FR2599092A1

FR2599092A1 - Centrifugal pump with wear rings for rotors

Info

Publication number: FR2599092A1
Application number: FR8613888A
Authority: FR
Inventors: Manfred Belsdorf
Original assignee: PLEUGER UNTERWASSERPUMPEN TRW
Current assignee: PLEUGER UNTERWASSERPUMPEN TRW
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1987-11-27
Also published as: DE8613676U1; ES2003396A6

Abstract

The present invention relates to a centrifugal pump and in particular to a submerged pump for extracting water from deep wells. According to the invention, the rotors 2 are provided with wear rings 8, 9 held by the action of shape and force, and the metal wear bushes 10, 11 or interstitial rings are mounted in the casing 4 and/or on the diffusers 3. The invention especially finds application for extracting water from deep wells.

Description

Cette invention concerne une pompe centrifuge et en particulier une pompe immergée pour l'extraction d'eau de puits. This invention relates to a centrifugal pump and in particular a submerged pump for the extraction of well water.

Les rotors et les diffuseurs des pompes centrifuges assez petites et en particulier de pompes immergées pour l'extraction d'eau de puits profonds sont souvent fabriquées en matière synthétique. The rotors and diffusers of fairly small centrifugal pumps and in particular submersible pumps for the extraction of water from deep wells are often made of synthetic material.

Pour que les modèles de petites tailles fournissent néanmoins des rendements valables, il faut que les interstices d'étanchéité entre les pièces de pompes tournantes et fixes soient très réduits. Si le fluide refoulé est entremêlé de particules solides telles que du sable dans l'eau refoulée, ces machines sont très sujettes à des dérangements. Les grains de sable d'un ordre de grosseur correspondant aux largeurs des interstices d'étanchéité risquent de provoquer des grippages ou tout au moins une très forte usure à l'emplacement de l'interstice d'étanchéité. L'usure à l'emplacement de l'interstice d'étanchéité se manifeste surtout dans des pompes à faible vitesse spécifique de rotation par une baisse rapide de leur débit. On ne peut alors pas éviter une réparation. In order for the small-sized models to nevertheless provide valid yields, the sealing gaps between the rotating and stationary pump parts must be very small. If the pumped fluid is interspersed with solid particles such as sand in the pumped water, these machines are very prone to malfunctions. Sand grains of an order of size corresponding to the widths of the sealing gaps may cause seizure or at least very heavy wear at the location of the sealing gap. The wear at the location of the sealing gap manifests itself especially in pumps with low specific speed of rotation by a rapid drop in their flow rate. We cannot then avoid a repair.

Une réparation courante dans la technique des pompes consiste à monter des bagues d'interstices neuves, à remettre à neuf les rotors et, le cas échéant, à poser des bagues d'usure pour compenser l'usure. Toutefois, ces mesures sont généralement impraticables pour des raisons techniques et économiques dans les petites pompes centrifuges mentionnées, de sorte que l'on ne peut remettre ces machines en état de marche qu'en remplaçant tous leurs éléments en matière synthétique. Cependant il vaut alors souvent mieux acquérir une pompe neuve. A common repair in pump technology is to install new gap rings, refurbish the rotors and, if necessary, install wear rings to compensate for wear. However, these measures are generally impractical for technical and economic reasons in the small centrifugal pumps mentioned, so that these machines can only be put back into working order by replacing all of their plastic parts. However, it is often better to acquire a new pump.

L'invention a pour objet, dans le cas d'une pompe
centrifuge, en particulier une pompe immergée pour l'extraction d'eau de puits profonds, d'agencer la pompe centrifuge de façon à réduire l'usure dans la zone de l'interstice et à rendre plus simples eut moins coûteuses que jusqu'à présent les réparations nécessaires. En outre, il s'agit d'améliorer la fiabilité de la pompe et d'en améliorer le rendement en réduisant les pertes à travers les interstices.The subject of the invention is, in the case of a pump
centrifugal pump, in particular a submersible pump for the extraction of water from deep wells, to arrange the centrifugal pump in such a way as to reduce wear in the area of the gap and to make it simpler and less expensive than up to presents the necessary repairs. In addition, the aim is to improve the reliability of the pump and improve its efficiency by reducing losses through the interstices.

La solution selon l'invention se distingue en ce que les rotors sont pourvus de bagues d'usure maintenues par assemblage de forme ou par force, et que des douilles d'usure ou des bagues d'interstices en métal sont disposées dans le boîtier et/ou sur les diffuseurs. L'acier inoxydable convient particulièrement pour fabriquer les douilles d'usure et. les bagues d'interstices sur les diffuseurs tandis qu'un élastomère très résistant à l'usure, tel que le polyuréthane est utilisé pour les bagues d'usure de rotor. Un avantage tout particulier réside dans la configuration des bagues d'usure de rotor qui sont maintenues en direction axiale par assemblage de forme mais en direction radiale par assemblage par force avec une ou plusieurs garnitures d'étanchéité rotatives. Cela accroît l'effet de labyrinthe et par suite l'effet d'étanchéité.En même temps, cela permet aux particules solides contenues dans le fluide refoulé de traverser les interstices d'étanchéité grâce à la souplesse élastique des garnitures d'étanchéité. The solution according to the invention is distinguished in that the rotors are provided with wear rings held by form or force assembly, and that wear bushings or metal gap rings are arranged in the housing and / or on the diffusers. Stainless steel is particularly suitable for manufacturing the wear bushings and. the interstice rings on the diffusers while a very wear-resistant elastomer, such as polyurethane is used for the rotor wear rings. A very particular advantage lies in the configuration of the rotor wear rings which are held in the axial direction by form assembly but in the radial direction by force assembly with one or more rotary seals. This increases the labyrinth effect and therefore the sealing effect.At the same time, it allows solid particles contained in the pumped fluid to pass through the sealing gaps thanks to the elastic flexibility of the seals.

Selon une caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont sous-dimensionnées. According to a characteristic of the invention, the rotor wear rings are undersized.

Selon une autre caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont maintenues par action de forme dans la direction axiale par des saillies orientées radialement. According to another characteristic of the invention, the rotor wear rings are held by form action in the axial direction by radially oriented projections.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont réalisées en combinaison avec les bagues d'interstices du diffuseur sous forme de paliers radiaux. According to yet another characteristic of the invention, the rotor wear rings are produced in combination with the interstice rings of the diffuser in the form of radial bearings.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux dans la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 représente une coupe longitudinale de la pompe et
- la figure 2 représente un rotor à bagues d'usure à plus grande échelle, pourvu de garnitures d'étanchéité.The invention will be better understood and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear better in the explanatory description which follows, given with reference to the appended schematic drawings, given solely by way of nonlimiting examples illustrating a embodiment of the invention and in which
- Figure 1 shows a longitudinal section of the pump and
- Figure 2 shows a rotor with wear rings on a larger scale, provided with seals.

La pompe centrifuge 1 (figure 1) constituée de plusieurs étages, présente un nombre de rotors 2 et de diffuseurs 3 correspondant à son nombre d'étages. Les éléments de boîtier avec leurs cloisons intermédiaires sont désignés par 4. Les rotors sont solidaires en rotation de l'arbre de pompe 5. Les tirants 6 maintiennent serrées les pièces du boîtier et donc les pièces des étages pour former un ensemble solide. The centrifugal pump 1 (FIG. 1) made up of several stages, has a number of rotors 2 and diffusers 3 corresponding to its number of stages. The housing elements with their intermediate partitions are designated by 4. The rotors are integral in rotation with the pump shaft 5. The tie rods 6 hold the parts of the housing and therefore the parts of the stages tight to form a solid assembly.

Des deux côtés des aubes mobiles 7, les moyeux de rotors sont pourvus de bagues d"usure 8 et9. En regard de celles-ci,dans les cloisons intermédiaires 4 du boîtier et sur les moyeux des diffuseurs 3, sont disposées des douilles d'usure et/ou des bagues d'interstices 10 et 11 en acier inoxydable. On both sides of the moving vanes 7, the rotor hubs are provided with wear rings 8 and 9. Opposite these, in the intermediate partitions 4 of the housing and on the hubs of the diffusers 3, are sockets of wear and / or gap rings 10 and 11 made of stainless steel.

Les bagues d'usure 8 et 9 des rotors présentent des garnitures d'étanchéité 12 et 13 (figure 2) grâce à quoi on obtient un meilleur effet d'étanchéité et réduisent les pertes dans l'interstice par effet de labyrinthe malgré la plus grande largeur de base de l'interstice. Des grains de sable relativement gros peuvent traverser la garniture d'étanchéité sans risque de coincement car les garnitures d'étanchéité 10 et 13 réagissent en cédant élastiquement. The wear rings 8 and 9 of the rotors have seals 12 and 13 (Figure 2) thanks to which a better sealing effect is obtained and reduce losses in the gap by the labyrinth effect despite the greater base width of the gap. Relatively large grains of sand can pass through the seal without risk of jamming because the seals 10 and 13 react by yielding elastically.

On peut monter les bagues d'usure 8 et 9 du rotor sur celui-ci par simple dilatation élastique. Elles sont ainsi maintenues en direction périphérique par action de force. Le déplacement axial est empêché par des saillies radiales, 8a, en forme de gradins par lesquelles les bagues d'usure pénètrent le moyeu du rotor en s'engageant dans des rainures correspondantes. The wear rings 8 and 9 of the rotor can be mounted thereon by simple elastic expansion. They are thus held in the peripheral direction by force action. Axial displacement is prevented by radial projections, 8a, in the form of steps through which the wear rings penetrate the rotor hub by engaging in corresponding grooves.

L'usure, due par exemple au sable, se limite ainsi presque exclusivement aux bagues d'usure. Le rotor lui-même reste utilisable. Le remplacement ne nécessite ni outil d'extraction ni autre outil spécial. Wear, for example due to sand, is therefore almost exclusively limited to wear rings. The rotor itself remains usable. The replacement does not require any extraction tool or any other special tool.

Non seulement le rendement des pompes s'en trouve amélioré mais aussi leur fiabilité, par la configuration conforme à l'invention de la partie formant interstice. Not only is the efficiency of the pumps improved, but also their reliability, by the configuration according to the invention of the interstice part.

Grâce à des appariements correspondants de matériaux, la bague d'usure montée agit comme palier radial de sorte qu'il ne faut pas de paliers particuliers. L'agencement conforme à l'invention agit en outre non seulement comme simple garniture d'étanchéité mais réduit aussi le courant de perte d'interstice et contribue ainsi à un accroissement correspondant du rendement-de la pompe. Thanks to corresponding material pairings, the mounted wear ring acts as a radial bearing so that no particular bearings are required. The arrangement according to the invention also acts not only as a simple seal but also reduces the loss of interstice current and thus contributes to a corresponding increase in the efficiency of the pump.

Claims

- CLAIMS

1. Centrifugal pump and in particular submersible pump for the extraction of water from deep wells, characterized in that the rotors (2) are provided with wear rings (8, 9) maintained by action of form and force and that wear sockets (10, 11) or metal gap rings are mounted in the housing (4) and / or on the diffusers (3).

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the wear bushings and / or the interstice rings mounted on the diffusers are made of stainless steel.

3. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the rotor wear rings (8, 9) are made of an elastomer with high wear resistance.

4. Centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the rotor wear rings are made of polyurethane.

5. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor wear rings are undersized.

6. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor wear rings are held by form action in the axial direction by projections (8a) oriented radially.

7. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor wear rings have one or more rotating seals (12, 13).

8. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in the rotor wear rings are produced in combination with the interstice rings of the diffuser in the form of radial bearings.