Odstředivá čerpadla CNS (obr. 1) – horizontální, sekční, vyráběná s počtem stupňů od dvou do deseti.
Čerpadlo se skládá ze skříně a rotoru.
Sací 21 a výtlačný kryt 11 jsou připevněny ke karoserii, stejně jako skříně 17 vodicích lopatek s vodicími lopatkami 18, zadní 3 a přední 35 držáky. Tělesa vodicích lopatek a víka sání a výtlaku se stahují stahovacími tyčemi a maticemi. Spoje těles vodicích lopatek jsou utěsněny středně tvrdou pryžovou šňůrou.
Rotor čerpadla se skládá z hřídele 36, na které je instalováno distanční pouzdro 30, plášť hřídele 26, oběžná kola 13 a 16, distanční pouzdro 10, stavěcí kroužky a hydraulický patní kotouč 37. Všechny tyto díly jsou na hřídeli utaženy s hřídelovou maticí 6.
Místa, kde hřídel vystupuje z pouzdra, jsou utěsněna vícevrstvým tkaným těsněním. Těsnicí kroužky jsou instalovány s relativním přesazením řezů o 120 С.
Těsnění ucpávky jsou lisována pouzdry ucpávky.
Nosiče rotoru jsou dvě radiální ložiska, která jsou instalována v konzolách s uložením, které umožňuje pohyb rotoru v axiálním směru o velikost „rozběhu“ rotoru. Místa výstupu hřídele z ložiskových těles jsou utěsněna manžetami.
Aby se zabránilo vniknutí vody do ložiskových komor, jsou instalovány blatníky.
Těleso vodicí lopatky s O-kroužkem, vodicí lopatka s O-kroužkem a oběžné kolo společně tvoří stupeň čerpadla.
Činnost čerpadla je založena na interakci rotujících lopatek oběžného kola a čerpané kapaliny.
Oběžné kolo, rotující, uděluje pohyb kapalině umístěné mezi lopatkami. Vlivem vzniklé odstředivé síly se kapalina ze středu kola přesune k výstupu a uvolněný prostor se pod vlivem atmosférického nebo přetlaku opět zaplní kapalinou přicházející ze sacího potrubí.
Z oběžného kola kapalina vstupuje do kanálů rozváděcí lopatky a poté do druhého oběžného kola s tlakem vytvořeným v prvním stupni. Dále kapalina vstupuje do třetího oběžného kola se zvýšeným tlakem vytvořeným druhým stupněm atd.
Od posledního oběžného kola prochází kapalina přes vodicí lopatku do výtlačného krytu, odkud vstupuje do výtlačného potrubí.
Vzhledem k tomu, že těleso čerpadla sestává z oddělených stupňů, je možné bez změny průtoku měnit tlak instalací požadovaného počtu sekcí čerpadla. V tomto případě se mění pouze délka hřídele, táhel a trubky vodovodního řádu.
Při provozu čerpadla vzniká vlivem tlaku kapaliny na nestejnou plochu bočních ploch oběžných kol axiální síla, která má tendenci posouvat rotor čerpadla směrem k sací straně. K vyrovnání axiální síly v čerpadle se používá hydraulická pata skládající se z hydraulického patního kotouče 37, hydraulického patního prstence 8, odlehčovacího pouzdra 9 a distančního pouzdra 10.
Kapalina procházející prstencovou mezerou mezi vykládacími pouzdry a distančním pouzdrem do vykládací dutiny В, tlačí na hydraulický patní kotouč, v důsledku čehož se rotor pohybuje směrem k vynášecímu krytu a mezi pracovními plochami hydraulického patního kotouče se vytvoří mezera, kterou kapalina prochází do dutiny konzoly Г. Velikost výsledné mezery závisí na tlaku ve vykládací dutině a nastavuje se automaticky.
Z dutiny Г kapalina částečně prochází ucpávkou, ochlazuje matici hřídele a hlavní část kapaliny vstupuje do dutiny obtokovým systémem Д vodní těsnění, zabraňující úniku vzduchu přes těsnění.
Z dutiny Д část kapaliny prochází mezi pláštěm šachty a ucpávkou a zbytek je odváděn přes vsuvku do odpadu. Když čerpadlo pracuje se vstupním tlakem do 0,3 MPa, může být kapalina vytékající z odpadního potrubí nasměrována do sacího potrubí.
Tlak v dutině hydraulického těsnění mírně převyšuje atmosférický tlak (až 0,3 MPa), která zabraňuje nasávání vzduchu do čerpadla přes ucpávku.
Je nutné, aby čerpaná kapalina mohla vždy prosakovat mezi pláštěm hřídele a ucpávkou. Přílišné utažení olejového těsnění urychluje opotřebení pláště hřídele a zvyšuje ztráty třením.
Rotor čerpadla je poháněn do otáčení elektromotorem přes pružnou spojku objímka-čep, sestávající ze dvou polovin spojky, které jsou navzájem spojeny pryžovými pouzdry namontovanými na válcových ocelových prstech, pevně upevněných v polovině spojky elektromotoru . Směr otáčení rotoru čerpadla je při pohledu od elektromotoru pravý (ve směru hodinových ručiček).
V současné době se hojně využívá exploatace ropných polí metodami ovlivňování ropných ložisek ke zvýšení produkce ropy, zejména zaplavování ropných ložisek, k čemuž se používají především odstředivá vícestupňová sekční čerpadla CNS (viz obr. 2.19).
Rýže. 2.19. Čerpadlo centrálního nervového systému sekčního typu:
1 – Pracovní kolo; 2 – vodicí lopatka; 3 – sekce; 4 – ochranná košile;
5 – kryt sání; 6 – vypouštěcí kryt; 7 – vykládací disk;
8 – kluzná ložiska; 9 – kombinované koncové těsnění;
10 – šrouby utahující části čerpadla
Rýže. 2.19. Čerpadlo centrálního nervového systému sekčního typu:
1 – Pracovní kolo; 2 – vodicí lopatka; 3 – sekce; 4- ochranná košile;
5 – sací kryt; 6 – vypouštěcí kryt; 7 – vykládací disk;
8 – kluzná ložiska; 9 – kombinované koncové těsnění;
10 – šrouby utahující části čerpadla
Čerpadla CNS jsou určena pro dodávku čisté, neagresivní vody s obsahem mechanických nečistot nejvýše 0,1 % hmotnosti a velikostí pevných částic nejvýše 0,1 mm s průtokem do 1000 m 3 /h a tlakem od 20 do 2000 m. Účinnost čerpadla v závislosti na se pohybuje od 44 do 80 % v závislosti na standardní velikosti. Materiály opotřebitelných dílů poskytují střední dobu mezi poruchami: u nerezové oceli – ne méně než 10000 5000 hodin; pro litinu a uhlíkové oceli – minimálně 0,5 hodin; pro čerpadla pracující na znečištěnou neagresivní vodu s obsahem mechanických nečistot do 0,2 % hm. a velikostí částic do 2400 mm, – XNUMX hodin.
Pro dodávku velkého množství vody se používá čerpadlo CNS 500-1900 s dodávkou od 300 do 720 m 3 /h při tlacích od 2020 do 1600 m, resp.. V nominálním režimu s dodávkou 500 m 3 /h , čerpadlo vyvine tlak 1875 m. Pohon je STD motor – 4000 – 2 o výkonu 4000 kW s rychlostí otáčení 50s -1.
Obrázek 2.19a. Schéma hydraulické vykládací jednotky
Konstrukce čerpadel typu CNS je maximálně unifikovaná. Základní části čerpadla (viz obr. 2.19) jsou: oběžné kolo 1, vodicí lopatka 2, sekce 3, ochranná košile 4, sací kryt 5 a výtlačný kryt 6.
Různých hlav čerpadel se dosáhne změnou počtu stupňů: od 6 do 8 u čerpadel CNS 500 a od 8 do 16 u čerpadel CNS 180.
Pro zajištění vysoké spolehlivosti a životnosti jsou díly v čerpadlech vyrobeny z chromové oceli: oběžná kola a vodicí lopatky jsou odlity z oceli 20Х13Л; sekce, hlavní části hydraulické vykládací paty a ochranná pouzdra kovací hřídele jsou vyrobeny z oceli 20Х13; kovaná hřídel – vyrobena z oceli 40ХФА; sací kryt – litý z litiny SCh 21 – 40; víko výtlaku – odlito z oceli 25L.
Čerpací sekce jsou vloženy mezi sací a výtlačný kryt, které jsou drženy pohromadě čepy. Spoje sekcí jsou utěsněny stykem s těsnicími pásy a navíc pryžovými těsnícími kroužky.
Průtok vody mezi stupni čerpadla je omezen předním a zadním těsněním hrdla oběžného kola. Koncové ucpávky čerpadla jsou kombinované, s mezerovým těsněním
určené k vyložení ucpávky. Axiální tlak je vnímán vykládací patou.
Hřídel čerpadla je uložena v kluzných ložiskách s třecím párem hřídele – babbitt v ložiskovém pouzdru. Mazání ložisek je nucené, olejové. Hřídele čerpadla a synchronního elektromotoru STD jsou spojeny ozubenou spojkou. Mazací a chladicí systém součástí čerpací jednotky je navržen tak, aby přiváděl turbínový olej k mazání a chlazení ložisek čerpadla, elektromotoru a ozubené spojky. Olejový systém zahrnuje startovací a provozní zubová čerpadla, nádrž, odlučovač oleje, filtr a armatury. Olej je chlazen vodou přiváděnou do spirálového chladiče oleje. Voda také ochlazuje těsnění konce čerpadla.
Automatizační a přístrojový systém řídí provozní režim instalačních, alarmových a ochranných komponent čerpací jednotky.
