О грунтовых насосах

О грунтовых насосах

Грунтонасос представляет собой центробежный насос одностороннего входа, консольного типа, служащий для перекачивания пульпы. Детали и узлы грунтонасосов существенно отличаются от аналогичных деталей и узлов центробежных насосов, предназначенных для перекачивания однородных жидкостей.

Всасывающий вход выполнен в виде цилиндра или пологого конуса, что позволяет избежать заклинивания в нем камней или других негабаритных включений в пульпе. Вход в грунтонасос может быть выполнен или за одно целое с его передней крышкой или отдельно. В последнем случае вход грунтонасоса крепят к крышке корпуса шпильками. Такая конструкция позволяет заменять сам вход в случае его износа, а крышку корпуса оставлять для дальнейшего использования.

Рабочее колесо имеет увеличенные проходные сечения каналов, что обеспечивает прохождение пульпы с крупными включениями. Через каналы рабочего колеса должен проходить шар диаметром, равным не менее 2/3 диаметра входного отверстия рабочего колеса. Поэтому число лопаток в рабочем колесе грунтонасоса уменьшено до двух (четырех), а ширина колеса увеличена по сравнению с шириной рабочего колеса центробежных насосов, перекачивающих воду (при одной и той же подаче). Такая конструкция рабочего колеса уменьшает напор и КПД грунтонасоса по сравнению с насосами для перекачивания воды.

Для уменьшения влияния абразивного износа рабочего колеса на основные параметры характеристик грунтового насоса и увеличения долговечности колеса все его элементы (передний и задний диски, лопатки) изготовляют значительной толщины, при этом толщину лопатки увеличивают от центра к периферии. Для облегчения съема и напрессовки рабочего колеса на вал в большинстве грунтонасосов предусмотрена коническая посадка.

Ступица рабочего колеса служит элементом сальникового уплотнения и одновременно защитной рубашкой вала, что позволило сократить длину консоли вала. Отвод грунтонасоса имеет большее по сравнению с отводом насоса для перекачивания воды поперечное сечение и очень слабо выраженную спиральность или концентричность. Это вызвано необходимостью увеличить проходные сечения, чтобы избежать заклинивания крупных камней между лопаткой рабочего колеса и носком отвода, а также снизить скорость потока пульпы для уменьшения абразивного износа отвода. У некоторых грунтонасосов (типа ПЗУ, Гру-Т, 16Р-9, 20Р-11М) предусмотрен внутренний сменный вкладыш корпуса, защищающий его от абразивного износа. В этом случае корпус грунтонасоса делают разъемным.

С целью уменьшения циркуляции пульпы внутри грунтонасоса из зоны давления в зону разрежения и предотвращения выхода пульпы в атмосферу вдоль ступицы рабочего колеса применяют уплотнения. Уплотнения повышают КПД грунтонасоса, уменьшают абразивный износ дисков и ступицы рабочего колеса, бронедисков передней и задней крышек корпуса. Бронедиски устанавливают для защиты от износа крышек корпуса.

Уплотнение, препятствующее внутренней циркуляции /пульпы между бронедиском и передним диском рабочего колеса/насоса, осуществляют путем создания минимального торцового/ зазора
между бронедиском / и передним диском/рабочего колеса. Этот тип уплотнения применяют в грунтонасосах с диаметром всасывающего патрубка до 150 мм, в более крупных насосах во всасывающей части устанавливают уплотнительные кольца.

Поэтому по мере износа торцов уплотнительного кольца и входной части рабочего колеса (при этом зазор между ними увеличивается, что влечет за собой увеличение циркуляции пульпы, т. е. снижение КПД грунтонасоса и увеличение износа бронедиска передней крышки и переднего диска рабочего колеса) регулируют зазор перемещением уплотнительного кольца в сторону торца входной части рабочего колеса.

В последнее время применяют резино-металлическое уплотнение напорной части грунтонасоса. В сальниковую коробку закладывают попеременно стальные и резиновые кольца определенного профиля. Сжатые крышкой и металлическими кольцами резиновые кольца плотно прижимаются к ступице /рабочего колеса и внутренней стенке сальниковой коробки. Чистая вода из полости через кольцевой зазор между бронедиском и ступицей проходит в кольцевой зазор между задним диском рабочего колеса и бронедиском в напорную часть корпуса, что предотвращает попадание пульпы в сальниковое уплотнение.

Учитывая неблагоприятные условия работы грунтонасоса (например, дебаланс рабочего колеса, возможные ударные нагрузки), группу вала выполняют более массивной по сравнению с группой вала (равной по подаче) центробежного насоса для перекачивания воды. Вал вращается в подшипниках скольжения или качения. Осевые усилия воспринимают упорные подшипники, а в небольших грунтонасосах — обычные опорные радиальные шариковые подшипники. В грунтонасосах с подачей более 6000 м3/ч для восприятия осевых усилий применяют специальные устройства, например, в грунтонасосах 1000—80 — плиту Митчела.

Подшипники скольжения, применяемые в грунтонасосах, состоят из двух чугунных вкладышей, внутренняя поверхность которых залита слоем баббита. Вкладыши фиксируются на специальных ребрах станины и верхней крышки. Смазочная система подшипника и вала кольцевая. Из масляной ванны масло захватывается кольцами, свободно висящими на валу II в специальных прорезях верхнего вкладыша и вращающимся за счет силы трения.

Масло с кольца стекает на вал и, двигаясь по масляным канавкам, вырезанным в баббите, смазывает шейку вала и поверхность вкладышей подшипника. Излишки масла стекают с торцов вкладыша в масляную ванну. Станине через специальный корпус  передаются осевые усилия, которые воспринимаются или упорными, или обыкновенными радиальными шарикоподшипниками, закрепленными на валу гайками, и крышкой в корпусе. Такая конструкция надежно предохраняет вал от передвижек в осевом направлении. Подшипники смазывают маслом, залитым в его корпус.

В группе вала грунтонасоса на подшипниках качения подшипники смонтированы и специальных корпусах 2, закрепленных в гнездах станины крышками в виде полухомутов. В станине есть полость для воды, подводимой от вспомогательного насоса для охлаждения подшипников. В ближайшем к рабочему колесу опорном узле установлен шариковый или двухрядный роликовый подшипник, рассчитанный на боль-шие радиальные нагрузки. В заднем опорном узле смонтированы два подшипника: первый воспринимает осевые усилия (упорный), а второй — радиальные (опорный). Они закреплены на валу кольцевой гайкой И, а наружная обойма опорного подшипника — крышкой.

Осевое усилие передается через кольцевую гайку, внутреннюю обойму опорною подшипника, проставочную втулку на упорный подшипник, неподвижная обойма которого упирается в торцовую стенку корпуса подшипника.

Консистентная смазка в подшипники подается через пресс-масленки. Вал грунтонасоса соединен с двигателем эластичной муфтой. Группа вала прикреплена к станине, представляющей собой чугунную отливку с обработанными присоединительными поверхностями. Задняя крышка корпуса присоединена на шпильках к полуфланцу станины. В нижней части станины имеются отверстия для анкерных болтов крепления грунтонасоса к фундаментной раме.