RU100570U1

RU100570U1 - MULTI-STAGE PUMP

Info

Publication number: RU100570U1
Application number: RU2010124649/06U
Authority: RU
Inventors: Валерий Константинович Елин; Татьяна Павловна Саленко; Леонид Григорьевич Стегно; Александр Викторович Федорченков
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2010-12-20

Abstract

1. Многоступенчатый насос, содержащий входную крышку, напорную крышку, корпус секционного типа с направляющими аппаратами, рабочими колесами одностороннего входа со щелевыми уплотнениями, подшипники скольжения с кольцевой системой смазки, концевые уплотнения вала, гидропяту, отличающийся тем, что в него введен наружный корпус, образующий с напорной крышкой плоскость главного разъема, перпендикулярную оси вала, щелевые уплотнения рабочих колес выполнены однощелевыми, корпус подшипников скольжения изготовлен из стали, в качестве концевых уплотнений вала применены механические уплотнения торцевого типа, расположенные во входной крышке и корпусе уплотнения, крепящемся к напорной крышке. ! 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что плоскость главного разъема закреплена шпильками с удлиненной концевой частью, необходимой для затягивания гидроключом. ! 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что плоскость главного разъема уплотнена прокладкой из терморасширенного графита. ! 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные кольца однощелевых уплотнений рабочих колес изготовлены из высокохромистого сплава. ! 5. Насос по п.1, отличающийся тем, что механические уплотнения торцевого типа обеспечены выносными теплообменниками, соединенными трубопроводами через отверстия во входной крышке и корпусе уплотнения, крепящемся к напорной крышке. ! 6. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен устройством гидроциклонной очистки перекачиваемой жидкости, подаваемой в камеру торцевых уплотнений. ! 7. Насос по п.1, отличающийся тем, что подшипники скольжения в системе смазки обеспечены скребковым устройством. 1. A multi-stage pump comprising an inlet cover, a pressure cover, a sectional type housing with guiding devices, single-entry impellers with slotted seals, plain bearings with an annular lubrication system, shaft end seals, a hydraulic foot, characterized in that the outer case is inserted into it, forming with the pressure cap the plane of the main connector perpendicular to the axis of the shaft, the slotted seals of the impellers are single-slotted, the plain bearing housing is made of steel, as ends x shaft seals applied mechanical type mechanical seal, disposed in the inlet cover and housing seals, attached to the discharge cover. ! 2. The pump according to claim 1, characterized in that the plane of the main connector is fixed with studs with an elongated end part, necessary for tightening the wrench. ! 3. The pump according to claim 1, characterized in that the plane of the main connector is sealed with a gasket of thermally expanded graphite. ! 4. The pump according to claim 1, characterized in that the sealing rings of the single-slot impeller seals are made of high-chromium alloy. ! 5. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seals of the end type are provided with external heat exchangers connected by pipelines through the holes in the inlet cover and the seal housing attached to the pressure cover. ! 6. The pump according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a device for hydrocyclone cleaning of the pumped liquid supplied to the chamber of mechanical seals. ! 7. The pump according to claim 1, characterized in that the bearings in the lubrication system are provided with a scraper device.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно к двухкорпусным многоступенчатым центробежным насосам, и может быть использована преимущественно в системах атомных электростанций для перекачивания раствора борной кислоты, воды (кроме морской).The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely to double-case multistage centrifugal pumps, and can be used mainly in nuclear power plant systems for pumping a solution of boric acid, water (except marine).

Известен насос центробежный горизонтальный секционный, пятиступенчатый, с односторонним расположением рабочих колес, имеющих двухщелевое уплотнение. Концевые уплотнения вала - сальникового типа. Корпус насоса включает в себя набор секций, в которые вставлены направляющие аппараты, входная и напорная крышки, стягиваемые шпильками. Опоры ротора - подшипники скольжения с кольцевой смазкой. [Насосное оборудование атомных станций / Под общей редакцией П.Н.Пака. М.: Энергоатомиздат, 2003, - с.101]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.A known centrifugal horizontal sectional pump, five-stage, with a one-sided arrangement of impellers having a double-gap seal. Shaft end seals - stuffing box type. The pump casing includes a set of sections in which guide vanes, inlet and pressure caps, pulled together by studs, are inserted. Rotor bearings - lubricated plain bearings. [Pumping equipment of nuclear plants / Under the general editorship of PNPak. M .: Energoatomizdat, 2003, p. 101]. This pump design is selected as a prototype for the claimed object.

Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие необходимым показателям надежности и долговечности по следующим причинам:The operating experience of these pumps shows their inconsistency with the necessary indicators of reliability and durability for the following reasons:

- секционный корпус ввиду наличия большого количества стыков между секциями, а также секциями и крышками увеличивает вероятность нарушения внешней герметичности и безопасной эксплуатации высоконапорных насосов;- the sectional housing, due to the presence of a large number of joints between sections, as well as sections and covers, increases the likelihood of a violation of external tightness and the safe operation of high-pressure pumps;

- использование сальникового уплотнения в насосах с периодическим режимом работы неприемлемо: значительные утечки через сальниковые уплотнения при стоянке, требующие их организованного отвода; неудобство обслуживания, заключающееся в необходимости затяжки сальниковых уплотнений при нахождении насоса в режиме ожидания и ослабления затяжки при запуске насоса; частая замена набивки вследствие отложения солей на сальниковой набивке при перекачивании раствора борной кислоты;- the use of stuffing box packing in pumps with intermittent operation is unacceptable: significant leaks through stuffing box seals during parking, requiring their organized drain; inconvenience of service, consisting in the need to tighten the stuffing box seals when the pump is in standby mode and loosen the tightness when starting the pump; frequent replacement of the packing due to the deposition of salts on the stuffing box when pumping a solution of boric acid;

- существующая система смазки подшипников скольжения вызывает необходимость повышения несущей способности подшипников путем улучшения условий смазки;- the existing lubrication system for sliding bearings makes it necessary to increase the bearing capacity of bearings by improving lubrication conditions;

- применяемая конструкция двухщелевого уплотнения рабочих колес сложна в изготовлении как самого кольца уплотнительного, так и колеса рабочего;- the applied design of the double-gap impeller seal is difficult in the manufacture of both the sealing ring itself and the impeller;

- материал корпуса подшипников скольжения - чугун - не способствует сохранению посадочных мест.- the material of the housing of sliding bearings - cast iron - does not contribute to the preservation of seats.

В основу полезной модели поставлена задача создания многоступенчатого насоса, в котором, путем введения новых конструктивных элементов, нового исполнения существующих конструктивных элементов, наличия нового материала обеспечиваются внешняя герметичность и безопасность эксплуатации насоса, снижение утечек перекачиваемой среды, повышение технологичности примененных щелевых уплотнений рабочих колес, повышение несущей способности подшипников скольжения, в результате чего достигается повышение надежности и долговечности насоса.The utility model is based on the task of creating a multi-stage pump, in which, through the introduction of new structural elements, the new design of existing structural elements, the availability of new material, external tightness and safety of the pump are ensured, leakage of the pumped medium, increased manufacturability of the slotted impeller seals, increase bearing capacity of sliding bearings, resulting in an increase in the reliability and durability of the pump.

Поставленная задача достигается тем, что в многоступенчатом насосе, содержащем входную и напорную крышки, корпус секционного типа с направляющими аппаратами, рабочими колесами со щелевыми уплотнениями, подшипники скольжения с кольцевой системой смазки, концевые уплотнения вала, гидропяту, согласно полезной модели вводятся:The task is achieved by the fact that in a multistage pump containing an inlet and a pressure cap, a sectional type housing with guiding devices, impellers with slotted seals, plain bearings with an annular lubrication system, shaft end seals, and a hydraulic heel, according to a utility model, are introduced:

- наружный корпус, образующий с напорной крышкой плоскость главного разъема, которая может быть закреплена шпильками с удлиненной концевой частью, необходимой для затягивания гидроключом, и уплотнена прокладкой из терморасширенного графита (для высоких температур перекачиваемой среды);- the outer casing, which forms with the pressure cap the plane of the main connector, which can be fixed with studs with an elongated end part, necessary for tightening with a hydraulic key, and sealed with a gasket made of thermally expanded graphite (for high temperatures of the pumped medium);

- концевые уплотнения вала насоса - механические торцового типа с применением в случае необходимости выносных теплообменников;- end seals of the pump shaft - mechanical end-type using, if necessary, external heat exchangers;

- однощелевое уплотнение рабочего колеса с изготовлением уплотнительных колец из высокохромистого сплава;- single-slot impeller seal with the manufacture of high-chromium alloy o-rings;

- скребковое устройство в системе кольцевой смазки подшипников скольжения;- a scraper device in a ring lubrication system for sliding bearings;

- материал корпуса подшипников скольжения - углеродистая сталь.- the material of the housing of the plain bearings is carbon steel.

Введение наружного корпуса позволяет уменьшить количество наружных стыков и свести к минимуму вероятность утечек перекачиваемой жидкости в окружающую среду, что обеспечивает внешнюю герметичность и безопасность эксплуатации насоса. Кроме того, за счет быстрой замены корпуса секционного типа улучшается ремонтопригодность насоса. Плоскость главного разъема, перпендикулярная оси насоса и образованная наружным корпусом и напорной крышкой, может быть закреплена шпильками с удлиненной концевой частью и уплотнена прокладкой из терморасширенного графита. Предлагаемая конструкция шпилек с удлиненной концевой частью дает возможность выполнять затяжку шпилек путем их вытяжки с помощью гидроключа, входящего в комплект поставки. Таким образом, обеспечивается качественное и надежное уплотнение стыка за счет равномерного контролируемого усилия по всем шпилькам при выполнении ремонтных работ насосов, что снижает трудоемкость, повышает качество ремонтных работ. Применение прокладки из терморасширенного графита обеспечивает меньшие усилия для достижения равномерного обжатия и уплотнения главного разъема корпус - крышка.The introduction of the outer casing allows reducing the number of external joints and minimizing the likelihood of leaks of the pumped liquid into the environment, which ensures external tightness and safe operation of the pump. In addition, due to the rapid replacement of the sectional type housing, the maintainability of the pump is improved. The plane of the main connector, perpendicular to the axis of the pump and formed by the outer casing and the pressure cap, can be fixed with studs with an elongated end part and sealed with a thermally expanded graphite gasket. The proposed design of the studs with an elongated end part makes it possible to tighten the studs by drawing them using the hydraulic key included in the delivery. Thus, a high-quality and reliable joint seal is ensured due to the uniform controlled effort on all the studs during the repair work of the pumps, which reduces the complexity and improves the quality of repair work. The use of gaskets made of thermally expanded graphite provides less effort to achieve uniform compression and sealing of the main body-to-cover connector.

Использование в качестве концевых уплотнений вала механических уплотнений торцового типа позволяет снизить утечки перекачиваемой среды до минимума, повышает надежность работы насоса. При необходимости эффективность охлаждения уплотнений обеспечивают выносные теплообменники.Using mechanical end-face seals as shaft end seals reduces the leakage of the pumped medium to a minimum and increases the reliability of the pump. If necessary, the effectiveness of cooling the seals is provided by external heat exchangers.

Возможная установка гидроциклонной очистки перекачиваемой жидкости с большой концентрацией примесей, при использовании которого происходит отбор жидкости из пазухи первого рабочего колеса, очистка и подача ее в камеру торцовых уплотнений, способствует повышению износостойкости трущихся колец пары трения торцовых уплотнений, а значит и повышению надежности и долговечности узла.A possible installation of hydrocyclone cleaning of the pumped liquid with a high concentration of impurities, which is used to select the liquid from the sinus of the first impeller, clean it and supply it to the chamber of the mechanical seals, helps to increase the wear resistance of the friction rings of the friction pair of the mechanical seals, and thus increase the reliability and durability of the assembly .

Снабжение системы кольцевой смазки подшипников скольжения скребковым устройством, предназначенным для снятия слоя масла с наружной поверхности маслоподающего кольца и подачи его в рабочий подшипниковый зазор, улучшает условия смазки, увеличивает несущую способность подшипников скольжения, а изготовление корпуса подшипников скольжения из углеродистой стали способствует сохранению посадочных мест. Эти решения повышают надежность и долговечность эксплуатации подшипников скольжения.The supply of a ring lubrication system for sliding bearings with a scraper device designed to remove the oil layer from the outer surface of the oil supply ring and supply it to the working bearing clearance improves lubrication conditions, increases the bearing capacity of sliding bearings, and the manufacture of plain bearing bearings made of carbon steel helps to save seats. These solutions increase the reliability and durability of plain bearings.

Применение однощелевого уплотнения (уплотнения с одной щелью) рабочего колеса по сравнению с двухщелевым более технологично, сохраняет объем протечек за счет уменьшения зазора в щели благодаря применению в качестве материала уплотнительных колец высокохромистого сплава, обладающего стойкостью против задирания при работе в паре с материалом рабочего колеса.The use of a single-gap seal (a seal with one slot) of the impeller is more technologically advanced than the double-gap one, it saves leakage due to the reduction of the gap in the gap due to the use of high-chromium alloy sealing rings, which is resistant to scuffing when paired with the impeller material.

Изготовление корпуса подшипников скольжения из углеродистой стали способствует сохранению посадочных мест, что также увеличивает надежность и долговечность эксплуатации подшипника.The manufacture of plain bearing housings made of carbon steel contributes to the preservation of seats, which also increases the reliability and durability of the bearing.

Таким образом, использование совокупности всех существенных признаков обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении надежности и долговечности насоса.Thus, the use of all the essential features provides a technical result, which consists in increasing the reliability and durability of the pump.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:The inventive utility model is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - многоступенчатый насос, продольный разрез;figure 1 - multistage pump, a longitudinal section;

фиг.2 - система смазки подшипников скольжения, вид А;figure 2 - lubrication system of plain bearings, type A;

фиг.3 - многоступенчатый насос, монтажная схема.figure 3 - multistage pump, wiring diagram.

Многоступенчатый насос содержит наружный корпус 1 (фиг.1) с входным и напорным патрубками, образующий с напорной крышкой 2 плоскость главного разъема, перпендикулярную оси насоса, закрепленную шпильками 3 с удлиненной концевой частью и уплотненную прокладкой 4 из терморасширенного графита. Внутренний корпус 5 включает секции 6 с рабочими колесами 7 одностороннего входа и направляющими аппаратами 8. Рабочие колеса 7 с однощелевыми уплотнениями 9 установлены на валу 10, опирающемся на подшипники скольжения 11.The multi-stage pump contains an outer casing 1 (Fig. 1) with an inlet and discharge nozzles, forming with the discharge cover 2 the plane of the main connector perpendicular to the axis of the pump, fixed with studs 3 with an elongated end part and sealed with a gasket 4 made of thermally expanded graphite. The inner housing 5 includes sections 6 with impellers 7 of one-way entry and guide vanes 8. Impellers 7 with single-slot seals 9 are mounted on a shaft 10 that is supported by bearings 11.

Корпус подшипников скольжения 12 изготовлен из стали. Система кольцевой смазки подшипников скольжения 11 обеспечена скребковым устройством 13 (фиг.2) для снятия слоя масла с маслоподающего кольца и подачи его в рабочий подшипниковый зазор. В качестве концевых уплотнений вала 10 применены механические уплотнения торцового типа 14, расположенные во входной крышке 15 и корпусе уплотнения 16, крепящемся к напорной крышке 2. Выносные теплообменники 17 (фиг.3), служащие для охлаждения механических уплотнений торцового типа 14, соединены с ними трубопроводами через отверстия во входной крышке 15 и корпусе уплотнения 16. Выносные теплообменники 17 прикреплены к стойкам 18 плиты 19 насоса. Для разгрузки осевых сил служит гидропята 20. При перекачивании жидкости с большой концентрацией примесей насос дополнительно снабжен устройством гидроциклонной очистки перекачиваемой жидкости.The bearing housing 12 is made of steel. The ring lubrication system of the sliding bearings 11 is provided with a scraper device 13 (FIG. 2) for removing the oil layer from the oil supply ring and supplying it to the working bearing clearance. As the end seals of the shaft 10, mechanical seals of the mechanical type 14 are used, located in the inlet cover 15 and the seal housing 16, which is attached to the pressure cap 2. The external heat exchangers 17 (Fig. 3) used to cool the mechanical seals of the mechanical type 14 are connected to them pipelines through the holes in the inlet cover 15 and the seal housing 16. Remote heat exchangers 17 are attached to the posts 18 of the plate 19 of the pump. A hydraulic foot 20 is used to unload axial forces. When pumping liquids with a high concentration of impurities, the pump is additionally equipped with a device for hydrocyclone cleaning of the pumped liquid.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 10 от электродвигателя перекачиваемая жидкость через входной патрубок поступает к рабочему колесу 7 и направляющему аппарату 8 первой ступени, проходит по всем ступеням насоса и из направляющего аппарата 8 последней ступени выходит в напорный патрубок наружного корпуса 1 под давлением, создаваемым рабочими колесами 7.The pump operates as follows. When the shaft 10 is rotated by the electric motor, the pumped liquid passes through the inlet pipe to the impeller 7 and the first stage guide device 8, passes through all stages of the pump and from the last stage guide device 8 enters the discharge pipe of the outer casing 1 under the pressure created by the impellers 7.

Благодаря заявляемому конструктивному исполнению многоступенчатого насоса осуществляется возможность получения технического результата, заключающегося в повышении надежности и долговечности насоса.Thanks to the claimed design of a multi-stage pump, it is possible to obtain a technical result, which consists in increasing the reliability and durability of the pump.

Claims

1. A multi-stage pump comprising an inlet cover, a pressure cover, a sectional type housing with guiding devices, single-entry impellers with slotted seals, plain bearings with an annular lubrication system, shaft end seals, a hydraulic foot, characterized in that the outer case is inserted into it, forming with the pressure cap the plane of the main connector perpendicular to the axis of the shaft, the slotted seals of the impellers are single-slotted, the plain bearing housing is made of steel, as ends x shaft seals applied mechanical type mechanical seal, disposed in the inlet cover and housing seals, attached to the discharge cover.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the plane of the main connector is fixed with studs with an elongated end part, necessary for tightening the wrench.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the plane of the main connector is sealed with a gasket of thermally expanded graphite.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the sealing rings of the single-slot impeller seals are made of high-chromium alloy.

5. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seals of the end type are provided with external heat exchangers connected by pipelines through the holes in the inlet cover and the seal housing attached to the pressure cover.

6. The pump according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a device for hydrocyclone cleaning of the pumped liquid supplied to the chamber of mechanical seals.

7. The pump according to claim 1, characterized in that the bearings in the lubrication system are provided with a scraper device.