RU2256099C1

RU2256099C1 - Scoop pump

Info

Publication number: RU2256099C1
Application number: RU2003134357/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Пестов (RU); В.М. Пестов; Ю.Г. Анферов (RU); Ю.Г. Анферов; А.С. Ипанов (RU); А.С. Ипанов; В.А. Чекменев (RU); В.А. Чекменев
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"; Закрытое акционерное общество "ЛУКОЙЛ-Пермь"
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-07-10

Abstract

FIELD: pumping engineering.

SUBSTANCE: scoop pump comprises unmovable casing (1) provided with cantilever pipe (2) with scoop (3). Rotating housing (4) is secured to shaft (5). Scoop (3) and pipe (2) are provided with passage for discharging fluid. Rotating housing (4) is provided with shaped radial blades in the zone defined by outer diameter of pipe (2) and inner diameter of rotating housing (3) and with shaped radial projections in the zone defined by outer diameter of cantilever of pipe (2). The face of pipe (2) is mounted with a spaced relation with respect to rotating housing (4).

EFFECT: prolonged service life and reduced sizes.

2 dwg

Description

Изобретение относится к насосному оборудованию, применяемому в различных отраслях промышленности - химической, нефтехимической, нефтедобывающей, горной, авиационной и других.The invention relates to pumping equipment used in various industries - chemical, petrochemical, oil, mining, aviation and others.

Известны черпаковые насосы различных конструктивных схем и исполнений, в которых жидкость поступает во вращающийся корпус, закручивается радиальными лопатками и направляется к его периферии, откуда поступает в отводной канал черпака, закрепленного на консольном стержне (стойке), например, черпаковые насосы по а.с. №№562215, 653251, 992830, 1624205.Known scoop pumps of various designs and designs, in which the fluid enters the rotating body, is twisted by radial blades and sent to its periphery, from where it enters the drain channel of the scoop mounted on the cantilever rod (rack), for example, scoop pumps according to A. with. No. 562215, 653251, 992830, 1624205.

Известен насос черпакового типа, состоящий из кожуха, вращающегося корпуса, черпака, установленного на трубе, консольно закрепленной на неподвижном кожухе, моноблочный черпаковый насос фирмы Х.В. Кассель (ФРГ) на рис.1, стр.6 “Новые насосы для малых подач и высоких напоров”, К.Н. Спасский, В.В. Шаумян, “Машиностроение”, 1973 г. - прототип.Known scoop type pump, consisting of a casing, a rotating housing, a scoop mounted on a pipe cantilever mounted on a fixed casing, monoblock scoop pump company H.V. Kassel (Germany) in Fig. 1, p. 6 “New pumps for small feeds and high heads”, K.N. Spassky, V.V. Shaumyan, “Engineering”, 1973 - prototype.

В известном черпаковом насосе жидкость поступает в корпус, закручивается радиальными лопатками корпуса и отбрасывается к его периферии, откуда жидкость поступает в отверстие отводного канала черпака и по каналу консольной трубы отводится в нагнетательный трубопровод. Герметизация разъема между неподвижным кожухом и вращающимся корпусом осуществляется с помощью торцевого уплотнения. Для удаления воздуха из торцевой зоны консольной трубы в ней установлена трубка.In the well-known scoop pump, the fluid enters the casing, is twisted by the radial blades of the casing and is discarded to its periphery, from where the fluid enters the opening of the drain channel of the scoop and is diverted to the discharge pipe through the cantilever channel. Sealing of the connector between the stationary casing and the rotating housing is carried out using the mechanical seal. To remove air from the end zone of the cantilever tube, a tube is installed in it.

В известном черпаковом насосе осевые силы полностью уравновешиваются, за исключением силы, действующей на торец консоли, то есть силы стремящейся сдвинуть ротор насоса в осевом направлении, поэтому ротор необходимо устанавливать на подшипники, имеющие возможность воспринимать осевые нагрузки, например, радиально-упорные или на противоположный торец ротора устанавливать разгрузочный узел, что усложняет конструкцию, снижает ресурс работы.In the known scoop pump, the axial forces are completely balanced, with the exception of the force acting on the end face of the cantilever, that is, the force tending to move the pump rotor in the axial direction, so the rotor must be mounted on bearings that can absorb axial loads, for example, angular contact or opposite the end face of the rotor to install the unloading unit, which complicates the design, reduces the service life.

Задачей настоящего изобретения является снижение осевой силы, действующей на ротор насоса, с целью увеличения ресурса подшипников и уменьшения габаритных размеров разгрузочного узла ротора насоса.The objective of the present invention is to reduce the axial force acting on the pump rotor in order to increase the bearing life and reduce the overall dimensions of the discharge unit of the pump rotor.

Технический результат достигается тем, что в черпаковом насосе, содержащем кожух, вращающийся корпус с радиальными лопатками, черпак, установленный на неподвижной трубе, консольно закрепленной на кожухе, вращающийся корпус насоса установлен относительно консоли с зазором, при этом в зазоре на вращающемся корпусе в зоне, ограниченной наружным диаметром консоли, выполнены профилированные радиальные выступы, сходящиеся к центру корпуса.The technical result is achieved in that in a scoop pump containing a casing, a rotating casing with radial blades, a scoop mounted on a fixed pipe cantileverly mounted on the casing, the rotating pump casing is mounted relative to the console with a gap, while in the gap on the rotating casing in the zone limited by the outer diameter of the console, profiled radial protrusions are made, converging to the center of the housing.

На фиг.1 изображен общий вид черпакового насоса, на фиг.2 - вид на поверхность корпуса, вращающегося в зоне выполнения профилированных радиальных выступов.Figure 1 shows a General view of the scoop pump, figure 2 is a view of the surface of the casing, rotating in the area of execution of the profiled radial protrusions.

Насос состоит из кожуха (неподвижного корпуса) 1, на котором консольно закреплена труба 2, на которой, в свою очередь, закреплен черпак 3. Вращающийся корпус 4 закреплен на валу 5, который установлен в неподвижном корпусе на радиально-упорных шарикоподшипниках 6. Разъем между кожухом 1 и вращающимся корпусом 4 герметизируется с помощью торцевого уплотнения 7, установленного на всасе (со стороны низкого давления). В черпаке 3 и трубе 2 выполнен канал для отвода жидкости, на вращающемся корпусе 4 в зоне, ограниченной наружным диаметром трубы 2 и внутренним диаметром корпуса 4, выполнены радиальные лопатки, а в зоне от центра корпуса 4 до диаметра, примерно равного наружному диаметру трубы 2, выполнены профилированные радиальные выступы, при этом между торцом консольно закрепленной трубы 2 и корпусом 4 выполнен зазор Δ~0,02D.The pump consists of a casing (fixed housing) 1, on which a pipe 2 is cantilevered, on which, in turn, a ladle 3 is fixed. A rotating housing 4 is fixed on a shaft 5, which is mounted in a fixed housing on angular contact ball bearings 6. The connector between the casing 1 and the rotating housing 4 is sealed by means of a mechanical seal 7 mounted on the inlet (low pressure side). In the scoop 3 and pipe 2, a channel is made for draining the liquid, radial vanes are made on the rotating casing 4 in a zone limited by the outer diameter of the pipe 2 and the inner diameter of the casing 4, and in the zone from the center of the casing 4 to a diameter approximately equal to the outer diameter of the pipe 2 , profiled radial protrusions are made, while a gap Δ ~ 0.02 D is made between the end face of the cantilevered pipe 2 and the casing 4.

Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.

Жидкость под давлением через кольцевой зазор между наружной поверхностью трубы 2 и кожухом 1 подается в корпус 4, при этом воздух вытесняется через отводной канал черпака 3 и трубы 2, но воздух вытесняется не полностью - часть остается (в объеме, расположенном выше уровня входного отверстия канала черпака). После включения черпакового насоса корпус 4 начинает вращаться и с помощью радиальных лопаток приводит во вращательное движение жидкость, которая под действием центробежной силы направляется к периферии корпуса 4, входит в канал черпака 3 и трубы 2, при этом часть воздуха отводится вместе с жидкостью в канал, а другая часть перемещается с периферии корпуса 4 в центр зазора Δ (в зону с наименьшим давлением), при этом в центре зазора образуется воздушная подушка.Liquid under pressure through the annular gap between the outer surface of the pipe 2 and the casing 1 is supplied to the housing 4, while the air is displaced through the outlet channel of the scoop 3 and pipe 2, but the air is not completely displaced - a part remains (in the volume located above the level of the channel inlet scoop). After turning on the scoop pump, the casing 4 starts to rotate and, with the help of radial blades, rotates the fluid, which, under the action of centrifugal force, is directed to the periphery of the casing 4, enters the channel of the scoop 3 and pipes 2, while part of the air is discharged together with the liquid into the channel, and the other part moves from the periphery of the housing 4 to the center of the gap Δ (to the zone with the lowest pressure), while an air cushion is formed in the center of the gap.

При вращении корпуса 4 профилированные радиальные выступы стремятся “вытолкнуть” жидкость из зазора Δ, по мере увеличения скорости вращения корпуса 4 будет увеличиваться давление жидкости, выбрасываемой из зазора Δ, и после превышения этого давления над давлением, с которым жидкость подается в насос, часть жидкости из зазора Δ вытеснится, а давление жидкости в зазоре Δ уменьшится (стенка корпуса 4 с профилированными радиальными выступами работает как колесо центробежного насоса и стремится откачать жидкость из зазора Δ). В итоге - уменьшится осевая сила, действующая на ротор насоса.When the casing 4 rotates, the profiled radial protrusions tend to “push” the liquid out of the gap Δ, as the rotation speed of the casing 4 increases, the pressure of the liquid ejected from the gap Δ increases, and after this pressure is exceeded above the pressure with which the liquid is supplied to the pump, part of the liquid Δ will be squeezed out of the gap, and the fluid pressure in the gap Δ will decrease (the wall of the housing 4 with profiled radial protrusions works like a centrifugal pump wheel and tends to pump liquid out of the gap Δ). As a result, the axial force acting on the pump rotor will decrease.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение осевой силы, действующей на ротор черпакового насоса, что в итоге приводит к увеличению ресурса подшипников и уменьшению габаритных размеров разгрузочного узла ротора насоса.Thus, the proposed technical solution provides a decrease in the axial force acting on the rotor of the scoop pump, which ultimately leads to an increase in bearing life and a decrease in the overall dimensions of the discharge unit of the pump rotor.

Claims

A scoop pump comprising a casing, a rotating casing with radial vanes, a scoop mounted on a fixed pipe cantileverly mounted on the casing, characterized in that the rotating casing of the pump is mounted relative to the console with a gap, while in the gap on the rotating casing, in a zone bounded by an outer the diameter of the console, profiled radial protrusions are made, converging to the center of the housing.