрузкой, выполнены из высокопрочного полистирола. Направляющие аппараты полуосевого типа, чугунные. На уплотни-тельные буртики рабочих колес надеты резиновые кольца, которые предохраняют места уплотнений от износа.

Положение на валу каждого колеса фиксируется распорными втулками. Затяжка колес осуществляется с помощью гайки, навернутой на резьбовой конец вала и пружинного разрезного кольца, установленного на другом конце вала.

В ступицах верхнего и нижнего направляющих аппаратов запрессованы резино-металлические подшипники, а в ступицах остальных направляющих аппаратов с зазором 0,1—0,2 мм установлены уплотнительные втулки. Благодаря этому зазору втулка является самоустанавливающейся, что обеспечивает равномерное прилегание ее к валу по всей рабочей поверхности.

Втулка удерживается в ступице направляющего аппарата при транспортировании за счет резинового уплотни-тельного кольца, а при работе насоса ее прижимает к направляющему аппарату перепад давления в ступени.

Уплотнение между рабочими колесами и направляющими аппаратами — плавающего типа, состоящее из неподвижного стального нержавеющего кольца и вращающегося резинового кольца, надетого на уплотнительный буртик рабочего колеса.

Рис. 57. Насос ЭЦВ8-40-65

В нижней части насоса расположен всасывающий корпус, который четырьмя шпильками крепится к электродвигателю. Внутри корпуса расположен узел сальника, состоящий из корпуса и двух резино-металлических манжет. Сальник препятствует попаданию внутрь электродвигателя воды, загрязненной механическими примесями. Ниже сальника расположена обратная пята и подпятник, воспринимающие осевые нагрузки, направленные вверх. Снаружи всасывающий корпус закрыт стальной нержавеющей сеткой, через которую откачиваемая вода поступает в насос.

В верхней части насоса расположен узел обратного клапана, состоящий из корпуса с седлом и обрезиненного алюминиевого шара.

Насос ЭЦВ8-40-165 в отличие от насоса ЭЦВ8-40-65 имеет в своей конструкции опорную пяту, воспринимающую осевые нагрузки, возникающие во время работы насоса.

Узел опорной пяты помещен внутри чугунного корпуса, расположенного под всасывающим корпусом насоса. Он состоит из резино-ме-таллической пяты со специальными канавками на рабочей поверхности и стального нержавеющего подпятника, представляющего собой шлифованный диск с твердой поверхностью. Для компенсации перекосов диск установлен на специальной резиновой подкладке толщиной 5—6 мм.

ГОСТ 10428—63 предусматривает четыре типа погружных электродвигателей для скважин диаметром 8” мощностью 11, 16, 22 и 32 кет. Все эти электродвигатели освоены нашей промышленностью и изготовляются серийно. По конструкции они аналогичны электродвигателям для скважин диаметром 5 и 6”.

Подвеска насосных агрегатов в скважине осуществляется на колонне труб диаметром 2 ‘/г” Для насосов производительностью 16 мг\ч, 3” — для насосов производительностью 25 мг1ч и 4” — для насосов производительностью 40 м3/ч.

Для скважин диаметром 10” изготовляют насосы производительностью 63 и 120 м3/ч и с напором до 270 м вод. ст. Эти насосы по конструкции близки рассмотренному выше насосу ЭЦВ8-40-65. Однако в этих насосах рабочие колеса выполнены из чугуна, а обратные клапаны не шаровые, а тарельчатого типа.

Насос ЭЦВ10-63-65 изготовляют без обратного клапана. В конструкции насоса ЭЦВ 10-63-270 имеется отдельный узел пяты.

Для насосов под скважины диаметром 10” ГОСТ 10428—63 предусматривает четыре марки погружных электродвигателей мощностью 22, 32, 45 и 65 кет. По конструкции эти электродвигатели аналогичны погружным электродвигателям для скважин диаметром 5, 6 и 8”.

Насосы для скважин диаметром 12, 14 и 16”

Насосы ЭЦВ 12-160-65, ЭЦВ12-160-100 и ЭЦВ12-210-85 и электродвигатели типа ПЭДВ, которые используют для привода этих насосов, по конструкции аналогичны погружным насосам и электродвигателям для скважин диаметром 8 и 10”.

Некоторые из них изготовляют серийно, а часть находится в стадии освоения.

На рис. 58 показаны их рабочие характеристики. Насосы ЭЦВ14-120-540, ЭЦВ14-210-300К и ЭЦВ16-375-175К и электродвигатель ПЭДВ250-320, используемый для привода этих насосов, по конструкции значительно отличаются от рассмотренных выше

погружных насосов и электродвигателей для скважин диаметром 4—10”. Этот электродвигатель для повышения экономичности насосных агрегатов выполнен на 3000 в. Поэтому в комплект поставки каждой из этих установок входит силовой понижающий трансформатор.

Пуск и остановка высоконапорных агрегатов осуществляется через станцию управления типа КУПНА-61.

Насос ЭЦВ14-210-300 (рис. 59)—центробежный, шестиступенчатый. Ступень насоса состоит из корпуса, являющегося направляющим аппаратом, и рабочего колеса, отлитых из серого чугуна. Рабочие колеса фиксируются на валу призматическими шпонками, распорными и защитными втулками и стягиваются гайкой. Уплотнение между рабочим колесом и направляющим аппаратом плавающее, состоящее из обрезиненного стального кольца, свободно установленного в расточке корпуса и термообработанного кольца из нержавеющей стали, напрессованного на уплотнительный буртик рабочего колеса. Крепление обрезиненного кольца в корпусе выполнено таким образом, что оно имеет возможность радиально смещаться, благодаря чему компенсируются неточности сборки и изготовления и обеспечивается равномерный зазор в уплотнении.

Рабочие колеса гидравлически разгружены, для чего на заднем диске колеса имеются несколько отверстий. Для увеличения гидравлической разгрузки и уменьшения осевой силы, направленной вниз, верхнее уплотнение в рабочем колесе выполнено на большем диаметре, чем нижнее.

Радиальные усилия воспринимаются четырьмя резино-металлическими подшипниками. Два подшипника расположены в нижнем и всасывающем корпусах, а два — в направляющих аппаратах.

В остальных направляющих аппаратах установлены уплотнительные втулки, которые препятствуют перетоку жидкости между ступенями. Втулки имеют небольшой люфт в радиальном направлении, что компенсирует неточности сборки и изготовления и обеспечивает равномерный зазор в уплотнении. Чтобы жидкость не перетекала по щели между наружным диаметром втулки и расточкой в корпусе, в специальной выточке корпуса расположено резиновое уплотнитёльное кольцо 13. В местах установки резино-металлических подшипников и уплотнительных втулок вал насоса предохранен от износа защитными втулками из термообработанной нержавеющей стали.

Осевые усилия воспринимаются двумя упорными подшипниками, один из которых воспринимает усилия, направленные вниз, а другой — вверх. Оба упорных подшипника расположены в нижнем корпусе насоса.

Как правило, при нормальной эксплуатации насоса осевые силы направлены только вниз, однако при пуске насоса и при его эксплуатации при напорах, значительно меньших номинальных, осевая сила может быть направлена и вверх. Для этого случая в погружных насосах обычно применяется такой же упорный подшипник, как и для восприятия осевых усилий, направленных вниз, но меньших размеров, так как эти усилия обычно значительно меньше тех, что направлены вниз.

Упорный подшипник состоит из гладкого стального диска и профилированной резино-металлической пяты. Пята смазывается откачиваемой водой, которая подводится по специальной трубке. Для предохранения полости пяты от попадания механических примесей верхний конец трубки выведен за зону всасывания насоса.

В верхней части насоса расположен обратный клапан тарельчатого типа, состоящий из корпуса, резино-металлического седла, штока с пружиной и направляющей втулки. Для постепенного слива воды из колонны труб в штоке имеется отверстие небольшого диаметра. К корпусу клапана присоединен патрубок с конической резьбой для соединения с колонной водоподъемных труб. Соединение насоса с электродвигателем — фланцевое. Передача крутящего момента осуществляется роликовой муфтой.

Для защиты внутренней полости электродвигателя от проникновения в него воды в нижней головке насоса установлен манжетный сальник. На патрубке клапана насоса установлена упругая камера-компенсатор, соединенная с полостью электродвигателя латунной трубкой; эта камера компенсирует изменение объема воды в электродвигателе при нагреве. В верхней части ее имеется пробка для выпуска воздуха.

На рис. 60 помещен электродвигатель ПЭДВ250-320, являющийся приводом этого насоса. Этот электродвигатель состоит из статора, вотооа. веохней и нижней опор с подшипниками, пяты и подпятника, циркуляционного насоса для создания циркуляции в электродвигатели и холодильника.

Рис. 60. Погружной электродвигатель ПЭДВ250-320

Листы статора нашихтованы в корпусе. К торцам корпуса статора приварены фланцы, к которым при помощи шпилек крепятся подшипниковые опоры. Обмотка статора изготовлена из обмоточного провода с водостойкой изоляцией из термостабилизи-рованного полипропилена.

Ротор — цельнокованый. На нем выполнены пазы прямоугольной формы для укладки обмотки. В каждый паз закладывают три стержня прямоугольной формы и зачеканивают; нижний стержень из меди, средний — из стали, верхний — из латуни. Верхний и нижний стержни заведены в короткое амыкающие медные кольца и запаяны. Таким образом, обмотка ротора — короткозамкнутая, имеет две клетки: верхнюю —с латунными стержнями (пусковую) и нижнюю — с медными стержнями (рабочую). На роторе предусмотрены места для приварки груза при динамической балансировке. Для циркуляции охлаждающей воды вал ротора выполнен полым.

В корпуса верхней и нижней опоры запрессовано по два резино-метал-лических подшипника. На внутренней поверхности подшипника имеются продольные канавки для циркуляции воды.

В верхнем подшипниковом щите имеются три отверстия для выводных концов. Уплотнение их осуществляется при помощи резиновых втулок, уплотняемых нажимной втулкой и специальным промежуточным корпусом. Упорный подшипник такой же конструкции, как и в насосе, и расположен в нижней части электродвигателя.

В верхней части электродвигателя расположен циркуляционный насос, состоящий из рабочего колеса, установленного на роторе, и радиального направляющего аппарата, вставленного в специальную расточку верхней опоры. Он необходим для улучшения охлаждения электродвигателя.

К нижнему фланцу электродвигателя прикреплен холодильник, представляющий собой пустотелый корпус с ребристой внутренней поверхностью. В некоторых конструкциях электродвигателей корпусной холодильник заменен трубчатым, представляющим собой систему трубок, соединенных с нижней крышкой электродвигателя. С помощью холодильника происходит интенсивное охлаждение воды, находящейся внутри электродвигателя.

Насос ЭЦВ 16-375-175К подобен по конструкции описанному выше насосу ЭЦВ14-210-300.

Насос ЭЦВ 14-120-540 отличается по конструкции от насоса ЭЦВ 14-210-300К и остальных насосов для скважин диаметром 12—16”.

На рис. 61 показан насос ЭЦВ 14-120-540 вместе с электродвигателем ПЭДВ250-320. Насос — шеетнадцатиступенчатый и состоит из двух секций. Нижняя секция имеет девять ступеней, а верхняя секция — семь ступеней. Верхнее рабочее колесо 3 осевой разгрузки не имеет. Радиальные усилия в каждой секции воспринимаются тремя резино – металлическими подшипниками. Седьмой подшипник расположен в нижней головке насоса. Корпуса верхней и нижней секции соединены между собой специальным патрубком, а валы — шлицевой муфтой.

Осевые усилия, направленные вниз, воспринимаются упорным подшипником, расположенным в нижней секции насоса. Осевые усилия, направленные вверх, воспринимаются упорными подшипниками, расположенными в каждой секции.

В насосах и электродвигателях для скважин диаметром 12—16” большинство основных узлов и деталей унифицированы. К таким узлам и деталям относятся радиальные и упорные резино-металлические подшипники, обратные клапаны, компенсаторы, защитные и распорные втулки, плавающие уплотнения, роликовые муфты, манжетные сальники и др.

Насосы для орошения и мелиорации

В последние годы нашей промышленностью освоены погружные насосы для орошения и мелиорации. Отсутствие таких насосов сдерживало широкое развитие эффективного способа мелиорации с применением вертикального дренажа земель.

Рис. 62. Характеристики низконапорных насосов ЭЦВ для орошения и мелиорации

Сейчас в производстве находятся четыре марки погружных насосов производительностью от 160 до 375 м3/ч и напором от 15 до 30 м вод. ст.

Насос производительностью 160 м3/ч предназначен для скважин диаметром не менее 10”, а остальные три марки насосов—для скважин диаметром не менее 12”. Для привода этих насосов используют обычные погружные водозаполненные электродвигатели типа ПЭДВ мощностью от 11 до 45 кет. Все насосы — одноступенчатые.

Уплотнение в ступени плавающего типа такой же конструкции,, как и в других насосах для скважин диаметром 12—16”. Так как напор насосов небольшой, то в их конструкции обратный клапан ‘не предусмотрен.

Некоторые насосы имеют обратную пяту, которая воспринимает осевые усилия, направленные вверх, что обычно бывает при пуске либо во время эксплуатации насоса при напорах значительно меньше расчетных.

Рабочие характеристики насосов показаны на рис. 62.

Погружные насосы типа АПТ

Глубинные насосы типа АПТ с погружными электродвигателями созданы на базе глубинных насосов ПМНЛ. Серийное изготовление этих насосов организовано в Туле трестом Союзшахтоосушение.

Статор электродвигателя насоса ПМНЛ-100ХЮ0 состоит из стального корпуса (рис. 63), в который запрессован статорный пакет, состоящий из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. С торцов статорный .пакет зажат стальными запрессованными кольцами.

Ротор — короткозамкнутый. Пакет ротора удерживается на валу круглой шпонкой, расположенной по отношению к оси вала под углом 12°. Обе шейки вала снабжены защитными втулками, изготовленными из нержавеющей стали.

В корпусе посредством стопора закреплен нижний направляющий подшипник, состоящий из металлической гильзы с обрезиненной внутренней поверхностью. Гильза зажата пружинным кольцом.

В крышке электродвигателя установлен верхний направляющий подшипник, конструкция которого аналогична нижнему подшипнику.

Для восприятия веса всех вращающихся деталей, а также некоторой неуравновешенной части осевого давления под ротором помещен упорный подшипник 11, пята которого, изготовленная из нержавеющей стали, закреплена на нижнем конце вала ротора. В нижней крышке электродвигателя помещен подпятник упорного подшипника. Подпятник состоит из стального корпуса, в котором размещены десять сегментов, изготовленных из графитизированной резины. Канавки для циркуляции воды, смазывающей упорную пяту, образуются между сегментами благодаря уложенным между ними стальным пластинкам толщиной 6 мм. Высота этих пластинок на 4 мм ниже высоты сегментов.

Корпус подпятника опирается на выпуклую сферу регулирующего винта. Таким способом обеспечиваются самоустановление вращающихся деталей и подача их вверх по мере износа пяты и сегментов, а также регулирование осевого зазора в рабочих колесах насоса.

От проворачивания корпус подпятника удерживается вилкой, охватывающей один из восьми болтов, которыми прикреплена нижняя крышка электродвигателя к корпусу статора. Для слива воды предусмотрено отверстие, закрытое болтом.

К выводным концам статорной обмотки подсоединен двухметровый отрезок трехжильного кабеля, каждая жила которого изолирована полихлорвиниловым пластикатом. Все три жилы снаружи покрыты общей резиновой оболочкой. Электродвигатель соединен с центробежным насосом муфтой 16 и шпонкой. Насос — секционного типа. Каждая ступень его состоит из стальной гильзы, чугунного корпуса и направляющего аппарата. В каждом корпусе запрессована и закреплена стопорным болтом стальная втулка промежуточного направляющего подшипника. Внутренняя поверхность втулки покрыта резиной. Нижний корпус соединен с верхней крышкой электродвигателя. Над верхним корпусом насоса расположен напорный патрубок. Секции насоса соединены восемью шпильками.

Вал насоса изготовлен из нержавеющей стали. Закрытые радиальные рабочие колеса закреплены на валу призматическими шпонками. Для уменьшения осевого давления в каждом рабочем колесе предусмотрены шесть разгрузочных отверстий. Продольное смещение рабочих колес предотвращается распорными втулками из нержавеющей стали.

Нижний направляющий подшипник насоса помещен в верхней крышке электродвигателя.

Для того чтобы из скважины не засасывалась вода и не попадал в электродвигатель песок, вдоль выступающего конца вала насоса, над верхней крышкой, предусмотрено лабиринтное устройство 23.

Верхний подшипник насоса, так же как и все промежуточные направляющие подшипники, представляет собой стальную втулку с внутренней обрезиненной поверхностью.

Рис. 63. Глубинный насос ПМН Л-100X100

Вода, поступающая в электродвигатель для интенсивной смазки упорной пяты и охлаждения обмоток, а также для улучшения условий работы верхнего направляющего подшипника насоса, фильтруется в кольцевом металлическом фильтре, установленном между верхней ступенью насоса и напорным патрубком. Внутренняя поверхность фильтра находится под напором воды, развиваемым насосом, а наружная через трубку сообщается с полостью, в которой помещена упорная пята электродвигателя.

Вода, поступающая в электродвигатель, выходит через колпачковый металлический фильтр, а также по зазору вдоль вала насоса, выступающего из верхнего щита.

Рис. 64. Насосный узел АПТ-60Х150

Рис. 65. Электродвигатель к насосу АПТ-15X120

Для фильтрации воды, смазывающей верхний направляющий подшипник насоса, предусмотрен фильтр. Разность давлений, образуемая в связи с наличием разгрузочные отверстий в верхнем рабочем колесе насоса, создает благоприятные условия для подачи напорной воды через фильтр в направляющий подшипник.

Рис. 66. Характеристики насосов АПТ: а — АПТ- 100X100; б — АПТ-60Х150; в — АПТ-180Х120; г — АПТ-15Х120; д — АПТ-70ХЗОО

Погружные электродвигатели мощностью 10,5 и 90 кет по своему устройству существенно не отличаются от описанного выше электродвигателя мощностью 45 кет. Конструкции насосных узлов насосов АПТ-15Х120 и АПТ-100Х100 аналогичны.

Насосные узлы АПТ-180X120 отличаются креплением рабочих колес. В этих насосах рабочие колеса закреплены разрезными коническими втулками.

В насосном узле АПТ-60Х150 (рис. 64) направляющие корпуса соединены шпильками. Рабочие колеса закреплены разрезными коническими втулками. Трубка для подачи воды из напорной стороны насоса в электродвигатель пропущена через отверстия в направляющих корпусах.

Для опытных откачек и прокачек скважин применяют глубинные насосы марки АПТ-15Х120. Электродвигатель этого насоса герметичен. Для компенсации изменений в объеме воды, находящейся в электродвигателе, последний снабжен компенсирующим устройством, состоящим из сварных верхней и нижней 2 частей, между которыми помещена изготовленная из листовой резины компенсационная мембрана (рис. 65).

Во время работьи электродвигателя мембрана, прогибаясь под давлением нагревшейся и увеличившейся в объеме воды, увеличивает объем внутренней полости электродвигателя. Этим предотвращается вытеснение из электродвигателя некоторого количества воды и последующее при охлаждении проникновение в него воды извне.

Для заполнения электродвигателя чистой водой служит клапан. Для выхода воздуха предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой 5. При подъеме электродвигателя из скважины воду сливают через отверстие с пробкой 6.

Герметичность электродвигателя обеспечивается манжетным уплотнением, состоящим из двух кольцевых уплотнений типа УМА, полость между которыми заполняется консистентной смазкой.

Рабочие колеса, направляющие аппараты и подшипники насоса АПТ-15Х120 отлиты из капрона, что удешевляет стоимость изготовления насоса и повышает его к.п.д. на 5—7%.

Насосный узел АПТ-70Х300 состоит из десяти закрытых радиальных рабочих колес, закрепленных на валу посредством разрезных конических втулок. Направляющие подшипники насосного узла представляют собой металлические втулки. На внутренней поверхности направляющих подшипников предусмотрены продольные канавки. Направляющие корпуса центрируются по специальным заточкам и стягиваются шестью стальными шпильками, соединяющими нижний и верхний корпуса. Из верхнего направляющего корпуса сквозь сетчатый металлический фильтр по трубке, уложенной снаружи насоса вода подается в нижний щит электродвигателя.

Электродвигатель мощностью 90 кет по своему устройству аналогичен электродвигателю мощностью 45 кет, применяемому в насосах АПТ- 100X100.

В последнее время электродвигатели остальных типоразмеров для насосов ПМНЛ также изготовляют в герметичном исполнении.

Характеристики насосов АПТ приведены на рис. 66.

Погружные насосы типа АПВ

В связи с несовершенством глубинных центробежных насосов серии АП Московским заводом опытного гидромашиностроения были сконструированы и освоены изготовлением глубинные центробежные насосы типа АПВ.

Эти насосы укомплектовали освоенными ХЭМЗом погружными электродвигателями мокрого типа МАП.

В дальнейшем производство насосов АПВ и электродвигателей МАП было передано Кишиневскому насосному заводу им. Котовского.

Насос 6АПВ-9Х12 (рис. 67) состоит из двенадцати ступеней; закрытые, разгруженные радиальные рабочие колеса закреплены на валу из нержавеющей стали посредством шпонок и распорных втулок. Корпус насоса представляет собой стальную трубу, в которой помещены направляющие аппараты и устанавливаемые между ними проставки.

Со всасывающей стороны насосного узла присоединяется всасывающий корпус, на нагнетательной стороне — нагнетательный корпус 6.

Всасывающий и нагнетательный корпуса представляют собой чугунные отливки, в центральной части которых предусмотрены втулки с отверстиями для направляющих подшипников. Направляющие подшипники представляют собой стальные втулки с обрезиненной внутренней поверхностью. Вращающиеся в них концы вала насосного узла снабжены стальными втулками.

Насос 8АПВМ-10Х7 (рис. 68) состоит из семи ступеней; закрытые разгруженные радиальные рабочие колеса закреплены на валу из нержавеющей стали посредством шпонок и распорных втулок.

В отличие от насоса 6АПВ-9Х12 отдельные ступени насоса стягиваются стяжными шпильками, соединяющими всасывающий и напорный корпуса. Такой способ соединения в большей степени гарантирует сохранность деталей при разборке насоса после длительного пребывания его в скважине. Оба направляющих подшипника насосного вала также внутри обрезинены.

Для предотвращения при выключении насоса стока воды из водонапорного трубопровода в скважину и вращения в связи с этим, электродвигателя в обратном направлении над нагнетательным патрубком установлен обратный клапан. Этот клапан представляет собой покрытый резиной алюминиевый шар, движение которого вверх под действием напорной воды ограничивается рамкой, закрепленной на фланцег устанавливаемом между нагнетательным патрубком и верхним патрубком.

Рис. 67. Насос 6АПВ-9Х12

Рис. 68. Насос 8АПВМ-10Х7

Кабель, питающий электродвигатель, уложен на наружной стенке корпуса насоса. Для защиты кабеля от механических повреждений в период монтажа насосной установки кабель закрыт закрепленным винтами предохранительным кожухом.

Насос 10АПВМ-9Х7 по своей конструкции подобен описанному насосу 8АПВМ-10Х7.

На рис. 69 показаны характеристики насосов АПВ и АПВМ.

Артезианские насосы типа АЭНГТ

В коммунальном водоснабжении УССР широко применяют хорошо зарекомендовавшие себя глубинные центробежные насосы АЭНП (артезианский электронасос погружной), изготовляемые Севастопольским электроремонтным заводом Министерства коммунального хозяйства УССР. Насосы спроектированы на базе насосов АЭНП.

Рис. 69. Характеристики насосов АПВ:
а — 6АПВМ-9Х7; б —6АПВ-9Х12; в — 8АПВМ-10Х7; г — 10АПВМ-9Х5; д — 10АПВ-9Х7

На рис. 70 показан глубинный насос АЭНП-219-40/2. Электродвигатель мокрого типа. Статор электродвигателя помещен в корпусе 1, изготовленном из стальной трубы наружным диаметром 219 мм. Обмотка статора— катушечная, протяжная, изготовлена из провода марки ПЭВВП с полихлорвиниловой изоляцией.

Оба конца вала электродвигателя снабжены сменными втулками из нержавеющей стали. Текстолитовые направляющие подшипники 2 смазываются водой, поступающей через отверстие и выточки во фланцевых креплениях 3.

В нижней части электродвигателя находится упорный подшипник, воспринимающий осевое усилие.

Вращающийся диск из нержавеющей стали упорного подшипника в состоянии покоя опирается на текстолитовую пяту, укрепленную в самоустанавливающемся подпятнике. Своей сферической поверхностью подпятник опирается на сферическую поверхность регулировочного винта. На поверхности текстолитовой пяты предусмотрены радиальные канавки и скосы, имеющие уклон, обращенный по направлению к радиальным канавкам. Валы электродвигателя и насоса соединены разъемной муфтой.

Насосный узел состоит из четырех чугунных рабочих колес, закрепленных на валу из нержавеющей стали, конических разрезны втулок и зажимных гаек. Чугунные направляющие корпуса соединены между собой шпильками. Для снижения осевой нагрузки в рабочих колесах предусмотрены разгрузочные отверстия. Снижение щелевых потерь достигается благодаря применению уплотнений с обеих сторон рабочего колеса. Кроме этого в каждом направляющем корпусе имеется сменное кольцо. Направляющие подшипники насоса изготовлены из бронзы и смазываются водой.

Над нижним направляющим подшипником насоса установлено лабиринтное уплотнение, предотвращающее попадание песка внутрь электродвигателя. Всасывающая часть насоса ограждена латунной сеткой. В верхней части насоса помещен обратный клапан тарельчатого типа.

Рис. 70. Насос типа АЭНП-219-40/2

Конструкция остальных насосов серии АЭНП в основном аналогична описанному.

Насосы серии ЭПН

В связи с тем что серийные глубинные насосы с погружными электродвигателями типа АПВ и ЭЦВ непригодны для прокачки скважин, изыскательских работ и других случаев откачки неосветленной воды, Гидропроектом разработаны и освоены изготовлением насосьг серии ЭПН.

Эти насосы являются новой отечественной конструкцией, существенно отличающейся от подобных насосов отечественного и зарубежного производства высокой экономичностью и надежностью при откачке воды с большим содержанием песка. Конструкция насосов ЭПН обладает патентной чистотой, защищена авторским свидетельством № 142531 и полностью удовлетворяет всем требованиям ГОСТ 10428—63 «Насосы центробежные скважинные для воды с погружным электродвигателем».

Насосный агрегат ЭПН-10-120Х115 (рис. 71) представляет собой семиступенчатый центробежный насос с неразгруженными чугунными рабочими колесами и направляющими аппаратами, изготовленными из полипропилена. Насосный узел стягивается четырьмя продольными стяжками. Вал насоса с рабочими колесами вращается в резиновых подшипниках, установленных в корпусах направляющих аппаратов.

Электродвигатель агрегата имеет принудительное охлаждение водой, гидравлическую разгрузку осевого давления и связан с насосным узлом не только механически, но и гидравлически через сверление в валах.

В насосном узле над верхней ступенью установлен центробежный очиститель воды, идущей через центральное отверстие по оси вала насоса и электродвигателя в подпятник наооса, а также на охлаждение и смазку электродвигателя.

Система охлаждения электродвигателя и гидравлической разгрузки действует следующим образом.

Под напором, развиваемым последней ступенью насоса, часть воды в зоне центробежного очистителя, преодолевая центробежную силу, нагнетается через отверстие в его ступице и полые валы насоса и электродвигателя в камеру подпятника электродвигателя. Давлением в камере подпятника пята разгружается и перемещается вверх. При подъеме пяты расширяется кольцевой зазор в лабиринтном замке и вода направляется в полость электродвигателя, в подшипники, пазы статора, а затем через клапан во внешнюю среду. Подъем пяты саморегулируется.

Для устранения утечки воды в месте сопряжения вращающихся валов в торцах сопрягаемых валов применено уплотнение фонарного типа.

Наличие центробежного очистителя (пескосбрасывателя), принудительное охлаждение электродвигателя и конструкция подпятника с гидравлическим разгрузочным устройством выгодно отличают насосы типа ЭПН от всех других насосов, выпускаемых отечественными насосостроительными заводами, и является коренным усовершенствованием, внесенным в последние годы в конструкцию глубинных насосов погруженного типа. Исследования, проведенные на заводе им. Калинина на насосах разных типов, показали, что наличие разгрузочных отверстий в рабочих колесах насосов снижает к.п.д. насоса на 5%. Насосы ЭПН являются единственными глубинными насосами с погружными электродвигателями для откачки воды с неразгруженными рабочими колесами.

На рис. 72 показаны характеристические кривые насосных агрегатов ЭПН-8-63Х 1 Ю и ЭПН-10-120X 115.

Рис. 71. Насос типа ЭПН-10-120Х115

стью насосов АПВМ. Идеи, заложенные в конструкции насоса ЭПН, являются перспективными для дальнейшего повышения технико-экономических показателей глубинных насосов. Согласно ГОСТ 10428-63 насосы ЭЦВ предназначены для подъема воды с содержанием механических примесей не более 0,01% по весу. Насосы ЭПН пригодны для откачки воды с содержанием механических примесей 0,05% по весу.

Рис. 72. Характеристические кривые насосов ЭПН: а — ЭПН-8-63ХП0; б — ЭПН-10-120ХИ5

Грязевые погружные насосы типа ГНОМ

Московским заводом «Энергомеханизация» по чертежам института Гидропроект изготовляются грязевые погружные насосы типа ГНОМ (грязевой насос осушительный моноблочный).

Насосы типа ГНОМ предназначены для откачки загрязненной воды с содержанием механических примесей до 10% по весу в виде песка, глины, цемента из котлованов, шурфов, траншей, зумпфов при производстве строительных, земляных, монтажных и горнопроходческих работ.

Насосы типа ГНОМ откачивают всю воду до дна, могут длительное время работать вхолостую, не требуют заливки, удобны для работы в стесненных условиях. Они легко разбираются, а изношенные детали могут быть заменены непосредственно на месте работы. Управление насосами дистанционное.

В настоящее время серийно изготовляются только насосы ГНОМ-1 OA. Серийное производство насосов ГНОМ-2 организуется в 1970 г. Насосы ГНОМ-3 находятся в стадии разработки.

Насос ГНОМ-ЮА состоит из следующих основных узлов: электродвигателя, насосного узла, системы уплотнений, корпуса, питающего кабеля и автоматического выключателя.

Электродвигатель специального исполнения, для которого используется статор и короткозамкнутый ротор серийного электродвигателя

АОЛ2-12-28. Выступающие из статора лобовые части обмотки многократно пропитаны лаком.

Ротор вращается в смазываемых консистентной смазкой шарикоподшипниках. Для предотвращения утечки смазки под нижним подшипником помещен каркасный сальник.

Корпус насоса литой из алюминиевого сплава.

Открытого типа рабочее колесо посредством шпонки и гайки кон-сольно закреплено на выступающем конце вала ротора.

Рабочие поверхности направляющего аппарата насоса и диафрагмы обрезиненьг, что предотвращает быстрый их износ.

Охлаждение электродвигателя осуществляется перекачиваемой водой, поступающей из насосного узла в кольцевой зазор между корпусом насоса и статором электродвигателя, в напорный патрубок.

Использование в самых неблагоприятных условиях большой партии опытных образцов этих насосов на ряде строительств Советского Союза подтвердило высокую эксплуатационную их надежность. Некоторые образцы проработали более 2000 ч без необходимости в смене изнашиваемых частей.

Принцип выбора погружных насосов

В систему построения ряда глубинных насосов должно быть положено большое количество типоразмеров при поддержании высокого уровня унификации и стандартизации отдельных узлов и деталей насосного узла и погружного электродвигателя.

Особенностью артезианского насосостроения является несколько индивидуальный характер производства выпускаемой заводом продукции.

Специализированные заводы, серийно выпускающие глубинные насосы, должны учитывать как ряд общих требований, предъявляемых к любой машине, так и дополнительные требования сугубо индивидуального характера, обеспечивающие получение оптимальных экономических показателей.

Основными требованиями общего характера являются: надежность в длительной эксплуатации, относительно небольшая стоимость насосов и гарантированная экономичность работы.

Диаметры, глубины и производительности скважин настолько разнообразны, что выбор насоса, обеспечивающего оптимальные гарантированные экономические показатели работы каждой насосной установки, представляет индивидуальную задачу для отдельной артезианской или водопонизительной скважины.

Для этого необходимо располагать исчерпывающими сведениями о параметрах скважин (диаметр, глубина, удельное понижение уровня воды, колебания уровня от времени года) и об условиях работы насоса в этой скважине (наличие песка, необходимость подачи воды на водонапорную башню, производительность насосной установки, возможные колебания в расходе воды и т. д.). Однако даже при правильном выборе насоса его оптимальная экономичность может быть соблюдена только лишь при практически неизмененном режиме работы. Как известно из характеристических кривых любых центробежных насосов, экономичность их работы нарушается при отклонении режима от оптимального. При неправильном выборе насоса потери, связанные с перерасходом электроэнергии, в течение года могут составлять сумму, превышающую стоимость самого насоса.

Для выбора глубинного насоса в зарубежной практике, как правило, потребитель заполняет анкету, подобную приведенной в табл.16. Следовало бы в практике отечественных предприятий, занимающихся изготовлением глубинных насосов, также применять такую анкету, обеспечивая выбор насоса и комплектующего оборудования в полном соответствии с условиями их работы и при оптимальных экономических показателях.

В связи с этим следует обратить внимание на некоторые особенности глубинных центробежных непогружных насосных установок (АТН, А, ВП, САНИИРИ), подчас не учитываемые при выборе типа глубинной насосной установки.

Слабо используется возможность применения в качестве привода к глубинным насосам двигателей внутреннего сгорания.

Недостатком погружных водозаполненных электродвигателей при сравнении с серийными вертикальными асинхронными электродвигателями, используемыми для насосов АТН и А, является их относительно низкий к. п. д. Например, непогружные электродвигатели типа

А051-4 мощностью 4,5 кет имеют к. п. д. 85,5%, а погружной электродвигатель типа ПЭДВ4,5-140 мощностью 4,5 кет — 76,3%.

Непогружные насосные установки, оборудованные мощными двигателями с ттриводным валом небольшой длины, более экономичны. Например, у электродвигателя ДАМВ-127-4 насосной установки 24А-18Х1 к. п. д. на 6% выше к. п. д. погружных электродвигателей равной мощности. Учитывая потери на трение приводного вала, не превышающие 1% в подобных установках, разница в к. п. д. составляет 5%. Если принять продолжительность работы в сутки 20 ч, то в течение одного года при пользовании насосной установкой 24А-18Х1 будет сэкономлено 84 тыс. квт-ч.

Если принять стоимость 1 квт-ч 2 коп., то полная стоимость комплектной насосной установки 24А-18Х1, равная 4900 руб., за три года будет полностью возмещена за счет сэкономленной электроэнергии.

Характер нагрузки привода, используемого для насосов, очень благоприятствует применению синхронных электродвигателей.

Для непогружных насосных установок применение синхронных электродвигателей не встречает препятствий. Поэтому в ряде стран для крупных артезианских установок при глубине скважин до 120— 140 м широко применяют мощные глубинные непогружные насосные установки.

Читать далее:

Категория: - Глубинные насосы

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины