PL207838B1

PL207838B1 - Multi-stage centrifugal pump

Info

Publication number: PL207838B1
Application number: PL363671A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Korczak; Grzegorz Peczkis
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2011-02-28
Also published as: PL363671A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pompa odśrodkowa wielostopniowa.The subject of the invention is a multi-stage centrifugal pump.

Dotychczas stosowane w pompach wielostopniowych tarcze odciążające mają najczęściej sztywno osadzone pierścienie, ślizgowy w tarczy pasowanej na wale oraz oporowy w korpusie maszyny. Muszą być tak konstruowane i zasilane cieczą roboczą, by między pierścieniem ślizgowym a oporowym był a zapewniona szczelina o szerokoś ci wię kszej aniż eli łączne bicie czoł owe obu pierścieni. Nierównoległość pierścienia ślizgowego względem oporowego wynika z właściwości konstrukcyjnych maszyny, w której tarcza przenosi siłę osiową. Wielkość szczeliny między pierścieniami ślizgowym i oporowym ustala się przy zrównaniu siły osiowej działającej na wszystkie wirniki maszyny z odwrotnie skierowaną siłą ciśnienia działającą na tarczę z osadzonym na niej pierścieniem ślizgowym. Aktualnie konstruowane są zespoły tarcz odciążających pomp odśrodkowych wielostopniowych o takich cechach konstrukcyjnych, by szerokość szczeliny ustalała się w zakresie od 0,0008 do 0,0012 promienia zewnętrznego tarczy. Wymagany strumień cieczy o odpowiednim ciśnieniu, zasilającej przestrzeń pod tarczą odciążającą wynosi 2,5 do 5% nominalnej wydajności pomp (Czegurko Ł. E.: Razgruzocznyje ustrojstwa pitatielnych nasosow tiepłowych elektrostancij. Izd. Eniergija, Moskwa 1978).The relieving discs used so far in multistage pumps usually have rigidly mounted rings, a sliding disc in the disc fitted on the shaft and a thrust disc in the machine body. They must be so constructed and supplied with the working fluid that a gap with a width greater than the total runout of both rings is provided between the slip ring and the thrust ring. The non-parallelism of the slip ring with the thrust ring results from the design features of the machine in which the disc transmits the axial force. The size of the gap between the slip rings and the thrust rings is determined by equalizing the axial force acting on all rotors of the machine with the reverse pressure force acting on the disc with the slip ring mounted on it. Currently, sets of unloading discs for multi-stage centrifugal pumps are constructed with such design features that the width of the slot is set in the range from 0.0008 to 0.0012 of the outer radius of the disc. The required flow of liquid with appropriate pressure, supplying the space under the unloading disk, is 2.5 to 5% of the nominal pump capacity (Czegurko Ł. E .: Razgruzialnyje pitatielnych nasosow tiepłowych electrostants. Izd. Eniergija, Moscow 1978).

Jeżeli ustalająca się szczelina między pierścieniami ślizgowym i oporowym jest mniejsza od zsumowanego bicia czołowego między nimi, to dochodzi do tarcia suchego i szybkiego zużywania tych pierścieni.If the gap settling between the slip rings and the thrust rings is smaller than the total runout between them, dry friction occurs and the wear rings wear quickly.

Znane jest z opisu patentowego polskiego nr 163 278 rozwiązanie polegające na wahliwym podparciu pierścienia ślizgowego. Pompa odśrodkowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wyposażona w kadłub tłoczny posiadający pierścieniową komorę olejową zamkniętą pierścieniem oporowym zespołu odciążenia, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi. Komora olejowa jest połączona przewodem poprzez rozdzielacz z pompą lub zaworem upustowym, przy czym napędy rozdzielacza zaworu upustowego lub silnika pompy są uruchamiane sterownikiem po sygnale z czujnika położenia wału.A solution is known from Polish patent description No. 163 278 consisting in pivoting support of a slip ring. The centrifugal pump according to the invention is characterized in that it is equipped with a discharge casing having an annular oil chamber closed by a support ring of a balancing unit, sealed by sealing rings. The oil chamber is connected by a conduit through the distributor to the pump or the release valve, and the distributor drives of the release valve or the pump motor are activated by the controller after the signal from the shaft position sensor.

W innym rozwią zaniu pompa odś rodkowa wedł ug wynalazku ma tarczę odciążając ą posiadają c ą pierścieniową komorę olejową, która jest zamknięta pierścieniem ślizgowym, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi. Pierścieniowa komora olejowa jest połączona przewodem w tarczy i w wale, poprzez wirujący z wałem zawór zwrotny w gnieździe i dalej przewodem stałym, poprzez rozdzielacz trój drożny z pompą zasilającą komorę olejem ze zbiornika albo przy otwartym zaworze przez rozdzielacz z przewodem upustowym i zbiornikiem, przy czym napęd rozdzielacza, silnika pompy lub otwarcia zaworu są odpowiednio uruchamiane sterownikiem połączonym z czujnikiem położenia wału.In another embodiment, a centrifugal pump according to the invention has a balancing disc having an annular oil chamber which is closed by a slip ring sealed with sealing rings. The annular oil chamber is connected by a conduit in the disc and the shaft, through a non-return valve in the socket rotating with the shaft, and then by a fixed conduit, through a three-way distributor with a pump supplying the chamber with oil from the reservoir or, with the valve open, through the distributor with the release line and the reservoir, the drive is the distributor, pump motor or valve opening are suitably actuated by a controller connected to the shaft position sensor.

Istota wynalazku charakteryzuje się tym, że ma kadłub tłoczny lub tarczę odciążającą z pierścieniową komorą wypełnioną olejem i zamkniętą pierścieniem oporowym lub ślizgowym uszczelnionym względem walcowych powierzchni komory. Olej zamknięty pierścieniem w komorze zapewnia podatność pierścienia. W przypadku dużych sił osiowych i odpowiadających im dużych ciśnień oleju, pierścień ślizgowy lub oporowy może być hydraulicznie odciążony. Dodatkowe połączenie komory olejowej pod pierścieniem z układem zasilającym lub upustem pozwala na ciągłą regulację i korektę położenia zespołu wirującego w czasie ruchu pompy.The essence of the invention is characterized by the fact that it has a pressure casing or a relieving disc with an annular chamber filled with oil and closed with a support or sliding ring sealed against the cylindrical surfaces of the chamber. The oil closed with a ring in the chamber ensures the compliance of the ring. With high axial forces and the corresponding high oil pressures, the wear ring or thrust ring can be hydraulically relieved. Additional connection of the oil chamber under the ring with the supply system or the bleed allows for continuous adjustment and correction of the position of the rotating assembly during pump movement.

Przedmiot wynalazku pozwala na zmniejszenie średnicy tarczy, którego efektami są: wzrost ciśnienia pod tarczą, zmniejszenie szczeliny poprzecznej między pierścieniami ślizgowym i oporowym, zmniejszenie przepływu przez szczelinę. W konsekwencji uzyskuje się: zmniejszenie strat brodzenia, zmniejszenie strat wolumetrycznych, zmniejszenie erozji szczelin na skutek ograniczenia przepływu szczególnie cieczy mechanicznie zanieczyszczonej.The subject of the invention allows to reduce the diameter of the disc, the effects of which are: an increase in pressure under the disc, a reduction in the transverse gap between the slip and support rings, and a reduction in the flow through the gap. As a consequence, the following is achieved: reduction of wading losses, reduction of volumetric losses, reduction of fracture erosion by limiting the flow of especially mechanically contaminated liquid.

Wynalazek pozwala na zredukowanie roli szczeliny wzdłużnej przed tarczą przy równocześnie zmniejszonych stratach wolumetrycznych i stratach brodzenia. Zastosowanie upustu oleju lub zasilania nim pierścieniowej komory pozwala na korektę położenia zespołu wirującego i uniknięcie strat, spowodowanych utratą współosiowości wirników i kierownic odśrodkowych pompy.The invention makes it possible to reduce the role of the longitudinal gap in front of the disc with simultaneously reduced volumetric losses and wading losses. The use of an oil drain or an oil supply to the annular chamber allows the position of the rotating assembly to be corrected and losses caused by the loss of alignment of the impellers and centrifugal guides of the pump are avoided.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny fragmentu pompy odśrodkowej wielostopniowej z zespołem tarczy odciążającej, fig. 2 przedstawia pierścieniową komorę w kadłubie tłocznym pompy, dodatkowo połączoną z układem zasilającym lub upustem, fig. 3 przedstawia konstrukcję tarczy odciążającej z pierścieniową komorą olejową, a fig. 4 przedstawia pierścieniową komorę w tarczy odciążającej, połączoną z układem zasilającym lub upustem.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a fragment of a multi-stage centrifugal pump with a relieving disc assembly, Fig. 2 shows an annular chamber in the pressure housing of the pump, additionally connected to the supply system or a vent, Fig. 3 shows the structure a relieve disk with an annular oil chamber, and Figure 4 shows an annular chamber in the relieving disk connected to the feed or vent.

PL 207 838 B1PL 207 838 B1

Przedstawiony na fig. 1 kadłub tłoczny pompy 1 posiada pierścieniową komorę olejową 2, która jest zamknięta pierścieniem oporowym 3 zespołu odciążenia, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi 4.The discharge casing of the pump 1 shown in Fig. 1 has an annular oil chamber 2, which is closed by a stop ring 3 of the relief assembly, sealed by sealing rings 4.

Przedstawiony na rysunku fig. 2 kadłub tłoczny pompy 1 posiada pierścieniową komorę olejową 2, która jest zamknięta pierścieniem oporowym 3 zespołu odciążenia, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi 4 i połączoną przewodem 5 poprzez rozdzielacz trójdrożny 6 z pompą 7 zasilającą komorę 2 olejem ze zbiornika 9 albo poprzez rozdzielacz 6 przez zawór upustowy 8 ze zbiornikiem 9, przy czym napędy 12 rozdzielacza 6, pompy 7 lub zaworu upustowego 8 są uruchamiane sterownikiem 10 na sygnał czujnika położenia wału 11.2, the discharge casing of the pump 1 shown in Fig. 2 has an annular oil chamber 2, which is closed by a stop ring 3 of the unloading unit, sealed with sealing rings 4 and connected by a line 5 through a three-way distributor 6 to the pump 7 feeding the chamber 2 with oil from the reservoir 9 or through the distributor. 6 through the bleed valve 8 with the reservoir 9, the drives 12 of the distributor 6, the pump 7 or the drain valve 8 are actuated by the controller 10 on the signal of the shaft position sensor 11.

Przedstawiona na rysunku fig. 3 tarcza odciążająca 13 pompy odśrodkowej wielostopniowej, posiada pierścieniową komorę olejową 2, która jest zamknięta pierścieniem ślizgowym 14 zespołu odciążenia, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi 4.The relief disc 13 of a multi-stage centrifugal pump shown in FIG. 3 has an annular oil chamber 2 which is closed by a wear ring 14 of the relief device, sealed by sealing rings 4.

Przedstawiona na rysunku fig. 4 tarcza odciążająca 13 posiada pierścieniową komorę olejową 2, która jest zamknięta pierścieniem ślizgowym 14 zespołu odciążenia, uszczelnionym pierścieniami uszczelniającymi 4 i połączoną przewodem 15 w tarczy 13 i w wale 16, poprzez wirujący z wałem zawór zwrotny 17 w gnieździe 18 i dalej przez przewód 5 i rozdzielacz trójdrożny 6 z pompą 7 zasilającą komorę 2 olejem ze zbiornika 9 albo przy otwartym zaworze zwrotnym 17 poprzez rozdzielacz 6 połączoną przewodem 18 ze zbiornikiem 9, przy czym napęd 12 rozdzielacza 6 pompy 7 albo zaworu 17 są odpowiednio uruchamiane sterownikiem 10 połączonym z czujnikiem położenia wału 11.The relief disc 13 shown in Fig. 4 has an annular oil chamber 2 which is closed by a wear ring 14 of the pressure relief assembly, sealed with sealing rings 4 and connected by a line 15 in the disc 13 and in the shaft 16, through a non-return valve 17 rotating with the shaft in the seat 18 and further through the line 5 and the three-way distributor 6 with the pump 7 feeding the chamber 2 with oil from the reservoir 9 or, with the non-return valve 17 open, through the distributor 6 connected by the line 18 to the reservoir 9, the drive 12 of the distributor 6 of the pump 7 or the valve 17 are properly actuated by the controller 10 connected to the shaft position sensor 11.

Claims

A multistage centrifugal pump with a relief device, characterized in that it has a discharge casing (1) having an annular oil chamber (2) which is closed by a support ring (3) of the relief device, sealed with sealing rings (4).

2. A multistage centrifugal pump according to claim 1, A valve as claimed in claim 1, characterized in that the oil chamber (2) is connected via a pipe (5) through a distributor (6) to a pump (7) or a discharge valve (8), the drives (12) of the distributor (6) of the discharge valve (8) or the pump motor (7) are activated by the controller (10) after the signal from the shaft position sensor (11).

3. Multistage centrifugal pump with a relief device, characterized in that it has a relief disc (13) having an annular oil chamber (2) which is closed with a wear ring (14) sealed with sealing rings (4).

4. A centrifugal pump as claimed in claim 1, 3. The oil chamber according to claim 3, characterized in that the annular oil chamber (2) is connected by a conduit (15) in the disc (13) and the shaft (16), through a non-return valve (17) rotating with the shaft (16) in the seat (18) and further by a conduit constant (5), through a three-way distributor (6) with a pump (7) supplying the chamber (2) with oil from the reservoir (9) or, with the valve (17) open, through the distributor (6) with the release line (18) and the reservoir (9) , wherein the drive (12) of the distributor (6), the pump motor (7) or the valve opening (17) are respectively actuated by a controller (10) connected to the shaft position sensor (11).