RU136505U1

RU136505U1 - CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU136505U1
Application number: RU2013128879/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Яковлевич Ильченко; Олег Федорович Лясин
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-01-10
Also published as: UA86691U

Abstract

Центробежный насос, содержащий ротор, включающий установленные на валу рабочие колеса и опирающийся на выносные передний и задний подшипники скольжения с принудительной подачей смазки от маслосистемы, устройство разгрузки ротора от осевых сил в виде гидропяты и отжимное устройство ротора, закрепленное корпусом к корпусу заднего подшипника скольжения, отличающийся тем, что в корпусе отжимного устройства размещен закрепленный на валу с помощью втулки поршень, образующий с корпусом отжимного устройства кольцевую полость, сообщенную с маслосистемой подшипников скольжения посредством выполненного в корпусе отжимного устройства отверстия, при этом насос снабжен шарикоподшипником, установленным в корпусе отжимного устройства с зазором относительно торцовой поверхности втулки.A centrifugal pump containing a rotor, including impellers mounted on the shaft and supported by external front and rear sliding bearings with forced lubrication from the oil system, a rotor unloading device from axial forces in the form of a hydraulic plate and a rotor squeeze device, fixed by a housing to the rear sliding bearing housing, characterized in that in the housing of the squeezing device there is a piston fixed to the shaft by means of a sleeve, which forms an annular cavity communicated with m slosistemoy plain bearings made by squeezing the housing of the apparatus, wherein the pump is provided with a ball bearing installed in a housing of the squeezing device with a gap relative to the end face of the sleeve.

Description

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к высоконапорным многоступенчатым центробежным насосам с устройством автоматического уравновешивания ротора - гидропятой и отжимным устройством ротора, и может быть использована в питательных насосах для подачи воды в котельные агрегаты на ТЭС и в парогенераторы АЭС.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely to high-pressure multistage centrifugal pumps with a rotor automatic balancing device - a hydroheel and squeezing rotor device, and can be used in feed pumps for supplying water to boiler units at TPPs and to steam generators of nuclear power plants.

В настоящее время для крупных высоконапорных многоступенчатых насосов уравновешивание осевых сил достигается гидропятой, содержащей жестко установленный на валу разгрузочный диск, неподвижное опорное кольцо - подушку, последовательно расположенные цилиндрическую и торцовую дросселирующие щели и камеру, разделяющую эти щели. Однако, на режимах разгона и выбега, когда гидравлическая уравновешивающая сила мала, имеют место случаи задира по торцовым контактным поверхностям. В связи с этим в насосах, для которых по условиям эксплуатации требуются частые пуски и остановы, устанавливают отжимные устройства ротора для обеспечения гарантированного зазора в торцовой дросселирующей щели.Currently, for large high-pressure multistage pumps, axial forces are balanced by a hydro-spot, which contains a discharge disk rigidly mounted on the shaft, a fixed support ring - a pillow, sequentially located cylindrical and end throttling slots and a chamber separating these slots. However, in acceleration and coasting modes, when the hydraulic balancing force is small, there are cases of seizure on the end contact surfaces. In this regard, in pumps for which frequent start-ups and shutdowns are required under operating conditions, squeeze rotor devices are installed to ensure a guaranteed clearance in the end throttle slit.

Известен высоконапорный центробежный насос, содержащий ротор, опирающийся на выносные подшипники скольжения с принудительной подачей смазки и включающий установленные на валу рабочие колеса. Разгрузка осевых сил осуществляется гидропятой. Отжимное устройство представляет собой подпружиненный упорный подшипник типа Митчелл, закрепленный корпусом к корпусу заднего подшипника скольжения. [Руденко Α.Α., Ильченко А.Я., Дмитренко С.Е. Модернизация двухкорпусных питательных насосов для тепловых электростанций // Энергетика и ТЭК. - 2012. - №9/10 - с.64.]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.Known high-pressure centrifugal pump containing a rotor, supported by remote bearings with forced lubrication and including mounted on the shaft of the impeller. Axial forces are unloaded using a hydraulic stain. The squeezing device is a spring-loaded thrust bearing of the Mitchell type, fixed by the housing to the housing of the rear plain bearing. [Rudenko Α.Α., Ilchenko A.Ya., Dmitrenko S.E. Modernization of double-case feed pumps for thermal power plants // Energy and Fuel and Energy Complex. - 2012. - No. 9/10 - p.64.]. This pump design is selected as a prototype for the claimed object.

Отжимное устройство с подпружиненным упорным подшипником типа Митчелл, применяемое в высоконапорном центробежном насосе, является сложным и дорогостоящим устройством по следующим причинам:The squeezing device with a spring-loaded thrust bearing of the Mitchell type used in a high-pressure centrifugal pump is a complex and expensive device for the following reasons:

- большое количество деталей, из которых изготовлен подшипник;- a large number of parts of which the bearing is made;

- часть деталей подшипника, например, пружина, компенсаторы, упоры и т.д., изготовлена из легированных сталей с требуемой для них термообработкой;- part of the bearing parts, for example, a spring, expansion joints, stops, etc., are made of alloy steels with the heat treatment required for them;

- необходимость баббитовой наплавки для изготовления колодок подшипника;- the need for babbit surfacing for the manufacture of bearing blocks;

- повышенные требования, предъявляемые к изготовлению большинства деталей;- increased requirements for the manufacture of most parts;

- сборка подшипника требует большого объема подгоночных работ при установке их во время сборки насоса.- assembly of the bearing requires a large amount of fitting work when installing them during assembly of the pump.

Кроме того, в таком подшипнике происходят большие потери мощности из-за трения между упорным диском и колодками.In addition, in such a bearing, large power losses occur due to friction between the thrust disk and the blocks.

Таким образом, в указанном центробежном насосе отжимное устройство, выполняя свою функцию, является сложным устройством по конструкции и требует значительных материальных и трудовых затрат на изготовление, ремонт, а также энергозатрат.Thus, in the specified centrifugal pump, the squeezing device, performing its function, is a complex device in design and requires significant material and labor costs for manufacturing, repair, and energy consumption.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение экономической эффективности высоконапорного центробежного насоса за счет упрощения конструкции отжимного устройства при одновременном обеспечении надежной работы гидропяты.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the economic efficiency of a high-pressure centrifugal pump by simplifying the design of the squeezing device while ensuring reliable operation of the hydraulic foot.

Технический результат достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем ротор, включающий установленные на валу рабочие колеса и опирающийся на выносные передний и задний подшипники скольжения с принудительной подачей смазки от маслосистемы, устройство для разгрузки ротора от осевых сил в виде гидропяты, отжимное устройство ротора, закрепленное корпусом к корпусу заднего подшипника скольжения, согласно полезной модели в корпусе отжимного устройства ротора установлен закрепленный на валу с помощью втулки поршень, образующий с корпусом отжимного устройства кольцевую полость, сообщенную с маслосистемой подшипников скольжения посредством выполненного в корпусе отжимного устройства отверстия, при этом насос снабжен шарикоподшипником, установленным в корпусе отжимного устройства с зазором относительно торцовой поверхности втулки.The technical result is achieved by the fact that in a centrifugal pump containing a rotor, including impellers mounted on the shaft and supported by remote front and rear plain bearings with forced lubrication from the oil system, a device for unloading the rotor from axial forces in the form of a hydraulic stain, squeezing device of the rotor, fixed by the housing to the housing of the rear plain bearing, according to a utility model, a piston is mounted on the shaft of the rotor squeezing device using a sleeve, which forms pusom squeezing device an annular cavity communicating with the bearing oil system provided in the sliding body by the squeezing of the apparatus, wherein the pump is provided with a ball bearing installed in a housing of the squeezing device with a gap relative to the end face of the sleeve.

Размещение в корпусе отжимного устройства ротора поршня, жестко установленного на валу насоса с помощью втулки и образующего с корпусом отжимного устройства, закрепленным к корпусу заднего подшипника скольжения, кольцевую полость, находящуюся под давлением смазки, поступающей из объединенной маслосистемы выносных подшипников скольжения посредством выполненного в корпусе отжимного устройства отверстия, обеспечивает постоянное осевое усилие на поршень, который в свою очередь передает усилие на ротор и смещает его в сторону нагнетания как при останове насоса, так и перед пуском, обеспечивая гарантированный зазор в торцовой щели гидропяты.Placement in the housing of the squeezing device of the rotor of the piston, rigidly mounted on the pump shaft with the help of a sleeve and forming with the casing of the squeezing device fixed to the housing of the rear plain bearing, an annular cavity under the pressure of the lubricant coming from the integrated oil system of remote sliding bearings by means of the squeezing the device of the hole, provides a constant axial force on the piston, which in turn transfers force to the rotor and shifts it toward the discharge side both at pump stop and before starting, ensuring guaranteed clearance slots in the end face hydraulic balancing device.

Шарикоподшипник, закрепленный крышкой к корпусу отжимного устройства и расположенный в корпусе отжимного устройства с зазором относительно торцовой поверхности втулки, воспринимает осевое усилие и ограничивает осевые смещения ротора перед пуском и при останове.The ball bearing, fixed by a cover to the body of the squeezing device and located in the body of the squeezing device with a gap relative to the end surface of the sleeve, receives axial force and limits the axial displacement of the rotor before starting and when stopping.

Таким образом, предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом значительно упрощает конструкцию отжимного устройства, снижая затраты на изготовление, улучшая ремонтопригодность по материальным и трудовым затратам, а также уменьшая энергозатраты, что в результате повышает экономическую эффективность насоса при гарантированном зазоре в торцовой дросселирующей щели гидропяты.Thus, the proposed utility model, in comparison with the prototype, greatly simplifies the design of the squeezing device, reducing manufacturing costs, improving maintainability in terms of material and labor costs, as well as reducing energy consumption, which as a result increases the economic efficiency of the pump with a guaranteed clearance in the end throttle gap of the heel.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунком, на котором изображен фрагмент центробежного насоса, продольный разрез.The inventive utility model is illustrated in the figure, which shows a fragment of a centrifugal pump, a longitudinal section.

Центробежный насос содержит ротор, включающий вал 1 с установленными на нем рабочими колесами 2 и опирающийся на выносные передний и задний подшипники скольжения 3 с принудительной подачей смазки от маслосистемы. Устройство для разгрузки осевых сил - гидропята содержит жестко закрепленный на валу 1 разгрузочный диск 4, подушку 5 крышки насоса 6, последовательно расположенные цилиндрическую 7 и торцовую 8 дросселирующие щели и камеру 9, разделяющую эти дросселирующие щели 7 и 8.The centrifugal pump contains a rotor, including a shaft 1 with impellers 2 mounted on it and supported by remote front and rear sliding bearings 3 with forced supply of lubricant from the oil system. A device for unloading axial forces — a hydrofoil comprises a unloading disk 4 fixed to a shaft 1, a pillow 5 of the pump cover 6, sequentially arranged cylindrical 7 and end 8 throttling slots and a chamber 9 separating these throttling slots 7 and 8.

Отжимное устройство ротора содержит жестко закрепленный на валу 1 с помощью втулки 10 поршень 11, образующий совместно с корпусом отжимного устройства 12, прикрепленного к корпусу заднего подшипника скольжения 3, кольцевую полость 13. Полость 13 отжимного устройства ротора насоса сообщена с маслосистемой выносных подшипников скольжения 3 посредством выполненного в корпусе 12 отверстия 14. В корпусе отжимного устройства 12 расположен шарикоподшипник 15, закрепленный крышкой к корпусу отжимного устройства 12. Между торцовой поверхностью втулки 10 и шарикоподшипником 15 выполнен зазор 16, используемый при смещении ротора перед пуском и остановах насоса в направлении увеличения зазора в торцовой дросселируюшей щели 8 гидропяты.The squeezing device of the rotor comprises a piston 11 rigidly fixed to the shaft 1 by means of the sleeve 10, which forms, together with the casing of the squeezing device 12, attached to the housing of the rear sliding bearing 3, an annular cavity 13. The cavity 13 of the squeezing device of the pump rotor is in communication with the oil system of the remote sliding bearings 3 by holes made in the housing 12. A ball bearing 15 is located in the housing of the squeezing device 12, fixed by a cover to the housing of the squeezing device 12. Between the end surface of the sleeve 10 and A ball bearing 15 has a clearance 16 used when displacing the rotor before starting and stopping the pump in the direction of increasing the clearance in the end throttle slit 8 of the hydraulic foot.

Устройство работает следующим образом. Перед пуском насоса через отверстие 14 в корпусе отжимного устройства 12 из маслосистемы выносных подшипников скольжения 3 в кольцевую полость 13 между корпусом 12 и поршнем 11 поступает смазка под давлением, соответствующим давлению системы смазки агрегата, обеспечивающая постоянное осевое усилие на поршень 11, который передает усилие на ротор и смещает его, используя зазор 16, в осевом направлении в сторону шарикоподшипника 15, воспринимающего осевое усилие и ограничивающего осевое перемещение ротора, для обеспечения максимального зазора (1-1,5 мм) в торцовой дросселирующей щели 8 гидропяты перед пуском насоса.The device operates as follows. Before starting the pump through the hole 14 in the housing of the squeezing device 12 from the oil system of remote sliding bearings 3 into the annular cavity 13 between the housing 12 and the piston 11, lubrication under pressure corresponding to the pressure of the lubrication system of the unit, providing constant axial force to the piston 11, which transfers force to the rotor and biases it, using the gap 16, in the axial direction towards the ball bearing 15, which receives the axial force and restricts the axial movement of the rotor, to ensure maximum clearance (1-1, 5 mm) in the end throttle slit 8 of the hydroheel before starting the pump.

После пуска насоса и набора оборотов разгрузочный диск 4 под действием неуравновешенных осевых усилий, действующих на рабочие колеса 2, перемещается к неподвижной подушке 5 гидропяты, уменьшая зазор в торцовой дросселирующей щели 8 гидропяты до расчетной величины, обеспечивающей надежную работу узла разгрузки осевой силы.After the pump is started and the set of revolutions, the unloading disk 4 under the influence of unbalanced axial forces acting on the impellers 2 moves to the fixed cushion 5 of the hydroheel, reducing the clearance in the end throttle slit 8 of the hydroheel to the calculated value that ensures reliable operation of the axial force unloading unit.

При останове насоса, после исчезновения неуравновешенных осевых усилий, действующих на рабочие колеса 2, постоянное осевое усилие, действующее на поршень 11, отжимает ротор до упора в шарикоподшипник 15.When the pump stops, after the disappearance of unbalanced axial forces acting on the impellers 2, a constant axial force acting on the piston 11 squeezes the rotor all the way into the ball bearing 15.

Claims

A centrifugal pump containing a rotor, including impellers mounted on the shaft and supported by external front and rear sliding bearings with forced lubrication from the oil system, a rotor unloading device from axial forces in the form of a hydraulic plate and a rotor squeeze device, fixed by the housing to the rear sliding bearing housing, characterized in that in the case of the squeezing device there is a piston fixed to the shaft with a sleeve, which forms an annular cavity communicated with m slosistemoy plain bearings made by squeezing the housing of the apparatus, wherein the pump is provided with a ball bearing installed in a housing of the squeezing device with a gap relative to the end face of the sleeve.