RU2487272C1 - Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances - Google Patents
Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487272C1 RU2487272C1 RU2011150132/06A RU2011150132A RU2487272C1 RU 2487272 C1 RU2487272 C1 RU 2487272C1 RU 2011150132/06 A RU2011150132/06 A RU 2011150132/06A RU 2011150132 A RU2011150132 A RU 2011150132A RU 2487272 C1 RU2487272 C1 RU 2487272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- shaft
- housing
- rotor
- impeller
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Центробежный насос относится к области насосов с радиальным потоком и может быть использован в различных отраслях промышленности для перекачивания широкого спектра жидкостей, в первую очередь нефти.A centrifugal pump belongs to the field of radial flow pumps and can be used in various industries for pumping a wide range of liquids, primarily oil.
Уровень техникиState of the art
Известен центробежный насос двухстороннего входа для перекачивания нефти ОАО Сумского завода «Насосэнергомаш» (патент Украины №22403, МПК F04D 1/00, опубл. 24.04.2007). Насос содержит корпус, внутри которого установлен ротор, на валу которого закреплены подшипники, торцовые уплотнители и лопастное рабочее колесо, которое совместно с объемом подвода и расширенным спиральным отводом корпуса образовывает проточную часть. На корпусе дополнительно установлена циркуляционная система смазки и охлаждения внутренней полости торцевых уплотнителей, а рабочее колесо, которое закреплено на валу, выполнено из двух половин. Наличие двух половин рабочего колеса позволяет вдвое снизить вибрационные характеристики насоса за счет закрепления половин рабочего колеса на валу ротора с поворотом одной половины относительно другой вокруг оси ротора на половину угла между лопастями. Поворот половин обеспечивается соответствующим расположением канавок под шпонки.Known centrifugal pump of a two-way inlet for pumping oil OJSC Sumy plant "Nasosenergomash" (Ukrainian patent No. 22403, IPC F04D 1/00, publ. 04.24.2007). The pump contains a housing, inside of which a rotor is mounted, on the shaft of which bearings, mechanical seals and a blade impeller are fixed, which together with the supply volume and the extended spiral housing outlet form a flow part. The housing is additionally equipped with a circulation system for lubricating and cooling the internal cavity of the mechanical seals, and the impeller, which is mounted on the shaft, is made of two halves. The presence of two halves of the impeller allows you to halve the vibrational characteristics of the pump by fixing the halves of the impeller on the rotor shaft with the rotation of one half relative to the other around the axis of the rotor by half the angle between the blades. The rotation of the halves is ensured by the corresponding arrangement of the grooves for the keys.
Недостатком данного насоса является наличие шпонок и канавок под них, которые ослабляют вал ротора и являются концентраторами напряжений, с учетом принципиального наличия боковых зазоров в шпоночных соединениях, наличия канавок на валу под шпонки, способствующих возбуждению вибраций ротора насоса и снижению ресурса вала.The disadvantage of this pump is the presence of dowels and grooves for them, which weaken the rotor shaft and are stress concentrators, taking into account the fundamental presence of lateral clearances in the keyed joints, the presence of grooves on the shaft for the dowels, which contribute to the excitation of vibration of the pump rotor and reduce the shaft resource.
Наиболее близкий аналог устройства насоса - центробежный насос двустороннего входа ОАО «Ливгидромаш» (патент РФ №95760, МПК F04D 1/00, опубл. 10.07.2010), содержащий корпус насоса с крышкой и кронштейнами, вал, установленный в подшипниковых опорах, размещенных на кронштейнах корпуса, центробежное рабочее колесо двустороннего входа, зафиксированное на валу посредством защитных втулок и стопорных элементов. В качестве стопорных элементов для фиксации защитных втулок на валу в разных вариантах исполнения используются: фигурные шпонки с резьбовыми гайками и стопорными шайбами, или размещенные на лыске вала цилиндрические элементы, резьбовые гайки и стопорные шайбы, или стопорные кольца и установленные на шпонках стопорные втулки, размещенные между защитными втулками и стопорными кольцами, при этом контактирующие между собой торцы защитных втулок и стопорных втулок выполнены под углом относительно их оси вращения.The closest analogue of the pump device is the Livgidromash double-entry centrifugal pump (RF patent No. 95760, IPC F04D 1/00, published July 10, 2010), comprising a pump housing with a cover and brackets, a shaft mounted in bearings located on housing brackets, a double-entry centrifugal impeller, fixed to the shaft by means of protective bushes and locking elements. The following elements are used as locking elements for fixing the protective bushes to the shaft in different versions: figured keys with threaded nuts and lock washers, or cylindrical elements located on the shaft flat, threaded nuts and lock washers, or lock rings and lock bushes mounted on the keys between the protective bushes and the locking rings, while the ends of the protective bushes and the locking bushes contacting each other are made at an angle relative to their axis of rotation.
Недостатком данного насоса также является наличие шпонок и канавок под них, ослабляющих вал ротора, которые являются концентраторами напряжений и с учетом принципиального наличия боковых зазоров в шпоночных соединениях и наличием шпоночных канавок, способствующих усилению вибраций (виброактивности) и шума вращающегося вала насоса.The disadvantage of this pump is the presence of dowels and grooves under them, weakening the rotor shaft, which are stress concentrators and taking into account the principal presence of lateral gaps in the keyed joints and the presence of keyways, which enhance the vibrations (vibration activity) and noise of the pump rotating shaft.
Недостатком такого устройства соединения рабочего колеса с валом является повышенная виброактивность насоса из-за больших зазоров, наличия концентраторов напряжений в местах нахождения шпонок и неизбежных больших величин щелевых уплотнений.The disadvantage of such a device for connecting the impeller to the shaft is the increased vibration activity of the pump due to large gaps, the presence of stress concentrators at the locations of the keys and the inevitable large values of gap seals.
Что касается способа улучшения характеристик насоса посредством его сборки, то известна опубликованная РСТ-заявка WO 2010030802 (МПК F04D 17/02, опубл. 18.03.2010) на способ сборки высокоэффективного многоступенчатого центробежного насоса. Однако указанный способ все же не предназначен для сборки магистрального нефтяного горизонтального центробежного насоса и поэтому не учитывает многие конструктивные особенности такого насоса.As for the method of improving the characteristics of the pump through its assembly, the published PCT application WO 2010030802 (IPC F04D 17/02, published March 18, 2010) on a method for assembling a highly efficient multistage centrifugal pump is known. However, this method is still not intended for the assembly of a horizontal oil centrifugal pump and therefore does not take into account many design features of such a pump.
Также известен способ производства насоса, описанный в патенте Великобритании №1255169 (МПК F04C 19/00, опубл. 01.12.1971), в котором операции механообработки торцов шпунтовых вертикальных поверхностей корпуса и крышки насоса производят за 1 установ.Also known is a method of manufacturing a pump described in UK patent No. 1255169 (IPC F04C 19/00, publ. 12/01/1971), in which the machining operation of the ends of the tongue-and-groove vertical surfaces of the housing and the pump cover is carried out in 1 installation.
И этот указанный способ также не предназначен для сборки одноступенчатого горизонтального центробежного насоса и поэтому не учитывает многие конструктивные особенности такого насоса.And this specified method is also not intended for the assembly of a single-stage horizontal centrifugal pump and therefore does not take into account many design features of such a pump.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Главной общей задачей предлагаемого изобретения является создание центробежного насоса с улучшенными технико-экономическими характеристиками, конкретно с пониженными шумом и вибрациями, повышенными надежностью, ресурсом и КПД посредством ряда объединенных единым изобретательским замыслом конструктивных и технологических усовершенствований в отдельных базовых компонентах насоса.The main general objective of the invention is the creation of a centrifugal pump with improved technical and economic characteristics, specifically with reduced noise and vibration, increased reliability, resource and efficiency through a number of structural and technological improvements combined in a single inventive concept in individual basic components of the pump.
Технический эффект снижения вибраций и увеличения ресурса вала достигается за счет замены шпоночных соединений рабочего колеса с валом ротора установки, а также в местах торцовых уплотнений (изолирующих внутреннюю полость насоса от окружающего пространства) новыми модифицированными цанговыми беззазорными зажимными устройствами, представляющими собой сочетание двух соосных колец с коническими рабочими поверхностями. Кольца смещаются вдоль оси вала относительно друг друга.The technical effect of reducing vibrations and increasing the shaft resource is achieved by replacing the key connections of the impeller with the rotor shaft of the installation, as well as in the places of mechanical seals (isolating the internal cavity of the pump from the surrounding space) with new modified collet-free gapless clamping devices, which are a combination of two coaxial rings with conical work surfaces. The rings are displaced along the axis of the shaft relative to each other.
Технический эффект усовершенствованной конструкции насоса достигается тем, что между корпусом и крышкой насоса установлен ротор, состоящий из вала и лопастного рабочего колеса, при этом рабочее колесо посажено на вал посредством двухстороннего цангового зажимного устройства с коническими втулками и винтами, а торцовые уплотнения ротора посажены на вал с помощью односторонних цанговых зажимных устройств с коническими втулками и винтами.The technical effect of the improved pump design is achieved by the fact that a rotor consisting of a shaft and a blade impeller is installed between the pump casing and the cover, while the impeller is seated on the shaft by means of a double-sided collet clamping device with tapered bushings and screws, and the rotor mechanical seals are mounted on the shaft using single-sided collet chucks with tapered bushings and screws.
Также ротор насоса установлен во внешних по отношению к корпусу насоса консольных опорах подшипников качения двух типов: сферического двухрядного роликового подшипника, воспринимающего осевую нагрузку вала насоса, и «плавающего» тороидального роликоподшипника, оба подшипника установлены на валу на конических стяжных втулках с осевым разрезом.The pump rotor is also installed in the cantilever bearings of two types of cantilever bearings external to the pump body: a spherical double-row roller bearing that receives the axial load of the pump shaft, and a “floating” toroidal roller bearing, both bearings are mounted on the shaft on tapered shrink sleeve with axial section.
Все соединения корпусов скреплены в том числе парами съемных конических штифтов с резьбовыми концами.All connections of the housings are fastened, including pairs of removable conical pins with threaded ends.
Технический эффект способа улучшения характеристик агрегата достигается тем, что техпроцесс высокоточной и практически беззазорной сборки насоса состоит из последовательности следующих приемов: перед сборкой насоса в литом корпусе насоса и в литой крышке корпуса насоса производят базирующую шлифовку посадочных поверхностей «лап» корпуса насоса и плоскостей разъемов - общей горизонтальной плоскости корпуса и крышки и вертикальных привалочных плоскостей вокруг отверстий для вала ротора для установа корпусов подшипниковых узлов. Для расточки с одного установа на расточном станке отверстий под кольца регулировки осевых зазоров ротора в корпусе, отверстий щелевых уплотнений рабочего колеса и отверстий для подшипников в корпусах подшипниковых узлов производят между корпусом насоса и крышкой корпуса насоса и сквозь пустые корпусы подшипниковых узлов предварительную установку борштанги с расточными резцами регулируемых вылетов и затем производят соединение корпуса и крышки насоса шпильками и двумя съемными коническими штифтами с резьбовыми концами по горизонтальной плоскости своего разъема и соединение пустых корпусов подшипниковых узлов винтами и парами съемных конических штифтов с резьбовыми концами по вертикальным плоскостям разъемов с корпусом и крышкой корпуса насоса. После расточки отверстий с одного установа производят разъединение всех корпусов и крышки со съемом всех съемных конических штифтов. Независимо от операции расточки с одного установа производят сборку ротора насоса из вала, рабочего колеса и двух фасонных втулок на валу, участвующих в формировании проточной части насоса, с использованием двухстороннего цангового зажимного соединения с коническими втулками и винтами и с помощью приспособления в виде трубы точной мерной длины для точного определения местоположения рабочего колеса на валу, далее производят установку и крепление фасонных втулок с двух сторон от цангового зажимного устройства. Потом производят установ ротора с предварительно надетыми на его вал кольцами регулировки осевых зазоров в корпус насоса без крышки и выравнивание зазоров между рабочим колесом и кольцами с осевой фиксацией вала относительно корпуса насоса, например, с помощью технологических прокладок. Независимо от установа ротора в корпусе насоса отдельно собирают два подшипниковых узла со сферическим двухрядным роликовым подшипником, воспринимающим осевую нагрузку, и с тороидальным роликоподшипником, «плавающим» и поэтому не воспринимающим осевую нагрузку. Далее следует регулировочный монтаж и после этого демонтаж подшипникового узла со сферическим двухрядным роликовым подшипником на вал ротора и на корпус насоса для обеспечения практического сведения к нулю зазора между привалочными плоскостями корпуса подшипникового узла и корпуса насоса за счет соответствующего уменьшения толщины компенсаторного кольца. Перед окончательным креплением крышки насоса к корпусу насоса с использованием шпилек и конических штифтов удаляют фиксирующие технологические прокладки из осевых зазоров вала относительно корпуса. После крепления крышки насоса к корпусу насоса производят монтаж торцовых уплотнений между валом ротора и собранным корпусом насоса, крепление торцовых уплотнений на корпусе, например, шпильками, а на валу односторонним цанговым беззазорным зажимным соединением с конической втулкой и винтами. В конце сборки насоса производят окончательный монтаж подшипниковых узлов на собранный корпус насоса с использованием конических стяжных втулок между подшипниками и валом и установку радиальных зазоров между ротором и корпусом насоса, в том числе щелевых уплотнений, за счет повторного использования съемных конических штифтов между корпусами подшипниковых узлов и насоса.The technical effect of the method for improving the characteristics of the unit is achieved by the fact that the manufacturing process of a high-precision and practically clearance-free pump assembly consists of a sequence of the following methods: before assembling the pump in the molded pump housing and in the molded cover of the pump housing, baseline grinding of the landing surfaces of the "paws" of the pump housing and the connector planes is performed - the total horizontal plane of the housing and the cover and vertical mating planes around the holes for the rotor shaft for mounting the bearing housing. For boring from one installation on the boring machine, holes for rings for adjusting axial clearance of the rotor in the housing, holes for slotted seals of the impeller and holes for bearings in the housings of the bearing assemblies, pre-installation of the boring bar with boring through the empty housings of the bearing assemblies cutters adjustable flights and then make the connection of the pump housing and cover with studs and two removable conical pins with threaded ends horizontally Flax plane of the connector and its connection empty shells bearing assemblies of screws and removable pairs of conical pins with threaded ends along vertical planes connectors with the housing and the cover of the pump housing. After boring the holes from one installation, all the housings and the cover are disconnected with all removable conical pins removed. Regardless of the boring operation, from one installation, the pump rotor is assembled from the shaft, the impeller and two shaped sleeves on the shaft participating in the formation of the pump flow path, using a double-sided collet clamping connection with tapered bushings and screws and using a precision measuring device in the form of a pipe lengths for accurate location of the impeller on the shaft, then install and fasten the shaped bushings on both sides of the collet chuck. Then, the rotor is installed with the axial clearance adjustment rings previously mounted on its shaft in the pump housing without a cover and the clearances are aligned between the impeller and the rings with axial shaft fixing relative to the pump housing, for example, using technological gaskets. Regardless of the installation of the rotor in the pump casing, two bearing units are assembled separately with a spherical double-row roller bearing that accepts axial load, and with a toroidal roller bearing that "floats" and therefore does not accept axial load. This is followed by adjustment mounting and after this dismantling of the bearing assembly with a spherical double-row roller bearing on the rotor shaft and on the pump housing to ensure that the clearance between the mating planes of the bearing housing and the pump housing is practically zero due to a corresponding reduction in the thickness of the expansion ring. Before final fastening of the pump cover to the pump casing, using studs and conical pins, fixing technological pads are removed from the axial clearances of the shaft relative to the casing. After attaching the pump cover to the pump casing, mechanical seals are installed between the rotor shaft and the assembled pump casing, the mechanical seals are mounted on the casing, for example, with studs, and on the shaft with a one-sided collet, clearance-free clamp connection with a conical sleeve and screws. At the end of the pump assembly, the final assembly of the bearing assemblies is carried out on the assembled pump housing using tapered shrink sleeves between the bearings and the shaft and the installation of radial clearances between the rotor and the pump housing, including slotted seals, due to the reuse of removable conical pins between the bearing housing and pump.
Соединение крышки и корпуса насоса предпочтительно надежно и беззазорно уплотнять или герметизировать жидкой прокладкой (анаэробным герметиком) с ожиданием окончания полной полимеризации герметика. Герметик полимеризуется при отсутствии воздуха между беззазорными металлическими поверхностями, сжатыми силами затяжки шпилек. Исходный жидкий мономер трансформируется в полимер герметика от силы сжатия, но без воздуха в течение 1…2 суток и далее надежно держит уплотнение стыка в эксплуатационных условиях высоких перепадов давлений.The connection of the cover and the pump casing is preferably reliably and gaplessly sealed or sealed with a liquid gasket (anaerobic sealant) with the expectation of the complete polymerization of the sealant. The sealant is polymerized in the absence of air between the gapless metal surfaces, compressed by the forces of tightening the studs. The initial liquid monomer is transformed into a sealant polymer by compression force, but without air for 1 ... 2 days and then reliably holds the joint seal under operating conditions of high pressure drops.
Перечень чертежейList of drawings
Фиг.1 - общий боковой разрез насоса;Figure 1 - General side section of the pump;
Фиг.2 - разрез двухстороннего модифицированного (сглаженные края кромок) беззазорного зажимного устройства посадки рабочего колеса насоса на вал;FIG. 2 is a sectional view of a double-sided modified (smoothed edge edges) clearance-free clamping device for mounting the pump impeller on the shaft;
Фиг.3 - сечение зажимного устройства по зажимным винтам;Figure 3 - cross section of the clamping device for clamping screws;
Фиг.4 - сечение зажимного устройства по винтам с обратной стороны исключительно для крепления соответствующей фасонной втулки;Figure 4 - cross section of the clamping device on the screws on the reverse side solely for mounting the corresponding shaped sleeve;
Фиг.5 - вид на зажимное устройство со стороны зажимных винтов;5 is a view of the clamping device from the clamping screws;
Фиг.6 - одностороннее модифицированное (сглаженные края кромок) беззазорное зажимное устройство одного из двух торцовых уплотнений вала;6 is a one-sided modified (smooth edges of the edges) clearance-free clamping device of one of the two mechanical shaft seals;
Фиг.7 - демонтаж одной конической втулки двухстороннего зажимного устройства;Fig. 7 - dismantling of one conical sleeve of a double-sided clamping device;
Фиг.8 - демонтаж второй конической втулки двухстороннего зажимного устройства;Fig. 8 - dismantling of a second conical sleeve of a double-sided clamping device;
Фиг.9 - демонтаж конической втулки одностороннего зажимного устройства.Fig.9 - the dismantling of the conical sleeve of a single-sided clamping device.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фигурах в общей нумерацией позиций отмечены следующие значимые узлы и детали укрупненно. Самые значимые узлы и детали насоса укрупненно: литой корпус 1 с двумя полуспиральными подводами и двуспиральным отводом и литая крышка 2 корпуса насоса (с общей горизонтальной плоскостью разъема по общей центральной плоскости симметрии отверстий для ротора насоса), ротор насоса из отбалансированных и механообработанных вала 3 и рабочего колеса 4, двухстороннее цанговое зажимное устройство 5 рабочего колеса на валу, две фасонные втулки 6 на вал для формирования проточной части насоса, торцовые уплотнения 7, односторонние цанговые зажимные устройства 8 торцовых уплотнений на валу, два разных подшипника качения: сферический двухрядный роликовый подшипник 9 и тороидальный роликоподшипник 10, конические стяжные втулки 11, 12 под подшипники, корпусы трубчатого типа 13, 14 подшипниковых узлов (консольных опор).In the figures, in the general numbering of positions, the following significant units and details are enlarged. The most significant components and parts of the pump are enlarged: a molded case 1 with two half-spiral inlets and a double-spiral outlet and a molded cover 2 of the pump body (with a common horizontal plane of the connector along the common central plane of symmetry of the holes for the pump rotor), the pump rotor from balanced and machined shaft 3 and impeller 4, double-sided
Цанговое беззазорное соединение вала со ступицей применяют для надежной посадки деталей машин без использования шпонок или шлицов. Крутящий момент, передаваемый фрикционным соединением, значительно выше момента, передаваемого шпонкой. Преимущества такого соединения: Простота монтажа. Для монтажа используются только стандартные ключи, не нужен нагрев и прессование. Экономия материала. Из-за отсутствия ослабления вала шпоночным пазом возможно уменьшение диаметра вала. Подходит для высокоскоростных приводов. Имеет точную центровку и балансировку. Нечувствительно к загрязнениям. Отсутствуют концентраторы напряжения. Коррозионная и химическая стойкость.A collet-free gap-free connection of the shaft with the hub is used to securely fit machine parts without the use of dowels or splines. The torque transmitted by the friction joint is significantly higher than the torque transmitted by the key. The advantages of such a connection: Easy installation. For installation, only standard keys are used; heating and pressing are not necessary. Material saving. Due to the absence of a weakening of the shaft with a keyway, a reduction in the diameter of the shaft is possible. Suitable for high speed drives. It has precise alignment and balancing. It is insensitive to pollution. There are no voltage concentrators. Corrosion and chemical resistance.
Для беззазорного прочного соединения рабочего колеса с валом применен зажимной элемент, состоящий из трех основных деталей: центрального кольца, в которое силой затяжки винтов втягиваются одинаковые боковые кольца, при этом конические поверхности колец прижимаются к коническим поверхностям кольца. Центральное кольцо и боковые кольца контактируют по коническим поверхностям. Соединение является самоцентрирующимся относительно оси вращения и представляет собой легко монтируемое соединение с натягом. Соединение передает значительные вращающие моменты и осевые силы. Снижение изгибных вибраций вала ротора достигается заменой шпоночных соединений рабочего колеса насоса с валом ротора регулируемым соединением с натягом. Устройство состоит из двух одинаковых деталей с внутренней цилиндрической поверхностью и наружной конической поверхностью. При завинчивании винтов детали сближаются вдоль оси вала и взаимодействуют с внутренними коническими поверхностями. В результате наружный диаметр цилиндрической поверхности детали увеличивается, а внутренние цилиндрические поверхности деталей уменьшаются. Создается натяг. Силы трения на рабочих поверхностях в отверстии «а» рабочего колеса и вала ротора обеспечиваются нормальным давлением, которое создается натягом (разностью диаметров) на рабочих поверхностях в результате осевого сближения деталей. В результате создается натяг и возможность передачи этим соединением большого вращающего момента и осевой силы трением между валом и рабочим колесом, рабочее колесо прочно соединяется с валом. Для снижения концентрации напряжений смятия образующая внутренней цилиндрической поверхности внутреннего кольца на участках в районе торцов выполнена криволинейной второго порядка.For a gapless strong connection of the impeller with the shaft, a clamping element is used, consisting of three main parts: a central ring into which identical side rings are pulled by the tightening force of the screws, while the conical surfaces of the rings are pressed against the conical surfaces of the ring. The central ring and side rings contact on conical surfaces. The connection is self-centering relative to the axis of rotation and is an easily mounted interference fit. The joint transmits significant torques and axial forces. Reducing the bending vibrations of the rotor shaft is achieved by replacing the keyed joints of the pump impeller with the rotor shaft with an adjustable interference fit. The device consists of two identical parts with an inner cylindrical surface and an outer conical surface. When tightening the screws, the parts come together along the axis of the shaft and interact with the internal conical surfaces. As a result, the outer diameter of the cylindrical surface of the part increases, and the inner cylindrical surfaces of the parts decrease. A tightness is created. The friction forces on the working surfaces in the hole "a" of the impeller and rotor shaft are provided by normal pressure, which is created by interference (diameter difference) on the working surfaces as a result of axial convergence of the parts. The result is an interference fit and the possibility of transmission of a large torque and axial force by friction between the shaft and the impeller, the impeller is firmly connected to the shaft. To reduce the concentration of shear stresses, the generatrix of the inner cylindrical surface of the inner ring in sections near the ends is made curvilinear of the second order.
На торцах фасонных втулок выполнены радиальные пазы, в которые входят головки винтов зажимного устройства, обеспечивая тем самым соединение фасонных втулок с зажимным устройством в окружном направлении Для крепления фасонных втулок к зажимному элементу в его сквозные резьбовые отверстия с противоположной стороны вставлены еще несколько (не менее двух) винтов по симметричной схеме.Radial grooves are made at the ends of the shaped bushings, into which the screw heads of the clamping device enter, thereby providing a connection of the shaped bushings with the clamping device in the circumferential direction. To fasten the shaped bushings to the clamping element, several more (at least two) are inserted into its through threaded holes on the opposite side ) screws in a symmetrical pattern.
Ступица рабочего колеса соединена с валом ротора достаточно просто монтируемым коническим беззазорным соединением с натягом. Затягивая винты, сближают две конические втулки, имеющие конические поверхности на наружном диаметре и цилиндрические поверхности на внутреннем диаметре.The impeller hub is connected to the rotor shaft with a rather simple mounted conical backlashless interference fit. Tightening the screws, bring together two conical bushings having conical surfaces on the outer diameter and cylindrical surfaces on the inner diameter.
Для возможности демонтажа этого соединения предусмотрены отжимные резьбовые отверстия. Для увеличения радиальной податливости деталей выполнен радиальный разрез.For the possibility of dismantling this connection, squeezing threaded holes are provided. To increase the radial compliance of the parts, a radial section is made.
Фасонные втулки одеты на вал ротора по переходной посадке. Поверхность этих втулок на наружном диаметре формирует геометрию проточной части насоса. Одним торцом втулки поджимаются к торцу зажимного устройства с головками винтов, которые входят в пазы на торце втулки.Shaped bushings are dressed on the rotor shaft for transition landing. The surface of these bushings on the outer diameter forms the geometry of the flow part of the pump. One end of the sleeve is pressed against the end of the clamping device with screw heads that enter the grooves on the end of the sleeve.
Торцовые уплотнения крепятся на валу с помощью втулок и гильз, несущих подвижные кольца торцового уплотнения. Гильзы соединены со втулками трением благодаря коническим поверхностям односторонних цанговых зажимных устройств, стянутых винтами. Неподвижные кольца торцового уплотнения поджимаются к подвижным кольцам пружинами (исходно пружины сжаты и зафиксированы клипсами) и соединены с корпусом насоса с помощью втулки, штифта и цилиндрического корпуса, соединенного с корпусом насоса полукольцами и шпильками.Mechanical seals are mounted on the shaft with bushings and sleeves bearing movable mechanical seal rings. The sleeves are connected to the bushings by friction due to the conical surfaces of the single-sided collet clamping devices tightened with screws. Fixed rings of the mechanical seal are pressed against the movable rings by springs (initially the springs are compressed and fixed with clips) and connected to the pump casing by means of a sleeve, a pin and a cylindrical casing connected to the pump casing by half rings and studs.
Подробный монтаж насосаDetailed installation of the pump
Перед монтажом насоса выполнить расточку борштангой на расточном станке отверстий в корпусах с одного установа (при расточке указанных отверстий пустые корпусы подшипников должны быть закреплены на корпусе насоса винтами и заштифтованы парами съемных конических штифтов).Before mounting the pump, boring with a boring bar on the boring machine of the holes in the housings from one installation (when boring the indicated holes, empty bearing housings should be fixed to the pump housing with screws and bolted in pairs of removable conical pins).
Далее вал ротора соединить с рабочим колесом с помощью двухстороннего зажимного цангового соединения с коническими втулками и винтами. Положение рабочего колеса относительно вала обеспечить с помощью приспособления в виде трубы точной мерной длины с диском и с отверстиями под винт на конце. При монтаже рабочего колеса трубу надеть на вал до упора диска в торец вала и через отверстие в диске прикрепить к торцу вала винтом. Затяжку винтов цангового соединения произвести в три обхода моментами 0,3 Тзат., 0,7 Тзат. и Тзат.Next, connect the rotor shaft to the impeller using a double-sided clamp collet connection with tapered bushings and screws. The position of the impeller relative to the shaft is ensured by means of a device in the form of a pipe of an exact measured length with a disk and with screw holes at the end. When mounting the impeller, put the pipe on the shaft until the disk stops against the shaft end and fasten it to the shaft end with a screw through the hole in the disk. Tighten the collet connection screws in three bypasses with moments of 0.3 Tzat., 0.7 Tzat. and tzat.
Со стороны, противоположной основным винтам цангового соединения, установить фальшвинты для соединения рабочего колеса с фасонной втулкой.From the side opposite to the main screws of the collet connection, install the false screws for connecting the impeller to the shaped sleeve.
Установить фасонные втулки с двух сторон рабочего колеса, закрепить их гайками и законтрить гайки.Install the shaped bushings on both sides of the impeller, fix them with nuts and lock the nuts.
Опустить вал с предварительно надетыми на него кольцами (центрирующими прокладками) в корпус насоса и установить кольца в пазах корпуса.Lower the shaft with the rings (centering gaskets) previously mounted on it into the pump housing and install the rings in the grooves of the housing.
Смещением вала вдоль оси добиться равенства зазоров между рабочим колесом и кольцами, в эти зазоры вставить технологические прокладки (калибры) для осевой фиксации вала относительно корпуса насоса.By shifting the shaft along the axis, to achieve equality of the gaps between the impeller and the rings, insert technological pads (gauges) into these gaps for axial fixing of the shaft relative to the pump casing.
Отдельно на монтажном столе собрать два подшипниковых узла. При сборке подшипникового узла со сферическим двухрядным роликовым подшипником в корпус для подшипника вставить подшипник и закрепить его фальшкрышкой. Аналогично собрать другой подшипниковый узел с тороидальным роликоподшипником.Separately, assemble two bearing units on the mounting table. When assembling the bearing assembly with a spherical double-row roller bearing, insert the bearing into the bearing housing and fasten it with a false cover. Similarly, assemble another bearing assembly with a toroidal roller bearing.
На вал ротора с двух сторон надеть маслоотражательные диски, латунные уплотнительные втулки (могут быть с винтовыми уплотнениями) и компенсаторные кольца (на фигурах не показаны).On both sides of the rotor shaft, put on oil disks, brass sealing sleeves (can be with screw seals) and expansion rings (not shown in the figures).
Надеть на вал подшипниковый узел, вставить в подшипник коническую втулку (из комплекта подшипника) и закрепить гайкой. Установить винты для соединения корпуса для подшипника с корпусом насоса. Заворачивая эти винты «от руки» и используя монтажные прокладки, добиться параллельности привалочных плоскостей корпусов подшипника и насоса. Замерить щупом величину зазора между привалочными плоскостями корпусов подшипника и насоса. Демонтировав подшипниковый узел, снять кольцо и уменьшить его толщину на величину зазора, что позволит при окончательной сборке обеспечить скорректированный зазор между привалочными плоскостями корпусов подшипника и насоса близким к нулю.Slide the bearing assembly onto the shaft, insert the tapered sleeve (from the bearing kit) into the bearing and fasten it with a nut. Install the screws to connect the bearing housing to the pump housing. Turning these screws “by hand” and using mounting gaskets, achieve parallelism of the mating planes of the bearing and pump housings. Measure with a feeler gauge the clearance between the mating planes of the bearing and pump housings. After dismantling the bearing assembly, remove the ring and reduce its thickness by the amount of clearance, which will allow for the final assembly to provide an adjusted clearance between the bearing planes of the bearing and pump housings close to zero.
Удалить технологические прокладки из осевых (боковых) зазоров.Remove process gaskets from axial (side) clearances.
Произвести установку крышки насоса на корпус насоса. Для этого, смазав контактирующие поверхности стыка жидкой прокладкой (анаэробным герметиком-мономером), плавно опустить крышку насоса на корпус насоса, установить штифты и закрепить ее на корпусе, заворачивая гайки в несколько обходов. Следить, чтобы при опускании крышки выступы колец оказались в ответных пазах крышки насоса. Оставить конструкцию в покое на время, достаточное для полимеризации герметика.Install the pump cover on the pump housing. To do this, after lubricating the contact surfaces of the joint with a liquid gasket (anaerobic sealant-monomer), gently lower the pump cover onto the pump casing, install the pins and fix it on the casing, tightening the nuts in several rounds. Make sure that when lowering the cover, the protrusions of the rings are in the mating grooves of the pump cover. Leave the structure alone for a time sufficient to cure the sealant.
Смонтировать торцовые уплотнения, установив их так, чтобы одно из отверстий для промывки торцового уплотнения было обращено в сторону верхнего отверстия в крышке насоса. Закрепить торцовое уплотнение на корпусе насоса шпильками и на валу в осевом направлении односторонним зажимным цанговым соединением. Демонтировать клипсы пружин торцовых уплотнений.Mount the mechanical seals by installing them so that one of the holes for flushing the mechanical seal faces the upper hole in the pump cover. Secure the mechanical seal on the pump housing with studs and on the shaft axially with a one-way clamp collet. Remove the clips from the mechanical seal springs.
Установить подшипниковый узел на вал, предварительно надев кольцо, втулку и компенсаторное кольцо (не показаны). Установить между подшипником и валом коническую стяжную втулку, затянуть гайку нормированным моментом и законтрить ее. Завернуть винты «от руки» и, используя монтажный винт, совместить отверстия под штифты в корпусе подшипника с ответными отверстиями в корпусе насоса. Установить конические штифты, затянуть и законтрить винты.Install the bearing assembly on the shaft, having previously put on the ring, sleeve and expansion ring (not shown). Install a conical shrink sleeve between the bearing and the shaft, tighten the nut with the rated torque and lock it. Tighten the screws “by hand” and, using the mounting screw, align the holes for the pins in the bearing housing with the counter holes in the pump housing. Install the taper pins, tighten and lock the screws.
Снять фальшкрышку и на ее место установить крышку. Подбором толщины прокладки добиться отсутствия осевого люфта подшипника относительно своего корпуса.Remove the cover and place the cover in its place. By choosing the thickness of the gasket, to ensure the absence of axial play of the bearing relative to its housing.
При установке опоры с тороидальным роликоподшипником прилегание фланцев корпуса подшипника и насоса будет обеспечено за счет осевой подвижности колец роликоподшипника. Но для оптимизации условий его работы следует совместить плоскости торцов наружного и внутреннего колец, что следует обеспечить подбором толщины компенсаторного кольца (не показан). Для этого установить и закрепить подшипниковый узел на корпусе насоса, затянув болты «от руки», установить коническую стяжную втулку в подшипник и затянуть гайку. Замерить взаимное смещение наружного и внутреннего колец подшипника и на величину этого смещения скорректировать толщину компенсаторного кольца. После этого окончательно установить и закрепить подшипниковый узел.When installing a support with a toroidal roller bearing, the fit of the flanges of the bearing housing and pump will be ensured by the axial mobility of the rings of the roller bearing. But to optimize the conditions of its operation, it is necessary to combine the planes of the ends of the outer and inner rings, which should be ensured by the selection of the thickness of the expansion ring (not shown). To do this, install and fix the bearing assembly on the pump housing by tightening the bolts “by hand”, install the tapered shrink sleeve in the bearing and tighten the nut. Measure the mutual displacement of the outer and inner rings of the bearing and correct the thickness of the expansion ring by the value of this displacement. After that, finally install and secure the bearing assembly.
Проверить свободу вращения вала в собранном насосе.Check freedom of rotation of the shaft in the assembled pump.
Сборка насоса закончена. В случае необходимости можно заменять подшипники и торцовые уплотнения ротора вала без разъединения крышки и корпуса насоса.Pump assembly complete. If necessary, bearings and mechanical seals of the shaft rotor can be replaced without disconnecting the cover and pump housing.
Пример оценки преимуществ способа улучшения характеристик насоса.An example of assessing the benefits of a method for improving pump performance.
Предварительные испытания опытных образцов насоса и экспертные оценки показали следующие относительные величины влияния предлагаемых технических решений, в первую очередь на снижение вибраций насоса, представленные в таблице.Preliminary tests of prototypes of the pump and expert estimates showed the following relative values of the impact of the proposed technical solutions, primarily on the reduction of pump vibrations, presented in the table.
В результате будут значительно улучшены характеристики насоса (его виброактивность существенно снижена, ресурс увеличен), а следовательно, выполнена основная задача изобретения.As a result, the characteristics of the pump will be significantly improved (its vibration activity is significantly reduced, the resource is increased), and therefore, the main objective of the invention is fulfilled.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150132/06A RU2487272C1 (en) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150132/06A RU2487272C1 (en) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011150132A RU2011150132A (en) | 2013-06-20 |
RU2487272C1 true RU2487272C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48785016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011150132/06A RU2487272C1 (en) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487272C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106321504A (en) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 扬州大学 | Axial-flow pump impeller with centering and fastening functions and real-time monitoring method thereof |
RU2742704C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-02-09 | Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» | Centrifugal pump keyless rotor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010030802A2 (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-18 | Pentair Pump Group, Inc. | High-efficiency, multi-stage centrifugal pump and method of assembly |
US20100098531A1 (en) * | 2006-10-10 | 2010-04-22 | Grundfos Management A/S | Multistage pump assembly |
RU95760U1 (en) * | 2010-02-16 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") | CENTRIFUGAL BILATERAL PUMP PUMP |
RU106680U1 (en) * | 2010-10-05 | 2011-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения" ОАО "ВНИИАЭН" | CENTRIFUGAL PUMP WITH TWO-SIDED INPUT WHEEL |
-
2011
- 2011-12-09 RU RU2011150132/06A patent/RU2487272C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100098531A1 (en) * | 2006-10-10 | 2010-04-22 | Grundfos Management A/S | Multistage pump assembly |
WO2010030802A2 (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-18 | Pentair Pump Group, Inc. | High-efficiency, multi-stage centrifugal pump and method of assembly |
RU95760U1 (en) * | 2010-02-16 | 2010-07-10 | Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") | CENTRIFUGAL BILATERAL PUMP PUMP |
RU106680U1 (en) * | 2010-10-05 | 2011-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения" ОАО "ВНИИАЭН" | CENTRIFUGAL PUMP WITH TWO-SIDED INPUT WHEEL |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106321504A (en) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 扬州大学 | Axial-flow pump impeller with centering and fastening functions and real-time monitoring method thereof |
CN106321504B (en) * | 2016-09-23 | 2019-03-05 | 扬州大学 | A method of it takes into account to neutralization fastener shaft stream impeller of pump and it is monitored in real time |
RU2742704C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-02-09 | Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» | Centrifugal pump keyless rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011150132A (en) | 2013-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2484305C1 (en) | Main oil electric pump unit, and method for improvement of unit characteristics | |
US3861825A (en) | Multistage pump and manufacturing method | |
RU2529979C1 (en) | Horizontal multistage composite rotary pump unit and method of its assembly | |
GB2463453A (en) | Turbocharger rotor assembly | |
KR20080024486A (en) | Radial compressor | |
RU2485352C1 (en) | Oil delivery rotary pump with rotor running in antifriction bearings and method of improving pump performances | |
CN103225624A (en) | Double-casing symmetric type radial subdivision multiple-stage centrifugal pump | |
JP2019173845A (en) | Shaft coupling and rotating device comprising shaft coupling | |
RU2487272C1 (en) | Rotary pump with gap-free attachment of impeller and end seals to rotor shaft and method of improving pump performances | |
CN110985402A (en) | Small-flow ultrahigh-lift pitot tube pump | |
US20170306982A1 (en) | Split Casing Cavitation Generator | |
CN109209994B (en) | Rotor blade locking device | |
RU2484304C1 (en) | Main electric pump unit with attachments to frame with use of built supports, and method for improvement of unit characteristics | |
RU2317445C1 (en) | Submersible multistage modular centrifugal pump | |
CN209743041U (en) | Novel gas turbine rotor | |
RU2742704C1 (en) | Centrifugal pump keyless rotor | |
CN219672906U (en) | Multipurpose double-suction centrifugal pump for energy recovery | |
TWI675155B (en) | Cover quick releasable coupling | |
CN109654024B (en) | Double-shell axial split type ultrahigh pressure coke cutting water pump | |
RU39658U1 (en) | TURBOMOLECULAR PUMP | |
RU2357105C2 (en) | Bearing support of vane pump | |
RU2520777C1 (en) | Pump rotor alignment with housing at main line pump unit mid-life repair | |
RU2484256C1 (en) | Method of assembly of steam turbine with forced centering of half-couplings | |
CN117189616A (en) | Long life cycle's multistage pump of opening in middle | |
CN102493962A (en) | Convenient disassembly type motor extension shaft for pump |