RU2016248C1

RU2016248C1 - Cradle-mounted centrifugal pump

Info

Publication number: RU2016248C1
Authority: RU
Inventors: Г.А. Сергеев; А.П. Щебланов; А.В. Казачанский
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: pump engineering. SUBSTANCE: pump has housing with technological branch pipes and spacer, sealing gland, cantilever mounted blade wheel connected with electric motor shaft by means of intermediate shaft and bushing embracing the latter. Bushing is partially arranged in spacer. Wheel is installed on spacer in bearing. Bushing is connected with spacer by means of threaded joint. Sealing gland is arranged between bushing and wheel hub, and intermediate shaft is made in form of hollow cylinder with cross slots. Surface of wheel hub engaging with sealing gland is made conical. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к насосостроению, и предназначено для перекачивания различных жидких сред в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. The invention relates to general mechanical engineering, in particular to pump engineering, and is intended for pumping various liquid media in the chemical, oil refining and other industries.

Известен центробежный консольный насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, промежуточную проставку и опорный узел, в котором на шарикоподшипниках установлен приводной вал насоса, снабженный сальниковым уплотнением. На приводном валу консольно смонтировано лопастное колесо. При вращение приводного вала лопастное колесо всасывает рабочую жидкость и нагнетает ее. Недостатком известного насоса является потребность в промежуточной проставке, опорном узле и муфте для соединения приводного вала насоса с валом электродвигателя. A centrifugal cantilever pump is known, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, an intermediate spacer and a support assembly in which a pump drive shaft equipped with a packing is installed on ball bearings. An impeller is mounted cantilever on the drive shaft. When the drive shaft rotates, the impeller sucks the working fluid and pumps it. A disadvantage of the known pump is the need for an intermediate spacer, a support assembly and a coupling for connecting the drive shaft of the pump to the motor shaft.

Известны консольные насосы моноблочной конструкции, в которых промежуточная проставка, опорный узел и соединительные муфты объединены в одно устройство - промежуточный фонарь, который прикреплен к фланцу электродвигателя. Лопастное колесо установлено на валу электродвигателя. Conventional pumps of a monoblock design are known in which an intermediate spacer, a support assembly and couplings are combined in one device — an intermediate lamp, which is attached to the motor flange. The impeller is mounted on an electric motor shaft.

Моноблочные консольные насосы требуют герметичных фланцевых электродвигателей, что удорожает насос. One-piece cantilever pumps require hermetic flanged motors, which increases the cost of the pump.

Известен насос, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом, и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника. A known pump containing a housing with technological nozzles and a spacer, stuffing box seal, impeller connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and covering the last sleeve, partially placed in the spacer, the wheel mounted on the latter by means of a bearing.

Недостатками данного насоса также являются значительные габариты, масса и ненадежность уплотнения. The disadvantages of this pump are also significant dimensions, weight and unreliability of the seal.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и массы насоса и повышение надежности уплотнения. The purpose of the invention is to reduce the size and weight of the pump and increase the reliability of the seal.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный консольный насос, содержащий корпус с технологическими патрубками и проставкой, сальниковое уплотнение, лопастное колесо, соединенное с валом электродвигателя промежуточным валом, и охватывающую последний втулку, частично размещенную в проставке, причем колесо установлено на последней посредством подшипника, а втулка соединена с проставкой посредством резьбового соединения, сальниковое уплотнение размещено между втулкой и ступицей колеса, а промежуточный вал выполнен в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями. Поверхность ступицы, контактирующая с сальниковым уплотнением, выполнена конической. This goal is achieved by the fact that the centrifugal cantilever pump, comprising a housing with process pipes and a spacer, stuffing box seal, impeller, connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and covering the last sleeve, partially placed in the spacer, the wheel mounted on the latter by means of a bearing, and the sleeve is connected to the spacer by means of a threaded connection, the stuffing box seal is placed between the sleeve and the wheel hub, and the intermediate shaft is empty elogo cylinder with transverse slits. The surface of the hub in contact with the packing is tapered.

Достижимость поставленных целей изобретения поясняется следующим: снабжение проставки резьбовой втулкой позволяет перемещать ее вдоль насоса и фиксировать в проставке на резьбе; втулка позволяет размещать в ней промежуточный вал, а в последнем - вал электродвигателя, что уменьшает габариты насоса; монтаж на резьбовой втулке сальникового уплотнения и подшипника с лопастным колесом позволяет надежно уплотнять соединение путем вращения и перемещения резьбовой втулки относительно проставки, при этом ступица лопастного колеса с размещенным в ней уплотнением постоянно находится в рабочей среде, что позволяет постоянно его охлаждать; поскольку лопастное колесо смонтировано на шарикоподшипнике и имеет только одну возможность вращения, а сальниковое уплотнение неподвижно, то неточности сборки промежуточного вала и лопастного колеса не отражаются на работоспособности уплотнения, что также повышает надежность; выполнение промежуточного вала в виде пустотелого цилиндра с поперечными прорезями позволяет компенсировать все неточности сборки электродвигателя и насоса: перекосы, биение, несоосности, непараллельности и т.д., это же исключает потребность в промежуточном фонаре; прохождение промежуточного вала через втулку позволяет уменьшить габариты насоса; выполнение внутренней поверхности ступицы лопастного колеса в зоне сальникового уплотнения конической позволяет увеличить надежность уплотнения и его долговечность, возникающие в зоне контактного трения продукты износа будут отбрасываться центробежными силами к периферии и выноситься по конической поверхности из зоны контактного трения, что уменьшает вклинивание относительно твердых частичек металла в мягкий материал уплотнения, что исключает трение металла по металлу с большим тепловыделением. The attainability of the objectives of the invention is illustrated by the following: supplying a spacer with a threaded sleeve allows you to move it along the pump and fix it in the spacer on the thread; the sleeve allows you to place an intermediate shaft in it, and in the last - an electric motor shaft, which reduces the dimensions of the pump; installation on the threaded sleeve of the stuffing box seal and the bearing with the impeller allows you to reliably seal the connection by rotating and moving the threaded sleeve relative to the spacer, while the hub of the impeller with the seal located in it is constantly in the working medium, which allows it to be constantly cooled; since the impeller is mounted on a ball bearing and has only one possibility of rotation, and the packing is stationary, inaccuracies in the assembly of the intermediate shaft and the impeller do not affect the performance of the seal, which also increases reliability; the implementation of the intermediate shaft in the form of a hollow cylinder with transverse slots allows you to compensate for all inaccuracies in the assembly of the electric motor and pump: distortions, runout, misalignment, non-parallelism, etc., this eliminates the need for an intermediate light; the passage of the intermediate shaft through the sleeve allows to reduce the dimensions of the pump; the implementation of the inner surface of the hub of the impeller in the area of the conical gland seal allows to increase the reliability of the seal and its durability, the wear products arising in the contact friction zone will be discarded by centrifugal forces to the periphery and carried out on the conical surface from the contact friction zone, which reduces wedging of relatively hard metal particles in soft seal material, which eliminates the friction of metal on metal with high heat dissipation.

В целом указанные отличия обеспечивают достижение поставленной цели, т. е. уменьшают габариты насоса, его массу, позволяют регулировать величину затяжки уплотнения более просто и удобно, так как нет промежуточного фонаря, позволяют использовать и фланцевые электродвигатели и электродвигатели на лапах, позволяют постоянно охлаждать уплотнение и т.п. Следовательно, указанные отличия обеспечивают полезность изобретения. In general, these differences ensure the achievement of the goal, that is, reduce the dimensions of the pump, its mass, make it possible to adjust the amount of tightening of the seal more simply and conveniently, since there is no intermediate lamp, they allow the use of flange motors and electric motors on the feet, and they allow constant cooling of the seal etc. Therefore, these differences provide the usefulness of the invention.

На фиг. 1 изображен центробежный консольный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - насосная установка, общий вид. In FIG. 1 shows a centrifugal cantilever pump, a longitudinal section; in FIG. 2 - pumping unit, general view.

Центробежный консольный насос содержит корпус 1 с входным и выходным технологическими патрубками, проставку 2, снабженную буртом 3 и резьбовой втулкой 4 с сальниковым уплотнением 5 и шарикоподшипником 6 с закрепленным на нем лопастным колесом 7. Колесо 7 герметично соединено с приводным валом электродвигателя 8 с помощью промежуточного вала 9, выполненного в виде цилиндра с поперечными прорезями и свободно проходящего через втулку 4. Вал 9 соединен с лопастным колесом 7 на резьбе 10, а с приводным валом электродвигателя 8 с помощью сегментной шпонки 11. Лопастное колесо 7 имеет ступицу 12 с внутренней конической поверхностью в зоне сальникового уплотнения 5. Настройку уплотнения 5 осуществляют путем его затяжки между шарикоподшипником 6 и буртом 3 проставки 2 до контакта с внутренней конической поверхностью ступицы 12 лопастного колеса 7, для чего втулку 4 вращают в проставке 2 в ту или другую сторону и фиксируют в последней контргайкой 13. The centrifugal cantilever pump comprises a housing 1 with inlet and outlet process pipes, a spacer 2, equipped with a collar 3 and a threaded sleeve 4 with an oil seal 5 and a ball bearing 6 with an impeller 7 mounted on it. The wheel 7 is hermetically connected to the drive shaft of the electric motor 8 using an intermediate shaft 9, made in the form of a cylinder with transverse slots and freely passing through the bushing 4. The shaft 9 is connected to the impeller 7 on the thread 10, and with the drive shaft of the electric motor 8 using a segmented shaft 11. The impeller 7 has a hub 12 with an inner conical surface in the area of the stuffing box seal 5. The seal 5 is adjusted by tightening it between the ball bearing 6 and the shoulder 3 of the spacer 2 until it contacts the inner conical surface of the hub 12 of the impeller 7, for which the sleeve 4 rotate in the spacer 2 in one direction or another and fix in the last locknut 13.

Рекомендуемая схема сборки центробежного консольного насоса на станине 14 приведена на фиг. 2. The recommended assembly scheme for the centrifugal cantilever pump on the bed 14 is shown in FIG. 2.

При работе центробежного консольного насоса вращение от приводного вала электродвигателя 8 передается через сегментную шпонку 11 на промежуточный вал 9 и через его резьбовое соединение 10 на лопастное колесо 7. Колесо 7 вращается вместе с наружной обоймой шарикоподшипника 6 и контактирует с внутренней конической поверхностью ступицы 12 по наружной поверхности сальникового уплотнения 5, не пропуская жидкость к шарикоподшипнику 6 и одновременно охлаждаясь этой жидкостью путем отвода тепла от ступицы 12 рабочей средой. During operation of the centrifugal cantilever pump, rotation from the drive shaft of the electric motor 8 is transmitted through the segment key 11 to the intermediate shaft 9 and through its threaded connection 10 to the impeller 7. The wheel 7 rotates together with the outer race of the ball bearing 6 and contacts the inner conical surface of the hub 12 along the outer the surface of the stuffing box seal 5, without passing fluid to the ball bearing 6 and at the same time being cooled by this fluid by removing heat from the hub 12 by the working medium.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении габаритов и массы насоса за счет устранения промежуточного фонаря и соединительных муфт, а также в уменьшении габаритов и массы всей насосной установки (см. фиг. 2) за счет компактности станины 14. Другим преимуществом является большая надежность уплотнения 5 за счет его охлаждения рабочей средой и из-за компенсации всех неточностей сборки лопастного колеса 7 с приводным валом электродвигателя 8. Надежности и долговечности уплотнения способствует постоянный контакт материала уплотнения, например фторопластовых колец, с металлом по внутренней конической поверхности ступицы 12, благодаря чему продукты износа постоянно отбрасываются центробежными силами к периферии, выносятся из зоны контакта или "впиваются" в металл ступицы 12, а не в относительно мягкий материал уплотнения. Этим уменьшается трение "металл по металлу", что характерно для типовых уплотнений. В них продукты износа втулки из-за действия центробежных сил также отбрасываются к периферии, но впиваются в мягкий материал уплотнения, контакт происходит по внутренней поверхности мягкого уплотнения, разрушая его и/или создавая поверхность трения "металл по металлу" с большим тепловыделением. В изобретении уплотнение работает "наоборот", т.е. выносу продуктов износа из зоны контактного трения способствуют и центробежные силы и конусность поверхности трения. Поэтому несмотря на большую окружную скорость, износ контактной поверхности трения меньше, чем в типовых сальниковых уплотнениях. А это исключает потребность в уплотнительной втулке и частой замене уплотнения. Центробежный консольный насос не имеет промежуточного фонаря, что упрощает регулировку сальникового уплотнения 5 и делает процесс монтажа-демонтажа насосной установки менее трудоемким и удобным. Изобретение уменьшает трудоемкость изготовления и стоимость насосной установки. Feasibility of the invention is to reduce the dimensions and weight of the pump by eliminating the intermediate lamp and couplings, as well as to reduce the dimensions and weight of the entire pump installation (see Fig. 2) due to the compactness of the bed 14. Another advantage is the high reliability of the seal 5 due to its cooling by the working medium and due to the compensation of all inaccuracies in the assembly of the impeller 7 with the drive shaft of the electric motor 8. Constant contact contributes to the reliability and durability of the seal seal material, for example fluoroplastic rings, with metal along the inner conical surface of the hub 12, whereby the wear products are constantly discarded by centrifugal forces to the periphery, removed from the contact zone or “bite” into the metal of the hub 12, and not into the relatively soft seal material. This reduces metal-to-metal friction, which is typical of typical seals. In them, the products of sleeve wear due to the action of centrifugal forces are also discarded to the periphery, but they are pressed into the soft seal material, contact occurs on the inner surface of the soft seal, destroying it and / or creating a metal-to-metal friction surface with high heat generation. In the invention, the seal works "vice versa", i.e. the removal of wear products from the contact friction zone is facilitated by both centrifugal forces and the friction of the friction surface. Therefore, despite the high peripheral speed, the wear of the contact surface of the friction is less than in standard stuffing box seals. And this eliminates the need for a sealing sleeve and frequent replacement of the seal. The centrifugal cantilever pump does not have an intermediate light, which simplifies the adjustment of the packing 5 and makes the installation and dismantling of the pump unit less time-consuming and convenient. The invention reduces the complexity of manufacturing and the cost of the pumping unit.

Claims

1. CENTRIFUGAL CONSOLE PUMP, comprising a housing with technological branch pipes and a spacer, a stuffing box seal, an impeller connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and covering the last sleeve, partially placed in the spacer, the wheel mounted on the latter by means of a bearing, characterized in that, in order to reduce the dimensions and weight of the pump and increase the reliability of the seal, the sleeve is connected to the spacer by means of a threaded connection, the stuffing box seal is placed between the sleeve minutes and wheel hub, and the intermediate shaft designed as a hollow cylinder with transverse slits.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the surface of the wheel hub in contact with the stuffing box seal is tapered.