1.3 Echilibrarea rotorului în pompele cu mai multe trepte
1.3.1 Aranjament simetric al grupurilor de rotoare
Rotoarele de intrare cu sens unic sunt montate pe arbore, un grup de roți direcționat de către chiuvetele de admisie opuse direcției chiuvetelor de intrare ale celuilalt grup. Ca urmare, forțele axiale ale ambelor grupuri de rotoare sunt echilibrate reciproc. Forțele axiale reziduale sunt percepute de un rulment axial conceput pentru forța totală a tuturor roților ale căror pâlnii de intrare sunt îndreptate într-o direcție. Dezavantajul acestei metode de descărcare sunt pierderile hidraulice suplimentare în canalele de transfer, dimensiunile crescute și consumul de metale, complicațiile turnărilor și construcția în general. În majoritatea modelelor de pompe cu mai multe trepte, nu sunt adoptate măsuri speciale de reducere a forțelor axiale și forțele care acționează asupra rotorului sunt contrabalansate de dispozitive speciale de descărcare [].
1.3.2 Aplicarea unui tambur de descărcare
Tamburul de descărcare (manechine) este un cilindru masiv montat rigid pe arborele din spatele ultimei trepte a pompei (Figura 1.6). Între tambur și corp se formează un mușchi cilindric cu o distanță de aproximativ 0,2 ÷ 0,4 mm. Cavitatea din spatele tamburului este conectată printr-o conductă de by-pass la orificiul de intrare al pompei, astfel încât în această cavitate se menține o presiune aproximativ egală cu presiunea la intrarea pompei. Pentru a asigura acest lucru, zona secțiunii transversale a țevii de by-pass trebuie să fie de cel puțin 4 ÷ 5 zone libere în clapeta cilindrică a tamburului. Ca urmare a diferenței de presiune din stânga și din dreapta, o forță axială orientată spre descărcare va acționa asupra tamburului, care echilibrează forțele axiale care acționează asupra rotoarelor.
Figura 1.6 - Tambur de descărcare
Deoarece în timpul funcționării a forței axiale a pompei care acționează asupra rotorului poate varia în limite largi la schimbarea modului de funcționare, tamburul de descărcare este completată de lagărul axial, proiectat pentru perceperea unor sarcini relativ mari axiale reziduale. Lungimea tamburului este selectată din considerente de proiectare, luând în considerare posibilitatea de a asigura o scurgere minimă pentru a preveni scăderea bruscă a eficienței pompei. Tamburul de descărcare are două funcții: echilibrarea forței axiale și reducerea presiunii înaintea etanșării de capăt de pe partea de evacuare a pompei. Avantajul tamburului de evacuare, împreună cu simplitatea sa structurală este abilitatea de a menține eficiența în cazul vaporizării în pompă, care este deosebit de important pentru pompe de putere [].
1.3.3 Aplicarea călcâiului hidraulic
Cea mai obișnuită metodă de echilibrare a forței axiale în pompele de tip sectorial este de a echilibra automat rotorul cu o hidrotubă (Figura 1.7). Dispozitiv de echilibrare hidraulică cuprinde un rigid montat pe axul discului de descărcare 5, un inel de susținere fixă (pernă) 2, succesive soclu cilindric 1 și inductoarele 3 și camera 4 care separă bobine.
Figura 1.7 - Curea hidraulică
Full cădere de presiune pe călcâi este diferența dintre presiunea de refulare și presiunea din camera de dispozitiv de echilibrare hidraulică, care este de obicei conectat la conducta de derivație la orificiul de intrare al pompei. O parte din căderea totală de presiune este prescrisă la clapeta de închidere, a cărei conductivitate depinde de deplasarea axială a rotorului. De exemplu, dacă sub influența forței axiale excesive rotorul se va deplasa spre stânga, apoi diferența în scădere nominală a clapetei, care, la rândul său, va determina o creștere a presiunii în dispozitivul de echilibrare hidraulică camera la un nivel care să asigure restabilirea echilibrului rotorului. De asemenea echilibrare axială a rotorului, dispozitiv de echilibrare hidraulică îndeplinește funcția suplimentară de etanșare la sfârșitul presiunii laterale de refulare a pompei de la o presiune ridicată. Pentru a preveni uzura prin frecare în pompe toc fata de accelerație, pentru care condițiile de funcționare necesită porniri frecvente - oprește set alt dispozitiv de stoarcere, care la rotor cu viteză redusă este glisat spre descărcare de gestiune, mărind decalajul priza. Dispozitiv de echilibrare hidraulică Temperatura lichidului din camera este mai mare decât la intrarea pompei datorită pierderii de energie în frecarea vâscoasă în componentele hidraulice și conductele de accelerație. În unele cazuri, temperatura poate atinge o valoare critică la care presiunea în cameră este mai mare decât presiunea vaporilor saturați ai lichidului pompat. Ca rezultat, datorită vaporizării în șocul de capăt, capacitatea de susținere a hidrotratorului scade și crește riscul de marcare a suprafețelor de capăt. Pentru a preveni vaporizarea în față a clapetei utilizată în mod tipic suplimentar sugrumare cilindric dispus după mecanică sau modifica secvența de dispunere a soclului cilindric și inductoare.
Astfel, avantajele unui hidroxiat includ autoreglarea și scurgeri de fluid mai mici comparativ cu o tambur de descărcare. Dezavantajele includ complexitatea mai mare în fabricarea și asamblarea, precum și sensibilitatea la vaporizare în pompă [].
1.3.4 Utilizarea unui dispozitiv de evacuare combinat
Cu această metodă de echilibrare axială, dispozitivul de descărcare este un hidraulic și un tambur aranjate în serie. În pompele cu un grad ridicat de responsabilitate, dispozitivul combinat poate include un lagăr axial față-verso. În acest caz, hidrotratantul funcționează cu un spațiu constant și percepe o anumită parte a forței axiale. Procedura detaliată de lucru și de calcul a dispozitivului de descărcare combinată este considerată în [].
1.3.5 Tendințele curente în îmbunătățirea designului unității de descărcare axială a rotorului
În ceea ce privește creșterea cerințelor utilizatorilor finali în ceea ce privește economia și fiabilitatea echipamentelor de pompare, reprezentanții conducători ai industriei pompelor introduc în mod intens noi soluții tehnologice pentru a spori eficiența pompei și pentru a reduce costurile de funcționare.
Costul energiei electrice este de 85% din costurile de funcționare a pompelor pentru a menține presiunea rezervorului (SDA) instalată în câmpurile petroliere. Cu cerințe crescânde de conservare a energiei și de creștere a producției de petrol, este necesar să existe o tehnologie de pompare care să permită realizarea acestor obiective, cu o investiție minimă de capital și o amortizare maximă. Pompele Sulzer oferă soluții pentru îmbunătățirea, reconstrucția și modernizarea pompelor, atât în industria de petrol și gaze, cât și în industria energetică.
Pompele pentru menținerea presiunii rezervoarelor sunt în mod obișnuit pompe cu secțiune orizontală în mai multe etape, cu rotoare instalate în serie și un dispozitiv de descărcare sub formă de hidrotrator. Cu toate acestea, structurale și materiale, acest tip de pompă nu este, de obicei, adecvată pentru funcționarea fiabilă și economică în sistemele de menținere a presiunii rezervorului. Partea cea mai sensibilă a acestor pompe secționale este dispozitivul standard pentru descărcarea de forțe axiale - și anume, călcâiul hidraulic. Creșterea golurilor interne ale pompelor și starea precară a părților principale conduc la o reducere semnificativă a eficienței. Aceasta, la rândul său, duce la pierderi semnificative de energie și la creșterea costurilor de operare.
Pentru a îmbunătăți proiectarea mecanică a fiabilității pompa include schimbarea sistemului hidraulic de descărcare a forțelor axiale care utilizează dispozitivul de susținere a întreținerii (Permavor), brevetat de Sulzer (Fig. 1.8). Dispozitivul special de susținere Permavor previne uzura de contact și călcâi și dispozitiv de echilibrare hidraulică forța de tracțiune atunci când funcționează la viteze mici, cum ar fi timpul de pornire și oprire.
1 - cușcă exterioară, 2 - cușcă interioară,
3 - magneți inelari permanenți
Figura 1.8 - Dispozitiv de stoarcere magnetic detașabil
Dispozitiv de stoarcere magnetic detașabil are următoarele avantaje: nu necesită întreținere, are o durată de viață nelimitată, funcționează fără suprafețe de contact mecanice, nu necesită lubrifiere și răcire, poate fi conectat la pompa la modernizarea în pompe lubrifiate rulmenți produsul pompate evită sigiliul de capăt pe câmpul lateral [].
Pentru unele modele de furaje Pompe companiei Sulzer Pumps oferă o soluție mai radicală este de a înlocui dispozitivul de echilibrare hidraulică descărcare piston și rulmentul axial de dublă acțiune (fig. 1.9), care urmează tendințele generale ale producătorilor străini de pompe centrifuge [].
Figura 1.9 - Modernizarea pompei PE 380-185 / 200
prin înlocuirea hidrotratorului cu un piston de descărcare
Dimpotrivă, reprezentanții locali ai construcției pompelor preferă extinderea zonei de utilizare a dispozitivelor automate de contrabalansare, de exemplu în cazul pompelor de tipul NM. Pompele cu trunchi de pompe de tip NM aparțin celui mai important tip de bază de echipament tehnologic în procesul de transport al produselor petroliere și petroliere prin conductele principale. Proiectele pompelor NM au fost create în anii 1970 și nu s-au schimbat de atunci. Pompele sunt foarte dificile, folosind sisteme hidraulice speciale pentru lubrifierea și răcirea rulmenților, funcționarea instabilă în moduri tranzitorii și durata de viață insuficientă. Condițiile moderne ale economiei de piață necesită modernizarea pompelor, creșterea caracteristicilor lor operaționale, a indicatorilor de fiabilitate și reducerea contribuției forței de muncă. În legătură cu aceasta, JSC Hydromash-Holding desfășoară în prezent un complex de lucrări privind modernizarea pompelor de ulei existente și organizarea producției lor pe teritoriul Rusiei.
În această pompă, dispozitivul de descărcare a rotorului de forțele axiale este un tambur de descărcare rotor rotit în bucșa statorului. forță axială produsă de plată prin gâtuirea fluidului pompat în spațiul dintre tamburul rotor și bucșa de stator care modurile de funcționare tranzitorii ale pompei este ineficientă și conduce la instabilitatea funcționării sale. Dezavantajul pompei cunoscute este acela că dispozitivul de evacuare este proiectat să compenseze forțele axiale la un anumit punct al performanței pompei. In toate celelalte moduri de funcționare a unui astfel de forță axială pompei trebuie percepută asamblare specială lagăr, care este complicată tehnologic. În plus, având componente ale unui astfel de pompă pentru ungere și răcire necesită o cantitate mare de ulei, ceea ce implică necesitatea de a stabili sistemul de petrol greoaie (rezervoare, pompe, filtre, coolere, ventilatoare, etc.). Aceste deficiențe conduc la o scădere a duratei de viață a unității.
La crearea simplifica proiectarea ZAO „Hydromash Holding“ rezolva problema de compensare a forțelor axiale care acționează asupra rotorului caracteristicilor pompei pe întreaga gamă fără utilizarea ansamblului rulment suplimentar cu ajutorul unui dispozitiv special de echilibrare hidraulică și lagărele de alunecare lubrifiate de lichidul pompat. Cu acest design al pompei, se poate utiliza un ansamblu de etanșare. Proiectarea ansamblului rotor din forțele de refulare axială permite pompei să funcționeze în mod stabil, nu numai la punctul de funcționare, dar, de asemenea, în condiții tranzitorii, ceea ce permite funcționarea pompei fără nici un lagăr axial suplimentar. Pe baza modernizării descrise mai sus, Hydromash-Holding a dezvoltat designul pompei HMM 1250-400.
Principalele pompe de ulei Modernizare permis de a reduce complexitatea fabricării lor, ceea ce face posibilă reducerea costurilor de funcționare (reparația intensității medii a muncii la 80 N / h), mărind fiabilitatea și durabilitatea echipamentului (CBTM - 9000 h), creșterea eficienței de până la 83% [] .
Printre sugestiile teoretice și recomandările pentru îmbunătățirea calității hidropliștilor se numără următoarele []:
1. Creșterea rezistenței fantelor cilindrice și a capătului prin intermediul unor bucșe cu trepte și caneluri inelare.
2. Eliminarea contactului fețelor finale ale hidrotratorului prin aplicarea de suprafețe sferice.
3. Creșterea forței de contrabalanare a suprafeței frontale de lucru prin canale inelare conectate prin canale speciale la cameră cu un hidrotrator.
4. Combinarea liniilor de hidroxi și recirculare.
5. Utilizarea dispozitivelor de echilibrare suplimentare, de exemplu cămăși de rotor cu diametre diferite.
6. Combinația hidrotratorului cu un tambur de evacuare și (sau) cu un rulment axial față-verso.
7. Reducerea deformării și asigurarea planeității suprafețelor de lucru ale spațiului final al hidrotratorului prin aplicarea descărcării hidraulice a căptușelilor instalate elastic (Figura 1.10).
Figura 1.10 - Proiectarea modificată a unui descărcător automat cu inele hidraulice descărcate
Trimiteți-le prietenilor: