RU2618777C2 - Two-stage electrically driven pump unit - Google Patents
Two-stage electrically driven pump unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618777C2 RU2618777C2 RU2015137814A RU2015137814A RU2618777C2 RU 2618777 C2 RU2618777 C2 RU 2618777C2 RU 2015137814 A RU2015137814 A RU 2015137814A RU 2015137814 A RU2015137814 A RU 2015137814A RU 2618777 C2 RU2618777 C2 RU 2618777C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- cage
- ena
- rotor
- impellers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/06—Multi-stage pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/0606—Canned motor pumps
- F04D13/0626—Details of the can
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано как электронасосный агрегат (ЭНА) в составе систем терморегулирования (СТР) самолетов и космических аппаратов (КА).The invention relates to mechanical engineering hydraulics and can be used as an electric pump unit (ENA) as a part of thermal control systems (STR) of airplanes and spacecraft (SC).
Известен многоступенчатый электронасосный агрегат (ЭНА), содержащий корпус, электродвигатель, три рабочих колеса и направляющие движениия жидкости устройства, размещенные между ними (Малюшенко В.В. Динамические насосы. - М.: Машиностроение, 1984, лист 49, рис. 124).Known multi-stage electric pump unit (ENA), comprising a housing, an electric motor, three impellers and fluid guiding devices placed between them (V. Malyushenko Dynamic pumps. - M .: Mechanical Engineering, 1984, sheet 49, Fig. 124).
Недостатком этого ЭНА является секционная конструкция, что приводит к наличию большого числа уплотнений между внутренней полостью и атмосферой, повышению вероятности утечек жидкости, к снижению КПД, надежности, повышению массы.The disadvantage of this ENA is the sectional design, which leads to the presence of a large number of seals between the internal cavity and the atmosphere, an increase in the probability of fluid leaks, to a decrease in efficiency, reliability, and an increase in mass.
Известен также ЭНА (патент RU №2042053), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленную в нем и контактирующую с ним своей наружной цилиндрической поверхностью обойму, в расточке которой размещены электродвигатель и n (n=2) рабочих колес, а также контактирующие с ее внутренней цилиндрической поверхностью втулки с полостями для размещения рабочих колес и диафрагмы между втулками, расположенные в обойме n-1 переводных каналов, сообщающих выход каждого предыдущего и вход в каждое последующее рабочее колесо.Also known is ENA (patent RU No. 2042053), comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a ferrule in it and a ferrule in contact with it with its outer cylindrical surface, in the bore of which an electric motor and n (n = 2) impellers are placed, as well as in contact with its inner cylindrical surface of the sleeve with cavities for placing the impellers and the diaphragm between the bushings, located in the holder n-1 translated channels, reporting the output of each previous and the entrance to each subsequent impeller.
Недостатками указанного ЭНА являются: пониженные КПД, надежность, повышенная масса.The disadvantages of this ENA are: reduced efficiency, reliability, increased weight.
Причинами этого являются:The reasons for this are:
1. 3начительные радиальные габариты и масса ЭНА, вызванные значительной толщиной обоймы, которая складывается из глубины винтовой канавки и толщины стенки между дном канавки и расточкой обоймы. Первая составляющая определяется исходя из сечения винтовой канавки, которое, в свою очередь, определяется расходом ЭНА и соответственно не может быть произвольно уменьшено. Вторая составляющая определяется условием прочности детали при обработке, и ее величина также не может быть снижена более определенного значения, при достижении которого может начаться деформация материала обоймы при фрезеровании винтовой канавки.1. The significant radial dimensions and mass of the ENA caused by the significant thickness of the cage, which is the sum of the depth of the helical groove and the wall thickness between the bottom of the groove and the bore of the cage. The first component is determined based on the cross section of the helical groove, which, in turn, is determined by the flow rate of the ENA and, accordingly, cannot be arbitrarily reduced. The second component is determined by the condition of the strength of the part during processing, and its value also cannot be reduced to more than a certain value, upon reaching which deformation of the cage material can begin when milling a helical groove.
2. Сложность конструкции, в том числе из-за наличия контроля зазоров между втулками, диафрагмой и рабочими колесами, который может быть осуществлен через отверстия в обойме, специально выполненные для этой цели.2. The complexity of the design, including due to the presence of control of the gaps between the bushings, the diaphragm and the impellers, which can be carried out through holes in the cage, specially made for this purpose.
В качестве прототипа выбран «Многоступенчатый электронасосный агрегат» (патент RU №2369777), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленную в нем и контактирующую с ним своей наружной цилиндрической поверхностью обойму, в расточке которой размещены электродвигатель и n [n=2, 3 и т.д.] рабочих колес, а также контактирующие с ее внутренней цилиндрической поверхностью втулки с полостями для размещения рабочих колес и диафрагмы между втулками, расположенные в обойме n-1 переводных каналов, сообщающих выход каждого предыдущего и вход в каждое последующее рабочее колесо.As a prototype, “Multistage electric pump unit” (patent RU No. 2369777) was selected, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a cage in contact with it and its outer cylindrical surface, the bore of which contains an electric motor and n [n = 2, 3 etc.] of the impellers, as well as bushings in contact with its inner cylindrical surface, with cavities for accommodating the impellers and the diaphragm between the bushings, located in the holder of n-1 transfer channels communicating the output of each previous and input d in each subsequent impeller.
В прототипе переводные каналы выполнены в виде сквозных пазов между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями обоймы, в расточке выполнен упор для одной из крайних втулок, а фиксаторы углового положения выполнены в виде штифтов, размещенных во втулках, диафрагмах и упоре расточки обоймы, при этом штифты размещены внутри внутренней цилиндрической поверхности обоймы.In the prototype, the transfer channels are made in the form of through grooves between the inner and outer cylindrical surfaces of the cage, a stop for one of the extreme bushings is made in the bore, and the angular position locks are made in the form of pins placed in the bushes, diaphragms and the stop of the bore of the cage, while the pins are placed inside the inner cylindrical surface of the cage.
Недостаток прототипа заключается в недостаточно высокой надежности, низком КПД, в сложности устройства и повышенной массе (в том числе из-за применения в его составе двух втулок), недостаточно широкие условия применения.The disadvantage of the prototype is not sufficiently high reliability, low efficiency, the complexity of the device and the increased mass (including due to the use of two bushings in its composition), insufficiently wide conditions of use.
Задачи предложенного технического решения: повышение надежности, увеличение КПД, упрощение конструкции, уменьшение массы, расширение условий применения ЭНА.The objectives of the proposed technical solution: improving reliability, increasing efficiency, simplifying the design, reducing weight, expanding the conditions for using ENA.
Задачи решаются за счет того, что двуступенчатый электронасосный агрегат (ЭНА), содержит входной и выходной патрубки; и два ЭНА, каждый из которых содержит электродвигатель с герметично разделенными корпусами из титана соответственно для ротора с его валом на подшипниках и статора, соединенного по периметру свободной частью корпуса с алюминиевым корпусом насоса, в корпусе которого на валу ротора электродвигателя закреплены последовательно втулка, левое и правое рабочие колеса, установленные в расточке обоймы; рабочие полости рабочих колес разделены вертикальной диафрагмой и содержат жидкостные переводные каналы, соединение корпуса статора электродвигателя и корпуса насоса выполнено герметично посредством монолитного переходного биметаллического кольца соответственно с титановой и алюминиевой сторонами; полость корпуса ротора электродвигателя выполнена сообщающейся с полостью рабочего колеса по жидкости через подшипники ротора; вертикальная диафрагма выполнена заодно с обоймой герметично по ее внешнему периметру; один переводной канал выполнен на участках обоймы и втулки и соединяет выход рабочей полости правого рабочего колеса и вход рабочей полости левого рабочего колеса, другой переводной канал выполнен на участках обоймы и корпуса ЭНА и соединяет выход рабочей полости левого рабочего колеса и выходной патрубок корпуса ЭНА; электронасосные агрегаты расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через входной патрубок, выходной патрубок и шарообразный обратный клапан, установленный на пересечении выходов переводных каналов электронасосных агрегатов с каналом выходного патрубка; подпружиненный с наружной стороны выходного патрубка корпус ЭНА выполнен в виде единой конструкции.The tasks are solved due to the fact that the two-stage electric pump unit (ENA) contains inlet and outlet nozzles; and two ENAs, each of which contains an electric motor with hermetically separated titanium housings, respectively, for a rotor with its shaft on bearings and a stator connected along the perimeter by the free part of the housing with an aluminum pump housing, in the case of which a sleeve is fixed in series on the rotor shaft, the left and right impellers installed in the bore of the cage; the working cavities of the impellers are separated by a vertical diaphragm and contain liquid transfer channels, the connection of the stator housing of the electric motor and the pump housing is made hermetically by means of a monolithic transition bimetallic ring, respectively, with the titanium and aluminum sides; the cavity of the rotor of the electric motor is made communicating with the cavity of the impeller in liquid through the bearings of the rotor; the vertical diaphragm is made at the same time with the clip hermetically around its outer perimeter; one transfer channel is made on the sections of the cage and the sleeve and connects the output of the working cavity of the right impeller and the input of the working cavity of the left impeller, another transfer channel is made on the sections of the cage and the housing of the ENA and connects the output of the working cavity of the left impeller and the output pipe of the ENA; the electric pump units are located symmetrically relative to the plane passing through the inlet pipe, the outlet pipe and a spherical check valve installed at the intersection of the outputs of the transfer channels of the electric pump units with the channel of the output pipe; The ENA housing, spring-loaded on the outside of the outlet pipe, is made as a single structure.
Предложенное решение - электронасосный агрегат представлен на чертеже - общий вид ЭНА в разрезе.The proposed solution - an electric pump unit is shown in the drawing - a General view of the ENA in section.
Предложенный ЭНА содержит с одной стороны электродвигатель с герметично разделенными корпусами 1, 2 из титана соответственно для ротора с его валом 3 на подшипниках и статора, соединенного по периметру свободной частью корпуса 2 с алюминиевым корпусом 4 ЭНА посредством монолитного переходного биметаллического кольца 19 соответственно с титановой и алюминиевой сторонами.The proposed ENA contains, on the one hand, an electric motor with hermetically sealed
В корпусе насоса 4 на валу 3 ротора электродвигателя закреплены последовательно втулка 8, левое и правое рабочие колеса 9, 10, установленные в расточке обоймы 7. С другой стороны на поверхности корпуса 4 выполнены входной и выходной патрубки 5, 6. Рабочие полости 11, 12 рабочих колес 9, 10 соответственно, разделенные вертикальной диафрагмой 13, содержат жидкостные переводные каналы 14, 15. Канал 14 выполнен на участках обоймы 7 и втулки 8 и соединяет выход 16 полости 12 правого рабочего колеса 10 и вход 17 полости 11 левого рабочего колеса 9. Канал 15 выполнен на участках обоймы 7 и корпуса 4 насоса и соединяет выход 18 полости 11 левого рабочего колеса 9 и выходной патрубок 6 корпуса 4 насоса.In the
Поставленные задачи для предложенного ЭНА решены за счет того, что:The tasks for the proposed ENA are solved due to the fact that:
1. Диафрагма 13 выполнена заодно с обоймой 7 герметично по ее внешнему периметру (это позволило снизить непроизводительные перетекания жидкости внутри насоса из полости 11 рабочего колеса 9 в полость 12 рабочего колеса 10, повысить КПД ЭНА); нижний и верхний жидкостные переводные каналы 14, 15 выполнены в виде герметичных каналов соответственно в обойме 7 и втулке 8 (за счет этого обеспечено снижение непроизводительных перетеканий жидкости внутри насоса и тем самым повышение его КПД). Соединение корпуса 2 статора электродвигателя и корпуса 4 насоса выполнено герметично посредством монолитного переходного биметаллического кольца 19 соответственно с титановой и алюминиевой сторонами и герметичными по замкнутым периметрам сварочными швами 20, 21 соответственно по титану и алюминию (это позволило повысить герметичность ЭНА, его надежность, упростить конструкцию и снизить массу). Полость корпуса 1 ротора электродвигателя выполнена сообщающейся с полостью 11 рабочего колеса 9 по жидкости через подшипники ротора (это позволило повысить надежность работы подшипников за счет вращения их в жидкости).1. The
2. Соосную стыковку отдельных каналов соответствующих деталей и формирование из них жидкостных переводных каналов 14, 15 осуществляют посредством вновь введенных штифтов 22, 23, которые изготовлены с большим диаметром по сравнению с диаметром указанных каналов и с их продольными осями, соосными соответствующим осям стыкуемых каналов. Это позволило обеспечить более плотные торцевые сопряжения жидкостных переводных каналов 14, 15, снизить непроизводительные перетекания жидкости внутри насоса и тем самым повысить его КПД; кроме того, обеспечить фиксацию углового положения втулки 8 относительно обоймы 7 и обоймы 7 относительно корпуса 4 насоса, повысить надежность ЭНА.2. The coaxial docking of individual channels of the corresponding parts and the formation of
3. ЭНА выполнен с симметрично расположенным дополнительным (резервным) электронасосным агрегатом 24, конструктивно аналогичным основному ЭНА. При этом плоскость симметрии проходит через входной патрубок 5, выходной патрубок 6 и шарообразный обратный клапан 25, установленный на пересечении выходов переводных каналов 15, 26 основного и дополнительного агрегатов с каналом выходного патрубка 6. Выходной патрубок 6 выполнен общим для корпусов обоих электронасосных агрегатов, как и входной патрубок 5, а сами корпуса выполнены в виде единой конструкции. Это позволило конструктивно упростить устройство при решении задачи функциональной автономности работы того или иного ЭНА по обеспечению требуемой циркуляции жидкости в замкнутом контуре СТР КА, повысить его надежность, уменьшить массу агрегата.3. ENA is made with a symmetrically located additional (backup)
Обратный клапан 25 устанавливают снаружи через выход выходного патрубка 6. Предварительно к клапану 25 закреплена одним концом пружина, другой конец которой закреплен в выемке, которая выполнена на внутренней боковой цилиндрической поверхности выходного патрубка 6.The
Предложенный ЭНА работает следующим образом.The proposed ENA works as follows.
В процессе функционирования ЭНА в составе замкнутого жидкостного контура СТР КА жидкость (жидкостный теплоноситель) под напором, создаваемым одновременным вращением последовательно установленных рабочих колес 10, 9, поступает на входной патрубок 5, далее - на правое рабочее колесо 10 в его полости 12, с выхода 16 которой и через переходной канал 14 поступает на вход 17 полости 11 левого рабочего колеса 9 и далее через переходной канал 15 - на обратный клапан 25 и выходной патрубок 6 насоса. За счет последовательно установленных рабочих колес 10, 9 на одном валу 3 ЭНА создает расход жидкости с повышенным напором. Дополнительный ЭНА работает аналогично. С учетом полученных улучшенных характеристик ЭНА стало возможным расширение его применения в СТР КА как с жидкостным теплоносителем, так и с двухфазным (газожидкостным).During the operation of the ENA in the closed liquid circuit of the STR-KA, the liquid (liquid coolant) under pressure created by the simultaneous rotation of sequentially installed
В настоящее время предложенное устройство находится на стадии выпуска конструкторской документации на действующий опытный образец с перспективой его внедрения на КА собственной разработки.Currently, the proposed device is at the stage of issuing design documentation for a working prototype with the prospect of its implementation on a proprietary spacecraft.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137814A RU2618777C2 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Two-stage electrically driven pump unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137814A RU2618777C2 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Two-stage electrically driven pump unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015137814A RU2015137814A (en) | 2017-03-10 |
RU2618777C2 true RU2618777C2 (en) | 2017-05-11 |
Family
ID=58454204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015137814A RU2618777C2 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Two-stage electrically driven pump unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618777C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042053C1 (en) * | 1992-08-18 | 1995-08-20 | Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им. акад. С.П.Королева | Multi-step electric pumping unit |
JP2003343499A (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Ebara Corp | Multistage motor pump and its assembly method |
RU2369777C1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Multi-stage electric pumping unit |
EP2228538A1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-15 | Grundfos Management A/S | Multi-layer circulation pump aggregate |
-
2015
- 2015-09-04 RU RU2015137814A patent/RU2618777C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042053C1 (en) * | 1992-08-18 | 1995-08-20 | Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им. акад. С.П.Королева | Multi-step electric pumping unit |
JP2003343499A (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Ebara Corp | Multistage motor pump and its assembly method |
RU2369777C1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Multi-stage electric pumping unit |
EP2228538A1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-15 | Grundfos Management A/S | Multi-layer circulation pump aggregate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015137814A (en) | 2017-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3514221A (en) | Pump | |
RU2618777C2 (en) | Two-stage electrically driven pump unit | |
US2368013A (en) | Pump or compressor | |
CN202883283U (en) | Crankshaft type high-pressure washing pump | |
US3234888A (en) | Rotary pump | |
CN103062160A (en) | Integrated motor vane pump hydraulic power unit | |
CN107850075B (en) | Centrifugal pump | |
CN111271237A (en) | Water pump | |
CN106401953B (en) | The assembly method of fluid ejection mechanisms, screw compressor and screw compressor | |
CN103696920B (en) | Shaft coupling high-pressure plunger pump | |
RU2574782C2 (en) | Electrically driven pump unit | |
CN206129521U (en) | Multistage air compressor | |
CN102628464A (en) | Integrated motor vane pump hydraulic power unit | |
CN105822542B (en) | Displacement pump and transmission method thereof | |
RU2618804C2 (en) | Method of operation of the two-gear electric pump unit | |
CN104295473B (en) | Hydraulic positive displacement pump | |
CN204200534U (en) | Hydraulic volume pump | |
CN112196751A (en) | Plunger pump | |
CN207879563U (en) | A kind of housing structure of reciprocating pump | |
RU168807U1 (en) | SCREW MACHINE | |
US20190234408A1 (en) | Portable Self-priming Pump | |
RU2688872C1 (en) | Production method of electric pump unit | |
US12092106B2 (en) | Valve arrangement | |
US2973137A (en) | Cam piston two-stage compressor | |
RU2511788C2 (en) | Duplicated electric pump unit |