RU48373U1

RU48373U1 - CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU48373U1
Application number: RU2005108454/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Степанович Скуба; Николай Иванович Сотник; Николай Иванович Протас
Original assignee: Иван Степанович Скуба; Николай Иванович Сотник; Николай Иванович Протас
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2005-10-10

Abstract

Техническое решение центробежный насос, относится к области машиностроения и может использоваться в насосах, конструктивная схема которых включает в себя встроенную и выносную подшипниковые опоры. Центробежный насосос включает корпус 1 и/или корпусные детали в виде секций 2, направляющих аппаратов 3, входной и напорной крышек 4, 5, скрепленных стяжными шпильками 6, Ротор насоса, установленный на подшипниках 7, 8, содержащий вал 9, с закрепленными на нем рабочими колесами 10 и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гипропяты 11 или разгрузочного барабана 12, во входной крышке 4 размещен подшипник 7 скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом 9 и внутренней цилиндрической поверхностью крышки 4 образована камера 13, соединенная с напорной полостью 14 одного из рабочих колес 10, осевым и радиальными каналами 15, 16, выполненными в вале 9, ротор насоса может быть снабжен предвключенным колесом 17, напорная сторона 18 которого гидравлически соединена с камерой 13. При этом, на торце вала 9 установлена колпачковая гайка 19 с радиальными отверстиями 20, гидравлически соединенными с осевым каналом 15 и камерой 13.The technical solution is a centrifugal pump, relates to the field of mechanical engineering and can be used in pumps, the design of which includes built-in and remote bearing bearings. The centrifugal pump includes a housing 1 and / or housing parts in the form of sections 2, guide vanes 3, inlet and pressure covers 4, 5, fastened with tie rods 6, the pump Rotor mounted on bearings 7, 8, containing a shaft 9, with mounted on it the impellers 10 and the device of hydraulic unloading of axial force, made in the form of a gipropyat 11 or an unloading drum 12, a sliding bearing 7 is placed in the inlet cover 4, and from the side of its outer end, between the shaft 9 and the inner cylindrical surface of the cover 4 is formed the chamber 13 connected to the pressure cavity 14 of one of the impellers 10, axial and radial channels 15, 16, made in the shaft 9, the pump rotor can be provided with an upstream wheel 17, the pressure side 18 of which is hydraulically connected to the chamber 13. Moreover, on the end of the shaft 9 has a cap nut 19 with radial holes 20 hydraulically connected to the axial channel 15 and the chamber 13.

Description

Техническое решение центробежный насос, относится к области машиностроения и может использоваться в насосах, конструктивная схема которых включает в себя встроенную и выносную подшипниковые опорыThe technical solution is a centrifugal pump, relates to the field of mechanical engineering and can be used in pumps, the design of which includes built-in and remote bearing bearings

Известен насос [1], включающий корпусные детали, являющиеся основанием. Корпусные детали выполнены в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек и скреплены стяжными шпильками. Имеется ротор, установленный на подшипниках скольжения, которые установлены снаружи и на расстоянии от торцевых крышек. Ротор содержит вал. с закрепленными на нем рабочими колесами и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты.Known pump [1], including housing parts, which are the basis. Housing parts are made in the form of sections, guide vanes, inlet and pressure covers and are fastened with tie rods. There is a rotor mounted on plain bearings that are mounted externally and at a distance from the end caps. The rotor contains a shaft. with impellers mounted on it and a device for hydraulic unloading of axial force, made in the form of a hydraulic foot.

Также известен насос [2], включающий корпус, внутри которого установлены корпусные детали в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек. Устройство гидравлической разгрузки осевой силы в этом насосе, выполнено в виде барабана,Also known is a pump [2], including a housing, inside of which housing parts are installed in the form of sections, guide vanes, inlet and pressure covers. The device of hydraulic unloading of axial force in this pump is made in the form of a drum,

Общими недостатками указанных насосов является их компоновка, предусматривающая расположение подшипников скольжения за пределами корпуса При этом удлиняется база, а значит - увеличивается погрешность установки подшипников, длина вала и габариты каждого насоса.Common drawbacks of these pumps are their layout, which provides for the location of sliding bearings outside the housing. The base is lengthened, which means that the error in the installation of bearings, the shaft length and dimensions of each pump are increased.

Кроме того, увеличивается прогиб вала между двумя подшипниковыми опорами, что отрицательно сказывается на уплотнениях и на зазорах между статорной и роторной частями, обуславливая, при этом, повышенную виброактивность роторной системы Это приводит к снижению надежности работы концевых уплотнений, повышению утечек и In addition, the shaft deflection between the two bearings is increased, which negatively affects the seals and the gaps between the stator and rotor parts, causing, at the same time, increased vibration activity of the rotor system. This leads to a decrease in the reliability of the end seals, increased leakage and

снижению рабочих характеристик насоса. Существенным недостатком является и то, что смазка подшипников скольжения осуществляется от отдельной маслоустановки.lower pump performance. A significant drawback is that the lubrication of the bearings is carried out from a separate oil installation.

Для устранения указанных недостатков поставлена задача, создать центробежный насос со встроенным подшипником скольжения во входной крышке.To eliminate these drawbacks, the task was to create a centrifugal pump with an integrated sliding bearing in the inlet cover.

Для решения поставленной задачи, заявляется центробежный насос, включающий корпус или корпусные детали в виде секций, направляющих аппаратов, входной и напорной крышек, скрепленных стяжными шпильками, ротор, установленный на подшипниках, содержащий вал, с закрепленными на нем рабочими колесами и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты или разгрузочного барабана.To solve this problem, a centrifugal pump is declared, including a housing or housing parts in the form of sections, guiding devices, inlet and pressure covers, fastened with coupling rods, a rotor mounted on bearings, containing a shaft with impellers fixed to it and an axial hydraulic unloading device forces made in the form of a hydraulic heel or an unloading drum.

В отличие от известного, в заявляемом техническом решении, во входной крышке размещен подшипник скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом и внутренней цилиндрической поверхностью крышки, образована камера, соединенная с напорной полостью одного из рабочих колес осевым и радиальными каналами, выполненными в вале. Кроме того, ротор может быть снабжен предвключенным колесом, напорная сторона которого гидравлически соединена с камерой. К тому же, на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями, гидравлически соединенными с осевым каналом и камерой.In contrast to the known one, in the claimed technical solution, a sliding bearing is placed in the inlet cover, and on the side of its outer end, between the shaft and the inner cylindrical surface of the cover, a chamber is formed connected to the pressure cavity of one of the impellers by axial and radial channels made in Valais. In addition, the rotor can be equipped with an upstream wheel, the pressure side of which is hydraulically connected to the chamber. In addition, a cap nut with radial holes hydraulically connected to the axial channel and the chamber is installed on the shaft end.

Перечисленные выше отличительные признаки являются новыми, необходимы и достаточны для достижения положительного результата, а именно:The distinguishing features listed above are new, necessary and sufficient to achieve a positive result, namely:

- во входной крышке размещен подшипник скольжения. Учитывая то, что внутренняя сторона входной крышки имеет выпуклость, направленную в сторону рабочей полости насоса, а наружная сторона - плоская, причем, крышка нагружена давлением, то - a sliding bearing is placed in the inlet cover. Given that the inner side of the inlet cover has a bulge directed towards the working cavity of the pump, and the outer side is flat, moreover, the cover is pressure-loaded, then

расчетная толщина крышки - значительна Поэтому, в крышке выполнена цилиндрическая полость для установки наружной втулки подшипника скольжения, что позволило более эффективно использовать толщину крышки в предложенном техническом решении;the estimated thickness of the cover is significant. Therefore, a cylindrical cavity is made in the cover for mounting the outer sleeve of the sliding bearing, which allows more efficient use of the thickness of the cover in the proposed technical solution;

- со стороны внешнего торца подшипника, между валом и внутренней цилиндрической поверхностью крышки, образована камера. Такое техническое решение позволяет не только конструктивно выполнить и оптимально расположить подшипник скольжения, но и создать, со стороны внешнего торца подшипника, камеру для накопления и подачи смазывающей охлаждающей жидкости. Кроме того, в камере смазывающая охлаждающая жидкость, вышедшая с осевого канала, меняет направление, и поступает на подшипник. Таким образом, несложным техническим решением, осуществлен переток жидкости из осевого канала в радиальный зазор, образованный рабочими поверхностями подшипника скольжения;- from the side of the outer end of the bearing, between the shaft and the inner cylindrical surface of the cover, a chamber is formed. Such a technical solution makes it possible not only to constructively and optimally position the sliding bearing, but also to create, from the outer end of the bearing, a chamber for accumulating and supplying lubricating coolant. In addition, in the chamber, a lubricating coolant exiting the axial channel changes direction and enters the bearing. Thus, with a simple technical solution, the fluid was transferred from the axial channel to the radial clearance formed by the working surfaces of the sliding bearing;

- камера соединена с напорной полостью одного из рабочих колес осевым и радиальными каналами, выполненными в вале. Такое соединение позволило использовать разность давления перекачиваемой жидкости в напорной полости одного из рабочих колес и давления на входе в насос. Осевой и радиальные каналы обеспечивают поступление жидкости в камеру и далее - в рабочий зазор подшипника;- the camera is connected to the pressure cavity of one of the impellers by axial and radial channels made in the shaft. Such a connection made it possible to use the pressure difference of the pumped liquid in the pressure cavity of one of the impellers and the pressure at the pump inlet. Axial and radial channels provide fluid to the chamber and then to the bearing clearance;

- ротор снабжен предвключенным колесом. Это позволяет использовать заявляемое техническое решение и в конструкциях насосов, имеющих предвключенные колеса;- the rotor is equipped with an upstream wheel. This allows the use of the claimed technical solution in the designs of pumps having upstream wheels;

- напорная сторона предвключенного колеса гидравлически соединена с камерой. Предвключенное колес создает напор жидкости и таким же образом, как и рабочее колесо, обеспечивает поступление жидкости под давлением в каналы, камеру и на подшипник;- the pressure side of the upstream wheel is hydraulically connected to the chamber. The upstream of the wheels creates a pressure of the liquid and in the same way as the impeller, ensures the flow of liquid under pressure into the channels, the chamber and the bearing;

- на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями, гадравлически соединенными с осевым каналом и камерой. Учитывая то, что напор предвключенного колеса значительно меньше, чем любого из рабочих колес, и требуемая смазка и охлаждение подшипника могут быть не обеспечены, на торце вала установлена колпачковая гайка с радиальными отверстиями. Это позволяет за счет центробежной силы повысить давление жидкости, поступающей на смазку и охлаждение подшипника- at the end of the shaft, a cap nut is installed with radial holes that are hydraulically connected to the axial channel and the chamber. Given that the pressure of the upstream wheel is much less than that of any of the impellers, and the required lubrication and cooling of the bearing may not be provided, a cap nut with radial holes is installed on the shaft end. This allows, due to centrifugal force, to increase the pressure of the fluid entering the lubrication and cooling of the bearing

Все отличительные признаки, как самостоятельно, так и в совокупности, неразрывно связаны и находятся в причинно - следственной связи с получаемым положительным результатом, который позволяет на высоком техническом уровне осуществить разработку новой конструкции центробежного насоса.All the distinguishing features, both independently and in aggregate, are inextricably linked and are in causal connection with the positive result obtained, which allows the development of a new centrifugal pump design at a high technical level.

Таким образом, использование отличительных признаков позволило перенести подшипник скольжения, установленный снаружи, насоса, в середину корпусной детали, то есть - в крышку, обеспечив при этом, в комплексе охлаждение и смазку. Это позволило укоротить вал, уменьшить расстояние между подшипниками, повысить тем самым динамическую устойчивость ротора и уменьшить в целом габариты насоса и его вес. Центробежный насос поясняется чертежами.Thus, the use of distinguishing features made it possible to transfer the sliding bearing installed externally of the pump to the middle of the body part, that is, to the cover, while ensuring cooling and lubrication in the complex. This made it possible to shorten the shaft, reduce the distance between the bearings, thereby increase the dynamic stability of the rotor and reduce the overall dimensions of the pump and its weight. Centrifugal pump is illustrated by drawings.

На фиг.1 схематически изображен насос в разрезе, корпус которого состоит из корпусных деталей.Figure 1 schematically shows a pump in section, the housing of which consists of body parts.

На фиг.2 схематически изображен насос с цельным корпусом и предвключенным колесом.Figure 2 schematically shows a pump with a one-piece housing and an upstream wheel.

На фиг.3 - выноска 1.Figure 3 - callout 1.

Заявляемый центробежный насосос включает корпус 1 и/или корпусные детали в виде секций 2, направляющих аппаратов 3, входной и напорной крышек 4, 5, скрепленных стяжными шпильками 6. Ротор насоса, установленный на подшипниках 7. 8, содержащий вал 9, с закрепленными The inventive centrifugal pump includes a housing 1 and / or housing parts in the form of sections 2, guide vanes 3, inlet and pressure covers 4, 5, fastened with tie rods 6. A pump rotor mounted on bearings 7. 8, containing a shaft 9, with fixed

на нем рабочими колесами 10 и устройство гидравлической разгрузки осевой силы, выполненное в виде гидропяты 11 или разгрузочного барабана 12. Во входной крышке 4 размещен подшипник 7 скольжения, а со стороны его внешнего торца, между валом 9 и внутренней цилиндрической поверхностью крышки 4 образована камера 13, соединенная с напорной полостью 14 одного из рабочих колес 10, осевым и радиальными каналами 15, 16, выполненными в вале 9.on it with impellers 10 and a device of hydraulic unloading of axial force, made in the form of a hydraulic foot 11 or an unloading drum 12. A sliding bearing 7 is placed in the inlet cover 4, and a chamber 13 is formed between the shaft 9 and the inner cylindrical surface of the cover 4 from the side of its outer end face 4 connected to the pressure cavity 14 of one of the impellers 10, axial and radial channels 15, 16, made in the shaft 9.

Кроме того, ротор насоса может быть снабжен предвключенным колесом 17, напорная сторона 18 которого гидравлически соединена с камерой 13. При этом, на торце вала 9 установлена колпачковая гайка 19 с радиальными отверстиями 20, гидравлически соединенными с осевым каналом 15 и камерой 13.In addition, the pump rotor can be equipped with an upstream wheel 17, the pressure side 18 of which is hydraulically connected to the chamber 13. At the same time, on the end of the shaft 9 there is a cap nut 19 with radial holes 20 hydraulically connected to the axial channel 15 and the chamber 13.

Центробежный насос работает следующим образом.Centrifugal pump operates as follows.

На рабочее колесо 10 первой ступени, поступает перекачиваемая жидкость. Далее по каналам направляющего аппарата 3 жидкость подается на рабочее колесо второй ступени. Пройдя через все ступени, жидкость направляется на выход из насоса. По ходу движения жидкости, за каждым колесом напорной полости 14, давление жидкости увеличивается. Часть жидкости, под давлением поступает в радиальные и осевой каналы 16, 15, вала 9. Жидкость, вышедшая из осевого канала 15, поступает в камеру 13, внутри которой меняет направление и подается на подшипник 7 скольжения. Через радиальный зазор подшипника 7 скольжения, жидкость поступает во входную полость насоса В процессе прохождения через радиальный зазор, жидкость смазывает и охлаждает рабочие поверхности подшипника 7 скольжения, давление ее понижается, однако оно больше давления жидкости, поступающей на колесо первой ступени, обеспечивая переток жидкости.On the impeller 10 of the first stage, the pumped liquid enters. Further, through the channels of the guide apparatus 3, liquid is supplied to the impeller of the second stage. After passing through all stages, the fluid is directed to the exit of the pump. In the direction of the fluid, behind each wheel of the pressure cavity 14, the fluid pressure increases. Part of the liquid, under pressure, enters the radial and axial channels 16, 15, of the shaft 9. The liquid exiting the axial channel 15 enters the chamber 13, inside which changes direction and is fed to the sliding bearing 7. Through the radial clearance of the sliding bearing 7, the fluid enters the pump inlet cavity During passage through the radial clearance, the fluid lubricates and cools the working surfaces of the sliding bearing 7, its pressure decreases, however, it is greater than the fluid pressure entering the wheel of the first stage, providing fluid flow.

В случае, когда центробежный насос имеет предвключенное колесо 17, напорная его сторона 18 создает давление жидкости часть которой, также подается в радиальные и осевой каналы 16,15. Жидкость из осевого канала In the case when the centrifugal pump has an upstream wheel 17, its pressure side 18 creates a liquid pressure part of which is also supplied to the radial and axial channels 16,15. Axial channel fluid

15 попадает в колпачковую гайку 19 и под действием центробежной силы, через отверстия 20 направляется к подшипнику 7. В данном случае давление жидкости увеличилось вращающейся гайкой 19. Таким образом, недостача давления жидкости, созданного предвключенным колесом 17 и потеря его в каналах, компенсируется колпачковой гайкой 19.15 enters the cap nut 19 and under the action of centrifugal force, is directed through the holes 20 to the bearing 7. In this case, the fluid pressure increased by the rotating nut 19. Thus, the lack of fluid pressure created by the upstream wheel 17 and its loss in the channels is compensated by the cap nut 19.

Данное техническое решение обеспечивает надежное охлаждение и смазку подшипника скольжения, так как, при вхождении жидкости в радиальные каналы, происходит процесс сепарации. То есть, при наличии в жидкости механических включений, под действием центробежной силы, они тангенциально удаляются от вращающегося вала. Таким образом, в радиальные каналы поступает чистая жидкость.This technical solution provides reliable cooling and lubrication of the sliding bearing, since, when liquid enters the radial channels, a separation process occurs. That is, in the presence of mechanical inclusions in the liquid, under the action of centrifugal force, they are tangentially removed from the rotating shaft. Thus, clean fluid enters the radial channels.

Заявляемое техническое решение позволяет выполнить поставленную задачу, одновременно улучшить условия эксплуатации, уменьшить массу и габариты насоса.The claimed technical solution allows you to complete the task, at the same time improve operating conditions, reduce the weight and dimensions of the pump.

Центробежный насос конструктивно усовершенствован, практически выполним и для его изготовления не требуется специального оборудования, приспособлений и инструментов.The centrifugal pump is structurally improved, practically feasible and for its manufacture does not require special equipment, devices and tools.

Claims

1. A centrifugal pump, comprising a housing and / or housing parts in the form of sections, guiding apparatuses, inlet and pressure caps, fastened with coupling rods, a rotor mounted on bearings, comprising a shaft with impellers mounted on it, and an axial force hydraulic unloading device made in the form of a hydrosail or an unloading drum, characterized in that a sliding bearing is placed in the inlet cover, and on the side of its outer end, between the shaft and the inner cylindrical surface of the cover, is formed a measure connected to the pressure cavity of one of the impellers by axial and radial channels made in the shaft.

2. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with an upstream wheel, the pressure side of which is hydraulically connected to the chamber.

3. The centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that a cap nut with radial holes hydraulically connected to the axial channel and the chamber is installed on the shaft end.