3.3.1. Cấu tạo
Sơ đồ cấu tạo (hình 3.1)
Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khung dầm chung. Việc liên kết các trục của bơm và động cơ được thực hiện nhờ khớp nối răng và một trục trung gian. Chiều quay roto của bơm là chiều quay trái (ngược chiều kim đồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ.
1 2 3 4 5 Hình 3.1. Sơ đồ tổng thể bơm NPS 65/35 – 500 1. Động cơ 2. Vỏ bảo vệ khớp nối 3. Khớp nối bánh răng 4. Bơm
5. Giá máy lắp đặt động cơ và bơm
Ngoài ra còn có các bộ phận phụ khác như:
-Hệ thống đường ống cấp thoát nước làm mát ổ bi và thiết bị làm mát trục, hệ thống đường ống này thường được đặt ngầm dưới móng máy, trên hệ thống có lắp đồng hồ đo áp suất và các van điều chỉnh.
-Hệ thống đường ống hút và đẩy: trên hệ thống này có lắp đồng hồ đo áp suất và van chặn, trên đường ống đẩy có lắp thêm van một chiều.
-Đồng hồ đo nhiệt độ của nhớt trên ổ bi
Bơm NPS 65/35 - 500 là loại bơm ly tâm nhiều tầng với thân vỏ có thể tháo được theo mặt phẳng ngang. Vỏ bơm bao gồm 2 nửa tách rời theo mặt phẳng ngang. Bề mặt phân cách của cả hai nửa này được mài rà cẩn thận và được ghép chặt với nhau nhờ các gujong và các đai ốc mũ. Nửa dưới là kết cấu hàn, bao gồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với phần nửa hình ống tạo thành đường dẫn từ cấp IV (11) vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắp ống giảm tải (22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước bộ phận làm kín trục ở phía áp suất cao với áp lực ở đầu vào của bơm. Hướng đường tâm của các phần nửa hình ống nằm trên mặt phẳng ngang, ở bên cạnh và thẳng góc với trục bơm.
Bộ phận hướng dòng (phần chảy) của bơm bao gồm các ngăn phải (14) và ngăn trái (8) , khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp IV (11) và cấp VIII (13). Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâm theo bề mặt tiện trong của vỏ và được hãm chống xoay bởi các chốt. Việc lắp đúng các khoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được bảo đảm bởi các cữ hãm cắm vào. Việc làm kín khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng và thân vỏ máy bơm nhằm loại
trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp được thực hiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn.
Các bánh công tác được lắp trên trục bơm thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 bánh công tác. Các cửa vào của các bánh công tác của 2 nhóm ở phía ngược nhau, điều đó cho phép giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên roto. Việc làm kín trục được thực hiện bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc kiểu dây quấn.
Ở khoang chứa salnhic và phần vỏ chứa các vòng bi có các lỗ lắp các đường dẫn và đường thoát của chất lỏng làm kín và chất lỏng làm mát (nước).
Trục (2) của bơm được quay trong gối đỡ vòng bi lắp bên ngoài thân vỏ. Gối đỡ phía khớp nối bao gồm 2 vòng bi kiểu đỡ chặn No_ 66414 L ΓOCT 831-75, còn gối đỡ phía bên kia gồm 2 vòng bi đỡ No-414L ΓOCT 8338-75. Các ổ bi này được bôi trơn bằng chất lỏng (dầu bôi trơn). Sự tự tuần hoàn cục bộ của dầu bôi trơn đã được dự tính đến cùng với sự duy trì tự động mưc của nó.
Ở loại salnhic mềm, các vòng dây salnhic được phân bố bởi khoang vòm chứa salnhic và thông qua đó dầu nguội tuần hoàn vừa làm mát, vừa bôi trơn cho trục roto và các vòng salnhic. Ngoài ra dầu bôi trơn tuần hoàn còn có tác dụng làm màng ngăn thủy lực không cho các sản phẩm dầu thô nóng từ nhiệt độ lớn hơn 80°C lọt ra ngoài. Chất lỏng làm kín này (dầu) được đưa vào khoang vòm chứa các dây salnhic mềm dưới áp suất từ 0,5-1,5 at, lớn hơn áp suất chất lỏng công tác (dầu thô) ở phía trước bộ phận làm kín. Áp suất của chất lỏng làm kín được điều chỉnh bởi bộ phận điều chỉnh vi sai sáp lực được nối vào hệ thống đường ống phụ của bộ phận làm kín. Các chỉ dẫn về cách sử dụng bộ điều chỉnh vi sai này được trình bày trong bản hướng dẫn đi kèm với tổ hợp bơm. Các sơ đồ nối các đường ống phụ đã dược dự tính sao cho có thể điều chỉnh bằng tay mức áp lực nhờ các van và đồng hồ chỉ báo đặt trên đường ra. Áp lực của chất lỏng làm kín (và làm mát) được đưa vào mặt đầu của bộ phận làm kín cần phải phù hợp với sự cần thiết đã được chỉ dẫn của cơ sở chế tạo các bộ phận làm kín này.
3.3.1.1. Cấu tạo của thân bơm
Hình 3.2:Cấu tạo thân bơm trên
248 AB 0,03 0,03 AB 2,5 2,5 1625 248 φ 2 90 φ 2 20 φ 3 20 φ 2 90 φ 220
Hình 3.3:Cấu tạo thân bơm dưới
3.3.1.2. Phần chảy (khoang hướng dòng)
φ 120
φ 320
Hình 3.4:Cấu tạo khoang hướng dòng
3.3.1.3. Bánh công tác
Bánh công tác được lắp trên trục gồm 8 bánh chia làm hai nhóm (nhóm trái và nhóm phải), mỗi nhóm gồm 4 bánh.
Các bánh công tác ở mỗi nhóm có kích thước bằng nhau và có thể lắp lẫn cho nhau được (trừ bánh công tác thứ nhất có kích thước lớn hơn). Hai nhóm này có cửa hút bố trí ngược nhau, điều này có tác dụng khử lực dọc trục trong khi bơm làm việc. Giữa hai bánh công tác có lắp “phanh hai nửa” (vành hãm) để ngăn cách
1625 φ 22 0 φ 32 0
không cho chúng di chuyển dọc trục, tiếp xúc với nhau trong quá trình làm việc để tránh kẹt gây cháy hỏng bánh công tác và trục bơm.
o105 R117,7 R125,5 R120,5 R102,5 φ103 R112,9 R1,25 +0 ,2 88 ,3 - M2:1 4
Hình 3.5: Sơ đồ kết cấu bánh công tác
3.3.1.4. Trục bơm
Trục bơm (hình 3.6) được làm bằng thép có độ cứng HB = 260÷280.
Trục bơm (2) quay trên hai gối đỡ (1) và (21). Hai gối đỡ này được liên kết với thân dưới của bơm bằng các bu lông M16 và các chốt định vị.
Phía đầu khớp nối với động cơ là hai ổ bi đỡ chặn 66414 theo tiêu chuẩn Γ OCT 831 – 75 của (Liên Xô cũ).
Phía đầu đối diện là hai ổ bi đỡ 414 theo tiêu chuẩn ΓOCT 8338 – 75 của (Liên Xô cũ).Ở giữa hai vòng bi của mỗi ổ đỡ có lắp các vòng cách (hình ống) để định vị tương đối giữa hai ổ với nhau. Một vòng lắp trên trục để định vị hai vòng trong và một vòng có đường kính ngoài bằng đường kính trong của lỗ lắp ổ bi để định vị vòng ngoài.
Trên ống lót định vị vòng trong có lắp treo một vòng quăng dầu lên bôi trơn 0,025 φ φ φ φ φ φ φ φ 19, +0,3 - 13, 8,7 o 25 R10 + 0, 03 7 - 0 ,0 53 - 0, 02 5 13 9, 5 12 6 95 85 4 7-0,39-0,1 4 R21 1 o 3 0,025 0,0250,040A A A A 0,050 4o AA 0,0250,030 A 0,030 5 38
A B B - B A - A B B B B B B B 372 B B B B B B B B A 10 7 φ 65 φ65 φ70 φ80 φ75 φ80 φ80 φ85 90φ φ80 φ85 φ80 80φ φ75 φ80 φ70 φ65 M φ 68 x2 M 68 x2 +0,023 +0 ,0 03 −0 ,019 −0 ,3 −0 ,0 19 −0 ,3 −0,022 −0 ,022 −0 ,0 22 −0 ,3 −0 ,0 19 −0 ,3 −0,019 +0 ,0 23 +0 ,003 +0 ,0 09 5 −0 ,0 09 5 R1 R1 ο 0,6x45 0,6x45ο +0,5 +0,25 +0,25 +0,2 -0,054 +0,5 +1,0 +0,25 +0,25 +0,5 +0,2 +0,2 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 Rz40 Rz40 1,25 Rz20 Rz2 0 Rz40 Rz40 Rz40 Rz40 Rz4 0 Rz20 Rz20 R z40 Rz20 Rz20 R0,4 R0,4 +0,2 -0,0 18 -0 ,061 18 5+0,2 -0,0 15 -0,0 51 E 0,025EH F G EH 0,025 +0,5 0,025EH 0,025EH EH 0, 02 5 EH 0,025 EH 0,025 0,025FG 0,025EH H EH 0,025 EH 0,025 EH 0,025 EH 0,025 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 5+0,03 8+0,036 +0,2 D 0,025 0,020D F 0,025 0,12F C C R1,6 R0,5 5 45° C TL 2:1 422 320 240 160 80 82 320 240 160 80 95 35 75 155 235 310 35 35 35 35 35 35 155 235 310 3575 R5 R9 58 20 288 665 1475 1940 23 177 5 8 32 5 o 15 +0,036 15o _ _ Hình 3.6: Sơ đồ trục bơm 3.3.1.5. Vòng làm kín 12 R6 φ132 0,12 A 03 lç φ 6,7 Rz80 A 0,01 4,2 2,5 30o 0,016 A 18 2,5 6 φ 12 0C φ1 10 2,5 φ 14 6 o 0,6x45 φ 10 5 Hình 3.7 : Vòng làm kín
Được lắp trên thân bơm để làm kín khe hở với cánh bơm (hình 3.7), ngăn không cho chất lỏng đi từ khu vực đẩy về khu vực hút, hoặc từ cấp sau về cấp trước.
3.3.1.6. Buồng làm kín
Là khoang chứa bộ làm kín dây quấn hoặc bộ làm kín mặt đầu. Vỏ ổ đỡ có lỗ để dẫn tới và đi chất lỏng làm mát và làm kín.
φ 11 5 φ 21 0 φ 22 0
Hình 3.8.Sơ đồ buồn XanNhich
3.3.1.7. Bôi trơn
Việc bôi trơn các ổ bi là kiểu ướt, trong gối đỡ có khoang chứa nhớt, có vòng vẩy dầu kim loại. Khi máy bơm làm việc vòng vẩy dầu kim loại sẽ vung toé nhớt vào các ổ bi. Loại nhớt dùng để bôi trơn là loại nhớt tuốcbin T22, T30 (Liên Xô) hoặc Vitrea 32 (Shell)
Khớp nối trung gian bôi trơn bằng mỡ.
3.3.1.8. Ổ đỡ
Dùng ổ bi đỡ chặn để triệt tiêu hết các lực dọc trục còn lại. Ổ đỡ phía động cơ gồm hai ổ bi đỡ chặn 66414.
Hình 3.9:Gá đỡ vòng bi 1.Đế gá 6.Bạc tỳ
2.Đồng hồ đo lỗ 7.Ống lót ngoài 3.Ổ bi đỡ chặn 8.Thân định vị 4.Đai ốc 9.Băng máy tiện 5.Thanh treo tải 10.Miếng tải
3.3.1.9. Làm kín bơm
Để làm kín giữa trục bơm và thân bơm ở hai đầu máy bơm, với máy bơm NPS 65/35 - 500 người ta hay dùng hai kiểu làm kín: kiểu làm kín mặt đầu và kiểu làm kín dây quấn. Công dụng của bộ làm kín là ngăn không cho không khí lọt vào trong bơm cũng như không cho chất lỏng bơm chảy từ trong ra ngoài. Làm mát bộ làm kín bằng nhớt nguội tuần hoàn, nhớt nguội tuần hoàn để làm mát trục bơm, ống lót dây quấn và đệm làm kín. Ngoài ra nó còn làm màn chắn thuỷ lực ngăn không cho sản phẩm dầu mỏ có nhiệt độ cao 80oC chảy ra ngoài. Chất lỏng làm mát được đưa tới bộ làm kín với áp lực cao hơn áp lực chất lỏng bơm trước bộ làm kín từ 0,5 ÷1,5 KG/cm2. Áp lực đó được điều chỉnh nhờ các van vi chỉnh áp lực lắp trong hệ thống phụ trợ của bộ làm kín.
Trên đường ống làm mát người ta còn lắp các đồng hồ đo áp lực để theo dõi áp lực của hệ thống làm mát đó.
1. Kiểu làm kín dây quấn
Được sử dụng trong trường hợp có áp lực phía trước bộ làm kín nhỏ hơn 10 KG/cm2. Nếu áp lực phía trước nhỏ hơn 5 KG/cm2 người ta dùng bốn vòng làm kín. Nếu áp lực phía trước tăng dần lên thì số vòng làm kín cũng tăng dần lên. Độ dầy của vòng làm kín lựa chọn phụ thuộc vào đường kính ống lót trục:
S = d áp dụng cho d < 100 mm. S = d
3 2
áp dụng cho d > 100 mm.
Các vòng làm kín được quấn lệch nhau một góc từ 90 đến 180o, để bảo đảm cho vòng làm kín được nếu chặt lên ống lót trục thì phải lắp bích. Người ta chế tạo với góc nghiêng 5÷10o so với phương thẳng đứng.
Khe hở giữa nắp bích Xanhich và ống lót trục từ 0,7÷1 mm. Khe hở này không vượt quá 1,5 mm theo đường kính. Nếu nắp bích vào khoang làm kín với dây quấn mới thì chiều dài làm việc của lắp bích được nén vào khoang làm kín là 1/3 tổng số chiều dài làm việc của nó.
Dây quấn thường có tiết diện vuông, vật liệu làm dây quấn thường là vải bông, gai…và được trộn với dầu Grafit.
Khả năng làm việc lâu bền của bộ làm kín phụ thuộc vào tình trạng của bộ làm kín, ống lót trục (độ bóng bề mặt, độ đảo của trục).
1 2
3
4
5
Hình 3.10:Cấu tạo bộ làm kín dây quấn 1. Bulông nắp bích
2. Nắp bịt Xanhich 3. Vòng dẫn nước cao áp 4. Nắp bích
2. Kiểu làm kín bằng đệm làm kín mặt đầu
Những yêu cầu kỹ thuật cho sự làm việc của đệm. + Bề mặt tiếp xúc:
Những bề mặt của đệm phải được tiếp xúc với nhau liên tục để tránh hiện tượng rò rỉ. Những chi tiết linh động của đệm phải được tự do di chuyển theo hướng trục để bù cho sự lệch hàng và sự mài mòn hướng trục của các bề mặt tiếp xúc.
+Sự bôi trơn bề mặt:
Ranh giới lớp màng mỏng chứa đầy những bọt khí và khuyết tật này là do chất lỏng trong khoang nén cung cấp. Đệm làm kín của máy bơm nếu làm việc mà không bôi trơn thì chỉ sau vài giây có thể làm hỏng đệm. Nếu bôi trơn hợp lý thì có thể làm tăng tuổi thọ của đệm kết hợp với bôi trơn ta có thể làm mát đệm bằng các dung dịch làm mát để loại trừ nhiệt làm nóng máy trong quá trình hoạt động.
+Đệm làm kín không có vết xước, rạn, nứt… trên bề mặt làm việc cho phép độ mài mòn không quá từ 4÷6 mm. Độ đảo tương đối của bề mặt làm việc so với đường tâm trục không vượt quá 0,02 m.
+Vật liệu chế tạo vòng làm kín mặt đầu có thể bằng đồng, hợp kim Grafit, thép cacbon chất lượng cao tôi cứng đến HRC = 50 (hình 3.11)
Đệm làm kín mặt đầu bao gồm một dòng đệm có khả năng di chuyển theo hướng trục, theo mức độ mài mòn của các chi tiết bề mặt làm kín và một mặt tựa lắp bộ phận giảm chấn, ảnh hưởng đến việc hạn chế sự rò dung dịch ở bề mặt làm kín trực giao với trục mà trục và đệm cùng xoay. Đệm làm kín mặt đầu có nhiều kiểu loại. Với máy bơm NPS 65/35 - 500 đang sử dụng ở Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro hay sử dụng loại đệm BO và BD do Liên Xô sản xuất.
Các chỉ tiêu kỹ thuật chính của đệm:
1 2 3 4 5 6
7 8
9 10
12 11
Hình 3.11:Cấu tạo bộ làm kín mặt đầu 1.Trục bơm 7.Mặt sau
2.Vòng giảm chấn 8.Chi tiết ngăn cách 3.Vòng bít 9.Lò xo
4.Mặt tựa 10.Vỏ đệm 5.Bề mặt làm kín 11.Vòng làm kín 6.Vòng đệm 12.Lỗ làm mát
+Sự tụt áp cực đại trên đệm làm kín không vượt quá 35 KG/cm2. Đệm làm kín mặt đầu loại BO và BD được dùng để làm kín trục của máy bơm ly tâm vận chuyển dầu khí, các sản phẩm dầu, các chất hữu cơ dễ hoà tan, các chất lỏng có cùng tính lý hoá như dầu khí.
+Các chất lỏng cần bơm vận chuyển không được chứa các hạt rắn nằm lơ lửng trong chúng với hàm lượng vượt quá 0,2% về trọng lượng và kích thước lớn hơn 0,2 mm.
Bộ phận làm kín trục dạng mặt đầu kiểu BO và BD dùng để làm kín trục các bơm ly tâm bơm dầu thô, các sản phẩm dầu mỏ, các loại khí hydro- cacbon hóa lỏng, các loại dung dịch hữu cơ và các loại chất lỏng khác có tính chất hóa lý tương tự. Các chất lỏng công tác này phải có hàm lượng các phần tử cơ học (rắn) không vượt quá 0,2% và kích thước không vượt quá 0,2mm.
Bạc Grafit quay (1) của cặp ma sát được lắp trên bạc lót (2) bắt chặt trên trục máy bơm và quay trên nó. Mômen từ bạc lót (2) truyền đến bạc (1) nhờ hai chốt nhỏ. Bạc Grafit cố định (3) được lắp trên vỏ (4) có thể di chuyển dọc trục. Vỏ (4) lắp trong thân (5) của bộ làm kín mặt đầu và được giữ cố định bởi các chốt (8). Quá trình làm kín mặt đầu xảy ra nhờ sự tiếp xúc chặt chẽ giữa bạc (3) và bạc (1) nhờ áp lực thuỷ tĩnh của chất lỏng bơm và lực ép lò xo (6). Sự làm kín giữa vỏ (4) và thân (5), giữa vỏ (4) và bạc (3), giữa bạc (1) và vỏ (2), giữa thân làm kín mặt đầu và thân máy bơm là nhờ vào vòng cao su hoặc chất dẻo (7) tiết diện tròn.
Trong bộ làm kín mặt đầu có hai hệ thống làm nguội tự động, đảm bảo thoát