Устройство грунтовых насосов

Устройство грунтовых насосов

Насосы НЗУ получили широкое применение в транспортном строительстве. По одной конструктивной схеме выпускают насосы двух типоразмеров — с диаметрами всасывающего патрубка 200 (8НЗУ) и 300 (12НЗУ) мм. Цифры в марках насосов обозначают диаметр всасывающего патрубка (подвода), уменьшенный в 25 раз.

Насосы 8НЗУ и 12НЗУ

Всасывающий патрубок насоса 8НЗУ конический с люком ревизии крепится фланцем к передней крышке корпуса насоса. Рабочее колесо трехлопастное диаметром 620 мм имеет коническую посадку и крепится шпильками к кольцевой гайке, навинченной на вал. Против проворачивания колеса на валу установлена призматическая шпонка.

Корпус выполнен с горизонтальным разъемом и защищен от абразивного износа стальным броневкладышем, являющимся отводом концентрической формы. Изношенный броневкладыш можно заменять, что удобнее и дешевле, чем заменять весь корпус. Нижняя часть корпуса имеет лапы (приливы), в которых просверлены отверстия для крепления корпуса фундаментными болтами к раме. Верхнюю часть корпуса присоединяют к нижней болтами на полуфланцах. Обе части корпуса в торцах имеют приливы, которые образуют фланцы для закладных болтов. Закладные болты крепят переднюю и заднюю крышки, которые защищены бронедисками, закрепленными на них шпильками. Передний бронедиск примыкает к уплотнительному кольцу, в которое с минимальным зазором входит приемная часть рабочего колеса.

Уплотнительное кольцо неподвижно закреплено в передней крышке шпильками. Задняя крышка корпуса имеет прилив с выточкой для размещения шпилек, крепящих ее к полуфланцу станины. Выточка предназначена для центровки и обеспечения соосности вала и сальниковой коробки, выполненной заодно с задней крышкой корпуса.

Выбросной патрубок с фланцем для присоединения напорного пульпопровода направлен горизонтально и находится в нижней части корпуса. Вал грунтонасоса вращается в баббитовых подшипниках скольжения, смонтированных в гнездах станины. Вкладыши этих подшипников имеют прорези для масляных колец. У насосов 8НЗУ каждый подшипник смазывается с помощью одного кольца, а у насосов 12ИЗУ — двух. Вкладыши подшипников насоса 8НЗУ центрируют по расточке двух ребер крышки и станины, в последней они образуют емкость для масла, а вкладыши насоса 12НЗУ — по расточке одного среднего ребра.
В торцовой части станины насоса 12НЗУ у заднего подшипника имеется фланец для крепления корпуса упорного подшипника, воспринимающего осевые усилия. Подшипник состоит из двух однорядных шариковых подшипников, посаженных на втулку, которая закреплена на валу кольцевой гайкой. Наружные обоймы подшипников зафиксированы кольцами. Вал насоса с приводом соединен эластичной полумуфтой.

Насосы 12НЗУ последних выпусков модернизированы: увеличены диаметры всасывающего патрубка и входного отверстия рабочего колеса до 350 мм, что позволило увеличить допустимую вакуумметрическую высоту всасывания с 5,9 до 8 м, и несколько увеличена подача насоса.

Насос ЗГМ-1

Насос ЗГМ-1 является базовой моделью всех грунтовых насосов. Вход в насос выполнен в виде цилиндрического короткого патрубка с фланцем для присоединения всасывающего трубопровода и отлит заодно целое с передней крышкой корпуса. Крышка имеет фланец для присоединения к корпусу закладными Т-образными болтами и полость для размещения уплотнения всасывающей части.
Рабочее колесо закрытое, имеет три лопасти, утолщающиеся к его периферии, благодаря чему увеличивается срок службы колеса. Максимальный диаметр шара, проходящего между лопатками рабочего колеса, равен 200 мм. У входной части рабочего колеса имеется торцовый прилив, являющийся частью уплотнения всасывающего подвода. Ступица колеса снаружи цилиндрическая, внутри растачивается на конус для посадки на вал насоса.

Отвод корпуса спиральный, коробчатого сечения, на выходе имеет патрубок, направленный вверх. Оканчивается патрубок фланцем, к которому присоединяется напорный пульпопровод. В передней части корпуса имеется фланец с прорезями для закладных болтов присоединения крышки, с обратной стороны корпус имеет прилив для размещения шпилек крепления корпуса к напорной крышке, отлитой заодно со станиной. В корпусе предусмотрены отверстия для смотрового люка, для присоединения эжектора и для спуска пульпы. В нижней части корпуса расположены лапы с отверстиями для крепления к фундаментной раме.

Передняя и задняя крышки корпуса насоса защищены от износа бронедисками, закрепленными шпильками. По периферии бронедиски имеют буртики (приливы), в которые заподлицо входят диски рабочего колеса, что обеспечивает плавный расширяющийся выход пульпы из канала рабочего колеса в канал отвода.
Уплотнение всасывающей части насосов ЗГМ-1 выполнено с подвижным уплотнительным кольцом, посаженным на установочное кольцо. Кольцо / имеет шлицевой фланец, с помощью которого оно закреплено шпильками в специальной выточке передней крышки. Противоположный конец кольца входит в выточку прилива торцовой части рабочего колеса, образуя ступенчатый лабиринт. Фланец кольца также имеет шлицы, которые входят между шлицами установочного кольца, что предотвращает проворачивание уплотнительного кольца.

Зазор между кольцом и торцом всасывающей части рабочего колеса должен быть 0,2—0,3 мм. Регулируют его шпильками. Для перемещения кольца к рабочему колесу отвертывают гайки шпилек крепления кольца, ослабляют контргайки на шпильках, а затем равномерно по окружности ввертывают их до упора, после этого отвертывают регулировочные шпильки на 1/2 оборота, затягивают сначала гайки, затем контргайки шпилек.
В полость передней крышки через патрубок подается напорная вода от вспомогательного насоса. Часть ее проходит через лабиринт уплотнения во всасывающую зону рабочего колеса, а большая часть проходит между бронедиском и передним диском рабочего колеса и отжимает пульпу, поступающую из зоны высокого давления в корпус насоса.

Уплотнение напорной стороны насоса сальниковое с нажимной крышкой, состоящей из двух половинок. Сальниковая набивка упирается в грундбуксу со шлицами, которые входят в прорези буртика бронедиска задней крышки. Вода для охлаждения сальника и отжима пульпы подастся через патрубок.
К группе вала относится вал с подшипниками и полумуфтой для соединения с приводом насоса. На конический конец вала, имеющего призматическую шпонку, посажено рабочее колесо.

На цилиндрической части вала имеется резьба, на которую навернута кольцевая гайка с десятью отверстиями для болтов, натягивающих ступицу рабочего колеса на конус вала. Два отверстия в гайке имеют резьбу, в которую ввинчиваются болты для снятия рабочего колеса с вала при разборке насоса. Вал вращается в подшипниках качения, которые смонтированы в корпусах, зажимаемых крышками в подшипниковых стойках станины. В этих стойках имеются полости для воды, охлаждающей подшипники.
В переднем корпусе смонтирован воспринимающий радиальные усилия двухрядный сферический роликоподшипник, внутреннее кольцо которого упирается в упорную втулку, посаженную на вал.

Эта втулка является деталью уплотнения корпуса подшипника и препятствует вытеканию смазки из подшипника и попаданию в подшипник пульпы и воды в случае неисправности сальникового уплотнения насоса. Роликоподшипник закреплен на валу кольцевой гайкой, законтренной специальной стопорной шайбой. Корпус подшипника имеет крышку с уплотнительным фетровым (войлочным) кольцом и масленкой штауфера.

В заднем корпусе смонтирован сферический двухрядный роликовый подшипник, воспринимающий радиальные усилия, и упорный шариковый подшипник, воспринимающий осевые усилия. Два неподвижных сферических опорных кольца упорного подшипника опираются на переднюю стенку корпуса. Сидящая на валу проставочная втулка своим буртиком опирается на подвижное кольцо подшипника. Эта втулка с буртиком зажимается на валу кольцевой гайкой между внутренним кольцом упорного подшипника и проставочной втулкой, которая является частью уплотнения корпуса подшипника. Уплотнение снабжено фетровой прокладкой. Наружное кольцо роликового подшипника запрессовано во втулку, компенсирующую разницу в диаметрах упорного и роликового подшипников. Крышка корпуса подшипников состоит из двух половинок и своим выступом упирается во втулку, препятствуя смещению подшипников с валом в сторону привода.

Привод соединен с насосом эластичной полумуфтой, напрессованной на шпонке на вал. Для обеспечения осевого перемещения вала в случае необходимости регулировки зазоров между рабочим колесом и передним бронедиском задний корпус подшипников имеет два полуфланца с отверстиями для регулировочных болтов 19 с контргайками. Расстояние между полуфланцами на 20 мм превышает ширину стойки заднего корпуса 16 подшипников, что соответствует максимальной передвижке группы вала. Смазы¬ваются подшипники через масленку.

Грунтовый насос ЗГМ-1М отличается от насоса ЗГМ-1 тем, что его корпус разъемный и имеет броневкладыш, а напорный патрубок расположен горизонтально в нижней части корпуса. При этом геометрические размеры проточной части насоса остались без изменения. Броневкладыш изготовлен из специальной стали, а наружный корпус насоса из чугунного литья.

Грунтовый насос ЗГМ-1-350

Грунтовый насос ЗГМ-1-350 является увеличенной моделью насоса ЗГМ-1 с некоторыми конструктивными изменениями.

Отвод. Напорный патрубок расположен горизонтально в ниж-ней части корпуса, ликвидированы отверстия для присоединения эжектора и нижнего спускного люка. Смотровой люк перенесен ближе к напорному патрубку. С целью увеличения срока службы корпуса стенки его в местах повышенного износа утолщены.

Рабочее колесо. При сохранении основных пропорций утолщен задний диск и утолщены лопатки в местах примыкания к диску. Увеличен диаметр колеса, предусмотрена возможность работы насоса на двух режимах — 590 и 740 об/мин соответственно при диаметрах рабочего колеса 910 и 865 мм. Проходные сечения в рабочем колесе доведены до 220 мм. Наружные кромки дисков колеса скруглены.

Уплотнения. На бронедиске передней крышки предусмотрен цилиндрический прилив, перекрывающий щелевое уплотнение всасывающей части насоса, что предотвращает закручивание пульпы в полости передней крышки 6 и исключает ее износ твердыми частицами грунта. Уплотнение с напорной стороны аналогично уплотнению в насосе ЗГМ-1.

Прочие узлы. Задняя крышка корпуса насоса выполнена отдельно от станины, центрируют ее со станиной по двойной выточке. Остальные узлы насоса выполнены аналогично узлам насоса ЗГМ-1.

Насос ЗГМ-2М

Насос ЗГМ-2М, представляющий собой модификацию насоса ЗГМ-2, предназначен для работы на 730 об/мин. Диаметр всасывающего входа увеличен до 350 мм, соответственно увеличен диаметр входа рабочего колеса. Задняя крышка отъемная, центровка ее со станиной выполнена так же, как у насоса ЗГМ-1-350.
Корпуса (стаканы) подшипников разъемные, что облегчает обслуживание и замену подшипников. В станине заднего подшипника установлена дополнительная масленка, это улучшает смазывание упорного подшипника. Насос с приводом соединен зубчатой муфтой, допускающей большие погрешности при центрировании валов насоса и привода.

Насос 20P-11

Насос 20P-11. Вход цилиндрической формы выполнен заодно с передней крышкой корпуса. Уплотнение всасывающей части конструктивно не отличается от уплотнения насосов ЗГМ. Корпус концентрической формы, напорный патрубок направлен вертикально вверх. В верхней части корпуса предусмотрено отверстие для отсоса воздуха перед запуском насоса в работу.

Рабочее колесо имеет четыре лопасти и способно пропускать камни диаметром до 300 мм. Насосы 20Р-11 могут иметь рабочие колеса диаметром 1100, 1150, 1250 мм и соответственно обеспечивать подачу 3600, 4000, 4500 м3/ч. Рабочее колесо насажено на шпонке на конический конец вала и крепится болтами к кольцевой гайке.

Вал вращается в двух подшипниках скольжения, смонтированных в станине. Осевые усилия воспринимаются двумя однорядными шариковыми подшипниками, смонтированными в корпусе. На валу подшипники закреплены кольцевой гайкой и контргайкой. Задняя крышка 5 корпуса насоса выполнена отдельно от станины и крепится к пей болтами на полуфланце.

В последнее время насосы 20Р-11 подверглись модернизации в двух направлениях:

  • для перекачивания абразивной пульпы в корпус вставили бропевкладыши, сохранив размеры проточных каналов рабочего колеса и отвода, а наружный корпус выполнили разъемным в горизонтальной плоскости;
  • увеличили диаметр подвода и всасывающей части рабочего колеса (соответственно и диаметр уплотнения всасывающей стороны насоса) до 550 мм, что увеличило подачу насоса до -1500 м3/ч.
  • Модернизированные грунтовые насосы имеют марку 20Р-11М.

Благодаря большой надежности в работе, простоте устройства и обслуживания насосы 20Р-11 широко применяют в энергетическом, транспортном п промышленном строительствах.

Насосы Гр

Насосы Гр (ГОСТ 9075—75) выпускают двадцати шести типоразмеров с подачей от 50 до 4000 м3/ч при напорах от 19 до 75 м, КПД от 32 до 75%, мощностью от 2,2 до 4000 кВт н с проходными сечениями от 30 до 300 мм.

В обозначении марки насосов (по старой маркировке) первые цифры означают диаметр входа (в мм), уменьшенный в 25 раз, буквы — назначение насоса (Гр — грунтовый, у — с увеличенными проходными сечениями деталей проточной части), цифры после буквенного обозначения (по новой маркировке) в числителе — подача насоса, м3/ч, в знаменателе — напор, м. Затем отдельной буквой обозначается исполнение: т — тяжелое двухкорпусное, т. е. с броневкладышем.

Например, Гру2000/63 — насос с увеличенными проходными сечениями проточной части с подачей, равной 2000 м3/ч, и напором 63 м, легкого тина (однокорпусной).

Насос Грт2000/63 имеет все те же параметры, но исполнение тяжелое, т. е. имеет два корпуса (внутренний и наружный). Такие насосы применяют при перекачивании абразивной пульпы. В строительной гидромеханизации получают распространение насосы Гру400/20, заменяющие насосы 6НЗ; Гру800/40, заменяющие насосы 8НЗ, 8НЗМ, 8НЗУ; и насосы Гру2000/63, заменяющие насосы ЗГМ-1-350, 12НЗУ, ЗГМ-2М. Имеются отдельные случаи замены насосов 20Р-11 на насосы Грт4000/71.

В целях уменьшения износа канала отвода (корпуса), а также выравнивания скоростей в нем отвод насосов типа Гру выполнен полуспиральным с конической формой напорного патрубка. Отводной канал корпуса сужен и по ширине соответствует расстоянию между дисками рабочего колеса. Все насосы типа Гру с диаметром подвода 250 мм и более имеют регулируемые уплотнения всасывающей стороны с подвижным уплотнительным кольцом (по типу насосов ЗГМ).

Насосы Гру400/20 применяют на небольших земснарядах типа «Утенок». Вход насоса с корпусом выполнен в виде од¬ной отливки из специального износоустойчивого сплава — высокохромистого чугуна. Из этого же сплава отлиты трехлопастное рабочее колесо и бронедиск напорной стороны.

Корпус центрируется с задней крышкой своей выточкой по буртику и крепится к ней четырьмя болтами, одновременно зажимая вставленный в проточку бронедиск. В отличие от других грунтовых насосов корпус насоса 8Гру-12 пе имеет опорных лап для крепления на фундаментной рамс, поэтому напорный патрубок этого насоса может занимать любое из четырех возможных положений — вертикальное вверх, вниз и горизонтальное — вправо, влево в зависимости от условий присоединения напорного пульпопровода.

Рабочее колесо посажено на вал и закреплено колпачковой гайкой. Уплотнение всасывающей части щелевое, без лабиринта, зазор регулируется подачей вперед рабочего колеса с валом путем перемещения корпуса заднего подшипника с помощью болтов. Вал вращается в подшипниках качения, осевое усилие воспринимается торцовой стенкой корпуса заднего подшипника через подшипник.

В заднем корпусе подшипников находятся два радиальных шариковых подшипника, которые воспринимают радиальные и осевые усилия. Наружные обоймы подшипников запрессованы в корпус и закреплены задней крышкой, а внутренние обоймы закреплены на валу кольцевой гайкой и проставочной втулкой. Передний подшипник смонтирован в корпусе с двумя крышками, внутренняя обойма подшипника зажата на валу гайкой и проставочной втулкой. Смазка подшипников — консистентная, закладываемая через Н,м. Вод.ст. прессмасленки. Разборка насоса и замена деталей проточной части (рабочее колесо, отвод) удобны.

Насос Грт 800/40 двухкорпусный с вертикальным расположением напорного патрубка. Внутренний корпус выполнен в одной отливке вместе с задним бронедиском, имеющим на тыльной стороне специальный буртик для центровки по выточке в нинней и верхней частях наружного корпуса. Это обеспечивает строгую соосность рабочего колеса и отвода при их установке. Передний бронедиск вставляется в специальную проточку внутреннего корпуса и зажимается в ней болтами с контргайками. Болты проходят через резьбовые отверстия в передней крышке корпуса насоса. Такой вид крепления бронедисков принят во всех грунтовых насосах типа Гру.

В переднем бронедиске и задней стенке внутреннего корпуса насоса предусмотрены выточки, в которые почти заподлицо входят передний и задний диски рабочего колеса. Это обеспечивает плавный без завихрений выход потока пульпы с лопаток рабочего колеса в отвод насоса.

Уплотнение всасывающей части регулируемое, с подвижным уплотнительным кольцом, однако в отличие от уплотнений насосов ЗГМ установочное кольцо уплотнения не входит внутрь рабочего колеса, что вызывает более быстрый износ кольца и выход из строя уплотнения. Этот недостаток конструкции уплотнения устранен в последующих моделях грунтовых насосов типа Гру.

Сальниковое уплотнение, система посадки рабочего колеса, группа вала в грунтовом насосе выполнены конструктивно по ана-логии с грунтовыми насосами ЗГМ.

Насос Гру800/40 отличается не только тем, что имеет один корпус, но и конструкцией корпуса. Задняя крышка выполнена отдельно от корпуса и станины, центровка ее со станиной осуществлена посредством буртика крышки и выточки в станине. Бронедиск задней крышки закреплен аналогично креплению переднего бронедиска в насосе Грт 800/40.

Насос Гру 2000/63, являясь увеличенным типоразмером той же модели, что и насос 10Гру-8Л, и конструктивно от него почти не отличается, за исключением того, что задняя крышка корпуса отлита за одно целое со станиной, передний и задний бронедиски имеют выточки, в которых размещаются передний и задний диски рабочего колеса, подвод выполнен отъемным от передней крышки корпуса в виде усеченного конуса. Уплотнение всасывающей части насоса смонтировано на фланце подвода. Установочное кольцо входит своей цилиндрической частью внутрь входного отверстия рабочего колеса. Рабочее колесо изготовляют трех диаметров: 940, 1000 и 1050 мм.

Насосы Грт 2000/63 применяют при перекачивании гравийных грунтов. Они имеют внутри разъемного корпуса внутренний корпус. Конструкция остальных узлов аналогична описанным выше узлам насоса Гру 2000/63.