RU144919U1

RU144919U1 - CENTRIFUGAL PUMP WORKING BODY

Info

Publication number: RU144919U1
Application number: RU2013156163/06U
Authority: RU
Inventors: Асгат Галимьянович Гумеров; Станислав Георгиевич Бажайкин; Анас Абдрахманович Багманов; Валерий Иванович Михайлов; Андрей Сергеевич Михеев; Артем Вячеславович Гордеев
Original assignee: Станислав Георгиевич Бажайкин
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-09-10

Abstract

1. Рабочий орган центробежного насоса, включающий ротор, рабочее колесо, состоящее из основного и покрывного дисков с расположенными между ними лопастями, входной патрубок, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде полого вала, а рабочее колесо помещено и закреплено внутри ротора, при этом основной диск выполнен сплошным, покрывной диск выполнен большего диаметра, чем основной диск, и герметично соединен с ротором так, что вращение рабочему колесу передается через покрывной диск.2. Рабочий орган центробежного насоса по п.1, отличающийся тем, что основной диск выполнен выпуклым со стороны рабочей поверхности.1. The working body of a centrifugal pump, comprising a rotor, an impeller consisting of a main and a covering disc with blades located between them, an inlet pipe, characterized in that the rotor is made in the form of a hollow shaft, and the impeller is placed and fixed inside the rotor, while the main disk is solid, the cover disk is made of a larger diameter than the main disk, and is hermetically connected to the rotor so that the rotation of the impeller is transmitted through the cover disk. 2. The working body of the centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the main disk is convex from the side of the working surface.

Description

Полезная модель относится к области центробежных насосов, в частности, к конструкции рабочих колес и может быть использована в центробежных насосах с мокрым электродвигателем в составе любого герметичного агрегата.The utility model relates to the field of centrifugal pumps, in particular, to the design of impellers and can be used in centrifugal pumps with a wet electric motor as part of any sealed unit.

Как известно, принципиальная конструкция центробежных насосов включает рабочий орган - насаженное на приводной вал (или приводящий вал двигателя в случае моноблочного исполнения центробежного насоса с двигателем) рабочее колесо, выполненное из двух ограничительных дисков с расположенными между ними лопастями. Лопасти с дисками рабочего колеса образуют межлопастные каналы, заполненные при работе центробежного насоса перекачиваемой жидкостью. При вращении рабочего колеса на дискретные объемы жидкости межлопастных каналов действует центробежная сила. Под воздействием этой силы жидкость в межлопастных каналах выбрасывается наружу рабочего колеса, причем на периферии межлопастного канала и рабочего колеса в целом формируется область повышенного давления, в то время как в центральной части колеса - разряженная область, обуславливающая всасывание жидкости из подводящего патрубка.As you know, the basic design of centrifugal pumps includes a working body - an impeller mounted on a drive shaft (or the drive shaft of the engine in the case of a monoblock design of a centrifugal pump with an engine) made of two restrictive disks with vanes located between them. The blades with the impeller disks form the inter-vane channels filled with the pumped liquid during the operation of the centrifugal pump. When the impeller rotates, centrifugal force acts on discrete volumes of fluid between the inter-blade channels. Under the influence of this force, the liquid in the inter-blade channels is ejected outside the impeller, and at the periphery of the inter-blade channel and the impeller as a whole, a region of increased pressure is formed, while in the central part of the wheel there is a discharged region, which causes the liquid to be sucked from the inlet pipe.

Недостаток описанной принципиальной конструкции рабочего органа центробежного насоса в том, что наличие вращающегося вала способствует повышенным утечкам рабочей жидкости по центру основного диска через вал и утечкам с периферии рабочего колеса на его вход.The disadvantage of the described basic design of the working body of a centrifugal pump is that the presence of a rotating shaft contributes to increased leaks of the working fluid in the center of the main disk through the shaft and leaks from the periphery of the impeller to its input.

Известен герметичный насосный агрегат (Поликовский А.Ю., Лещинер Л.Б. Авиационные центробежные насосные агрегаты. - М.: Машиностроение, 1978, с. 97-99). В таком насосе ротор электродвигателя закреплен на бандаже осевого рабочего колеса, которое сидит на валу. Вал вращается в подшипниках, установленных во втулках пилонов, выполненных на торцевых крышках, т.е. опорные подшипники ротора располагаются внутри обоймы (в проточной части насоса).Known sealed pump unit (Polikovsky A.Yu., Leshchiner LB Aircraft centrifugal pump units. - M .: Mechanical Engineering, 1978, S. 97-99). In such a pump, the rotor of the electric motor is fixed on the bandage of the axial impeller, which sits on the shaft. The shaft rotates in bearings mounted in pylon bushings made on the end caps, i.e. thrust bearings of the rotor are located inside the cage (in the flow part of the pump).

Такая схема обеспечивает прямоточное движение жидкости, но не приемлема для центробежного колеса. Наличие вала по центру рабочего колеса сужает живое сечение потока и существенно ухудшает всасывающую способность насоса.Such a scheme provides a direct-flow fluid movement, but is not acceptable for a centrifugal wheel. The presence of a shaft in the center of the impeller narrows the living cross section of the flow and significantly impairs the suction capacity of the pump.

В качестве прототипа выбран «Совмещенный насосный агрегат» (патент на полезную модель РФ №71387), который содержит статор электродвигателя, отделенный от проточной части насоса и ротора экраном; ротор, закреплен на обойме, рабочее колесо жестко связано с обоймой. Обойма передает колесу вращение от ротора и обеспечивает подачу перекачиваемых сред через свою полость в каналы рабочего колеса, при этом рабочее колесо вынесено за пределы полости обоймы и снабжено направляющим аппаратом.As a prototype, “Combined pumping unit” was selected (patent for utility model of the Russian Federation No. 71387), which contains an electric motor stator separated from the flow part of the pump and rotor by a screen; the rotor is mounted on a cage, the impeller is rigidly connected to the cage. The cage transmits the wheel rotation from the rotor and provides a pumped medium through its cavity in the channels of the impeller, while the impeller is outside the cavity of the cage and is equipped with a guide apparatus.

К недостаткам прототипа относится наличие вала и конструкция колеса, которое насажено на вал и вынесено за пределы полости обоймы.The disadvantages of the prototype include the presence of the shaft and the design of the wheel, which is mounted on the shaft and made outside the cavity of the cage.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в осуществлении прямоточной схемы течения перекачиваемой жидкости, повышение объемного КПД, надежности и экологической чистоты центробежного насоса.The problem to which the proposed utility model is directed is to implement a direct-flow diagram of the flow of the pumped liquid, increasing the volumetric efficiency, reliability and environmental cleanliness of the centrifugal pump.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в осуществления прямоточной схемы течения перекачиваемой жидкости, в предотвращении утечек рабочей жидкости с периферии рабочего колеса на вход.The technical result that can be obtained using the proposed utility model is to implement a direct-flow circuit for the flow of the pumped liquid, to prevent leakage of the working fluid from the periphery of the impeller to the inlet.

Предлагается рабочий орган центробежного насоса, состоящий из ротора, выполненного в виде полого вала и встроенного внутри него центробежного колеса. Это позволяет создать нагнетание жидкости внутри мокрого электродвигателя с прямоточной схемой течения перекачиваемой жидкости.A working body of a centrifugal pump is proposed, consisting of a rotor made in the form of a hollow shaft and a centrifugal wheel integrated inside it. This allows you to create a fluid injection inside a wet electric motor with a direct-flow diagram of the flow of the pumped liquid.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображен предлагаемый рабочий орган центробежного насоса, включающий ротор 1, выполненный в виде полого вала, внутри которого герметично закреплено рабочее колесо центробежного насоса. Рабочее колесо состоит из основного диска 2, лопаток 3, покрывного диск 4, входного патрубка 5 с диаметром D₁. D₂ - диаметр основного диска, D₃ - диаметр покрывного диска, который равен внутреннему диаметру ротора. Основной диск выполнен сплошным и выпуклым со стороны рабочей поверхности. Выполнение основного диска сплошным позволяет создать прямоточную схему течения жидкости, а выпуклость позволяет снизить гидравлическое сопротивление при входе жидкости в межлопастные каналы. Покрывной диск выполнен большего диаметра, чем основной, герметично соединен с ротором так, что вращение рабочему колесу передается через покрывной диск.In FIG. 1 and FIG. 2 shows the proposed working body of a centrifugal pump, including the rotor 1, made in the form of a hollow shaft, inside of which the impeller of the centrifugal pump is hermetically fixed. The impeller consists of a main disk 2, blades 3, a cover disk 4, an inlet pipe 5 with a diameter of D ₁ . D ₂ - the diameter of the main disk, D ₃ - the diameter of the cover disk, which is equal to the inner diameter of the rotor. The main disk is solid and convex from the side of the working surface. The execution of the main disk continuous allows you to create a direct-flow diagram of the fluid flow, and the bulge allows you to reduce the hydraulic resistance when the fluid enters the inter-blade channels. The cover disk is made of a larger diameter than the main one, hermetically connected to the rotor so that the rotation of the impeller is transmitted through the cover disk.

Перекачиваемая жидкость через диаметр Д₁ поступает на лопатки рабочего колеса и, получив дополнительную энергию от вращения рабочего колеса, поступает на выход рабочего колеса так, как показано на фиг. 2. Герметичное крепление рабочего колеса к ротору через покрывной диск позволяет избежать стеснения потока на входе в рабочее колесо и предотвращает утечки на основном и покрывном дисках.The pumped liquid through a diameter D ₁ enters the blades of the impeller and, receiving additional energy from the rotation of the impeller, enters the output of the impeller as shown in FIG. 2. Sealed mounting of the impeller to the rotor through the cover disk avoids flow restriction at the entrance to the impeller and prevents leaks on the main and cover disks.

Технические возможности сегодня позволяют расширить диаметр ротора (полого вала) до диаметра покрывного диска, а рабочее колесо можно поместить внутри электродвигателя на собственные опоры ротора, исчезнет консоль, а значит, повысится надежность машины.Technical capabilities today allow us to expand the diameter of the rotor (hollow shaft) to the diameter of the cover disk, and the impeller can be placed inside the electric motor on its own rotor bearings, the console will disappear, which means that the reliability of the machine will increase.

Преимущества предлагаемого рабочего органа центробежного насоса заключаются в том, что рабочее колесо, встроенное внутри мокрого ротора, позволяет создать нагнетатель жидкости внутри мокрого электродвигателя и тогда вместо насосных станций на трубопроводе могут находиться катушки статора. Такая трубопроводная система является экологически чистой, управляется и регулируется с диспетчерского пункта.The advantages of the proposed working body of a centrifugal pump are that the impeller integrated inside the wet rotor allows you to create a liquid supercharger inside the wet electric motor and then stator coils can be in the pipeline instead of pumping stations. Such a pipeline system is environmentally friendly, managed and regulated from a control room.

Claims

1. The working body of a centrifugal pump, comprising a rotor, an impeller consisting of a main and a covering disc with vanes located between them, an inlet pipe, characterized in that the rotor is made in the form of a hollow shaft, and the impeller is placed and fixed inside the rotor, while the main disk is solid, the cover disk is made of a larger diameter than the main disk, and is hermetically connected to the rotor so that the rotation of the impeller is transmitted through the cover disk.

2. The working body of the centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the main disk is convex from the side of the working surface.