NL8201199A

NL8201199A - CENTRIFUGAL PUMP.

Info

Publication number: NL8201199A
Application number: NL8201199A
Authority: NL
Original assignee: Warman Int Ltd
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1982-10-18
Also published as: SE8201839L; BR8201609A; BE892576A; GB2098274A; AU8174982A; JPS57173592A; IT1148535B; ES510687A0; ZA821950B; ZW5982A1; ES8307341A1; IT8248061A0; FR2502260A1; FI820986L; DE3210632A1

Description

r / > N.0. 30972 1r /> N.0. 30972 1

Centrifugaalpomp.Centrifugal pump.

De uitvinding heeft betrekking op een centrifugaalpomp voor bedrijf bij hoge drukken, die in het bijzonder wordt toegepast wanneer het vereist is om een aantal pompen in serie te laten werken,The invention relates to a centrifugal pump for operation at high pressures, which is used in particular when it is required to run a number of pumps in series,

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een centrifugaalpomp-5 eenheid die een hoofdzakelijk hogere druk kan opwekken dan uit een een-traps pomp kan worden verkregen.The object of the invention is to provide a centrifugal pump unit which can generate a substantially higher pressure than can be obtained from a single-stage pump.

De uitvinding heeft voorts ten doel te voorzien in een centrifugaalpomp, in het bijzonder een slikpomp waarbij axiale stuwbelastingen zoveel mogelijk hydraulisch worden gebalanceerd, waardoor axiale belas-10 tingen die mechanisch moeten worden ondersteund door lagers van de pompas, worden verlaagd.Another object of the invention is to provide a centrifugal pump, in particular a sludge pump, in which axial thrust loads are balanced as much as possible hydraulically, so that axial loads that must be mechanically supported by bearings of the pump shaft are reduced.

Voor het pompen van zuivere fluïdums bij een hoge druk worden meertraps pompen gebruikt, waarbij een aantal waaiers op een gemeenschappelijke as zijn gemonteerd, ingericht voor het werken binnen een 15 in compartimenten verdeeld enkelvoudig huis. Elke waaier werkt binnen zijn eigen compartiment om een kortsluiting van de fluldumstroom te beperken en de drukken binnen de compartimenten te handhaven. Echter zijn bevredigende meertraps slikpompen niet ontwikkeld vanwege moeilijkheden bij het construeren van complexe vormen in slijtvast materiaal en moei-20 lijkheden bij het aanbrengen van afdichtmiddelen tussen trappen om weerstand te bieden aan de slijtwerking van slik.Multistage pumps are used for pumping pure fluids at a high pressure, with a number of impellers mounted on a common shaft adapted to operate within a compartmentalized single housing. Each impeller operates within its own compartment to minimize short-circuiting of the fluid flow and maintain pressures within the compartments. However, satisfactory multistage sludge pumps have not been developed because of difficulties in constructing complex shapes in abrasion resistant material and difficulties in applying sealants between stages to resist the wear effect of sludge.

De meest bevredigende centrifugaalslikpompen zijn van het uit een enkele trap bestaand, enkelvoudige zuigtype (eindzuiging). Wanneer slikdrukken hoger dan de capaciteit van een eentraps slikpomp vereist 25 ' zijn, wordt gewoonlijk in de praktijk een aantal eentraps slikpompen gebruikt, die zijn ingericht voor een seriewerking, waarbij elke pomp door een gescheiden motor wordt aangedreven. Elke motor vereist gescheiden start-, bestarings- en beveiligingsinrichtingen en voor een automatische werking moeten alle starters en besturingsinrichtingen on-30 derling worden vergrendeld. De uitvinding vermindert nu het aantal aan-drijfmotoren en hun bijbehorende inrichtingen, dat anders vereist zou zijn, met de helft.The most satisfactory centrifugal sludge pumps are of the single stage, single suction type (final suction). When swallowing pressures higher than the capacity of a single-stage sludge pump are required 25 ', a number of single-stage sludge pumps are usually used in practice, which are arranged for series operation, each pump being driven by a separate motor. Each engine requires separate start, control and protection devices, and for automatic operation all starters and control devices must be interlocked interchangeably. The invention now reduces by half the number of drive motors and their associated devices that would otherwise be required.

Een ander probleem veroorzaakt door de toepassing van een groot aantal eentraps pompen die in serie zijn gekoppeld, is de hoge axiale 35 stuwbelastingen veroorzaakt door hoge invoerdrukken die werken op eentraps, enkelvoudige zuigpompen.Another problem caused by the use of a large number of single-stage pumps coupled in series is the high axial thrust loads caused by high input pressures operating on single-stage, single-suction pumps.

Het aantal eentraps centrigugaalslikpompen dat in een enkelvoudig pompstation kan worden bedreven, is dikwijls begrensd door de capaci- 8201199 2 teit van de lagers om de stuwbelastingen op ce nemen» die door de in-voerdruk op de waaier van de eindtrap worden opgewekt.The number of single-stage centrifugal sludge pumps that can be operated in a single pumping station is often limited by the capacity of the bearings to absorb the thrust loads generated by the input pressure on the impeller of the output stage.

Pompen voor zuivere fluïdums kunnen hoge invoerdrukken en resulterende hoge axiale belastingen opnemen door toepassing van dubbele zuig-5 waaiers, meertraps pompen of hydraulische balanszuigers. Zulke middelen zijn niet praktisch voor slikpompen die schurende mengsels van vaste en vloeibare bestanddelen behandelen.Pure fluid pumps can absorb high input pressures and resulting high axial loads by using double suction 5 impellers, multi-stage pumps or hydraulic balance pistons. Such agents are not practical for sludge pumps that treat abrasive mixtures of solid and liquid components.

Daarom omvat de uitvinding in uitgebreide vorm een centrifugaal-pomp bestaande uit twee eentraps pompdelen die aan elk einde van de as 10 van een motor met twee uitgangen, waarbij een pijp de afvoertak van een pompdeel verbindt met de zuigtak van het andere pompdeel, teneinde een tweetraps centrifugaalpomp te verkrijgen.Therefore, the invention in extended form includes a centrifugal pump consisting of two single-stage pump parts connected to each end of shaft 10 of a two-output motor, a pipe connecting the discharge branch of one pump part to the suction branch of the other pump part, in order to two-stage centrifugal pump.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn twee eentraps slikpompdelen op beide uitgangen van een elektromotor met twee uitgan-15 gen gemonteerd, waarbij de waaiers van de pomptrappen elk zijn bevestigd op een uiteinde van de motoras.According to an embodiment of the invention, two single-stage sludge pump parts are mounted on both outputs of a two-output electric motor, the impellers of the pump stages each being mounted on one end of the motor shaft.

Door het aanbrengen van een geschikte pijp om de afvoertak van het pompdeel aan het ene einde van de motor te verbinden met de zuigtak van het andere pompdeel, wordt een doelmatige tweetraps centrifugaalslik-20 pomp verkregen.By arranging a suitable pipe to connect the discharge branch of the pump part at one end of the motor to the suction branch of the other pump part, an efficient two-stage centrifugal sludge pump is obtained.

Hoewel een soortgelijk effect zou kunnen worden voortgebracht door het koppelen van twee eentraps slikpompen met een motor met twee uitgangen door middel van koppelingen of riemen zou het belangrijkste effect van de uitvinding niet worden bereikt, aangezien de lagers van el-25 ke pomp bestand zouden moeten zijn tegen de respectieve axiale stuwkrachten afkomstig van hun waaiers.Although a similar effect could be produced by coupling two single-stage sludge pumps to a dual-output motor by means of couplings or belts, the main effect of the invention would not be achieved since the bearings of each pump should be resistant are against the respective axial thrusts from their impellers.

Bij eentraps pompen wordt de axiale stuwbelasting op het lager bepaald door de invoerdruk van het fluïdum. Daarom stijgt bij een aantal in serie geschakelde eentraps pompen de axiale stuwdruk op de lagers 30 van elke pomp van pomp tot pomp langs de serieschakeling, aangezien de respectieve invoerdrukken toenemen.In single-stage pumps, the axial thrust load on the bearing is determined by the input pressure of the fluid. Therefore, in a number of series-connected single-stage pumps, the axial thrust on the bearings 30 of each pump increases from pump to pump along the series circuit, as the respective feed pressures increase.

Bij de uitvinding balanceren de axiale belastingen van de twee waaiers elkaar als gevolg van hun plaatsing tegenover elkaar en de enige axiale druk die door de lagers moet worden opgenomen is dat gedeelte 35 dat het gevolg is van het verschil in inlaatdruk tussen de twee trappen. Elk aantal van zulke tweetraps eenheden kan derhalve worden ingericht om in serie te werken, waarbij de stuwbelasting op de lagers onafhankelijk is van het aantal tweetraps eenheden die worden geïnstalleerd. Daarom zijn voor elke bepaalde serieschakeling van pompen 40 slechts lagers met een enkelvoudige toelaatbare belasting nodig.In the invention, the axial loads of the two impellers balance each other due to their juxtaposition and the only axial pressure to be taken up by the bearings is that portion 35 that results from the difference in inlet pressure between the two stages. Any number of such two-stage units can therefore be arranged to work in series, the thrust load on the bearings being independent of the number of two-stage units being installed. Therefore, for any given series connection of pumps 40, only bearings with a single allowable load are required.

820 1 1 99 3820 1 1 99 3

Indien bijvoorbeeld een slikdruk vereist is die overeenkomt met 12 trappen die elk een druk van 1470 kPa ontwikkelen en waarvan de busdia-meters van de pompas 190 mm door de asafdichting zijn, zou de axiale stuwkracht als gevolg van de inlaatdruk op de lagers van de twaalfde 5 trap bij uit 12 enkelvoudige trappen bestaande eenheden equivalent zijn aan een kracht van 46.000 N. Indien echter zes tweetraps eenheden volgens de uitvinding worden toegepast can dezelfde druk op te bouwen, zou de axiale stuwkracht die door de lagers van elke tweetraps eenheid moeten worden opgenomen, slechts 4245 N zijn.For example, if a swallowing pressure corresponding to 12 stages each develops a pressure of 1470 kPa and whose pump shaft bush diameters are 190 mm through the shaft seal, the axial thrust due to the inlet pressure on the bearings of the twelfth 5 stage in 12 single stage units are equivalent to a force of 46,000 N. However, if six two stage units of the invention are used to build the same pressure, the axial thrust required by the bearings of each two stage unit should be absorbed. , are only 4245 N.

10 De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen toont: figuur 1 een uitvoering volgens de uitvinding; en figuur 2 een opstelling van pompen volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings: figure 1 shows an embodiment according to the invention; and Figure 2 shows an arrangement of pumps according to an embodiment of the invention.

15 Een uitvoeringsvorm van de uitvinding is in figuur 1 getoond, waarbij een elektromotor bestaat uit een stator (1) die in een frame (2) wordt ondersteund, waarin lagers (3) zijn opgenomen die de as (4) ondersteunen, waarop de rotor (5) en de pompwaaiers (6) zijn gemonteerd, en waarbij de pomphuizen (7) aan elk einde van het motorframe 20 (2) zijn bevestigd. De afvoertak (8) van één pomphuis (7) is verbonden met de zuigtak (9) van het andere pomphuis door middel van de verbin-dingspijp (10). Door water doorspoelde pakkingbusafdichtingen (11) zijn aangebracht waar de motoras (4) door de pomphuizen (7) verloopt. De assen zijn in het pakkingbusgebied beschermd door slijtvaste vernieuwbare 25 asbussen (12).An embodiment of the invention is shown in figure 1, wherein an electric motor consists of a stator (1) supported in a frame (2), which includes bearings (3) supporting the shaft (4), on which the rotor (5) and the pump impellers (6) are mounted, with the pump housings (7) attached to each end of the motor frame 20 (2). The discharge branch (8) of one pump housing (7) is connected to the suction branch (9) of the other pump housing by means of the connecting pipe (10). Water-filled stuffing box seals (11) are fitted where the motor shaft (4) extends through the pump housings (7). The shafts are protected in the stuffing box area by wear resistant renewable shaft sleeves (12).

Een geschikte opstelling voor een uit twaalf trappen bestaande slikpomp is in figuur 2 getoond, waarbij zes eenheden van de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm in serie zijn geschakeld, waarbij de uitlaat 13 van een eenheid met de inlaat 14 van de volgende eenheid is verbon-30 den. Deze opstelling vermindert met de helft het benodigde aantal aan-drijfmotoren en starters (echter zal elke motor het dubbele vermogen hebben van de afzonderlijk gemonteerde eenheden), waarbij de motor een hoger rendement zal hebben dan twee kleinere motoren en waarbij ook grotendeels de axiale stuwkracht wordt verminderd, die door de lagers 35 van de tweetraps eenheden moet worden opgenomen.A suitable arrangement for a twelve-stage sludge pump is shown in Figure 2, wherein six units of the embodiment shown in Figure 1 are connected in series, the outlet 13 of one unit being connected to the inlet 14 of the next unit. Pine tree. This arrangement reduces the required number of drive motors and starters by half (however, each motor will have double the power of the separately mounted units), the motor will have a higher efficiency than two smaller motors and will also largely increase the axial thrust reduced, which must be received by the bearings 35 of the two-stage units.

De pompen volgens de uitvinding kunnen elektrisch, hydraulisch, door turbines of elk geschikt middel worden aangedreven. De pompen volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt voor het pompen van slik en vloeistoffen, zoals zuren, of voor het blazen van lucht.The pumps according to the invention can be driven electrically, hydraulically, by turbines or any suitable means. The pumps according to the invention can be used for pumping sludge and liquids, such as acids, or for blowing air.

40 (ingekeerd kunnen de eenheden volgens de uitvinding als turbines 8201199 4 worden gebruikt.40 (when inverted, the units according to the invention can be used as turbines 82011994.

Een axiale instelling van de bedrijfsspelingen tussen waaiers en aangrenzende voeringen kunnen worden bereikt door plaatjes bij de waai-ernaaf of bij de flensen tussen motor en pomphuis.Axial adjustment of the operating clearances between impellers and adjacent liners can be achieved by plates at the impeller hub or at the flanges between motor and pump housing.

5 Het is duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding diverse varianten mogelijk zijn.It is clear that various variants are possible within the scope of the invention.

82 0 1 1 9 982 0 1 1 9 9

Claims

Centrifugal pump characterized by two single-stage pump sections mounted on each end of the shaft of a dual-output motor, a pipe connecting the discharge branch of one pump section to the suction branch of the other pump section to obtain a two-stage centrifugal pump.

Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the motor is an electric motor.

Centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that the axial clearance between impellers and adjacent liners is achieved by the use of plates at the impeller or between the flanges of the motor and the pump housings. *********** 820 1 1 9 9