RU65585U1

RU65585U1 - CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU65585U1
Application number: RU2007114920/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Алексеевич Дорофеев; Дмитрий Александрович Тихонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научное производственно-конструкторское бюро "НИК"
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2007-08-10

Abstract

Центробежный насос предназначен для перекачки жидкостей и содержит составной корпус, включающий основную часть (1) с приемным и выходным патрубками (2 и 3), крышку (4) с центральным отверстием, соединенную с основной частью корпуса, и соединенную с крышкой опорную часть корпуса. В корпусе установлен вал (5) посредством двух радиальных подшипников скольжения, первый из которых (11) расположен в крышке (4), а второй (12) - в опорной части корпуса, и упорного подшипника (13) скольжения, установленного в крышке (4) и расположенного между радиальными подшипниками. На валу (5) консольно закрепленные рабочие колеса (6). В концевой зоне опорной части корпуса расположено торцовое уплотнение, включающее корпус (9) и контактные кольца (10) пар трения. Между вторым радиальным подшипником (12) и упорным подшипником (13) двумя концентрично расположенными относительно оси вала втулками (14, 15) образована герметичная полость (16) с каналами для прокачки охлаждающей или нагревающей среды. Втулки посредством разъемного соединения закреплены с одной стороны на корпусе торцового уплотнения, а с другой - на крышке корпуса. Подшипники скольжения преимущественно выполнены самоустанавливающимся. На валу между вторым радиальным и упорным подшипниками скольжения может быть дополнительно установлен импеллер. Такое выполнение насоса позволяет повысить эффективность охлаждения его элементов, а также уменьшить его консольную часть при сохранении жесткости вала, а значит обеспечить большую износоустойчивость подшипниковых опор и повысить надежность работы насоса в целом. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. Фиг.1The centrifugal pump is designed for pumping liquids and contains a composite housing, including the main part (1) with inlet and outlet pipes (2 and 3), a cover (4) with a central hole connected to the main part of the housing, and the supporting part of the housing connected to the cover. A shaft (5) is installed in the housing by means of two radial plain bearings, the first of which (11) is located in the cover (4), and the second (12) is in the bearing part of the housing, and the thrust bearing (13) installed in the cover (4) ) and located between the radial bearings. On the shaft (5) cantilevered impellers (6). An end seal is located in the end zone of the supporting part of the housing, including the housing (9) and slip rings (10) of the friction pairs. A sealed cavity (16) with channels for pumping a cooling or heating medium is formed between the second radial bearing (12) and the thrust bearing (13) with two bushings (14, 15) concentrically located relative to the shaft axis. The bushings by means of a detachable connection are fixed on one side to the housing of the mechanical seal, and on the other hand, on the housing cover. Plain bearings are predominantly self-aligning. An impeller can be additionally mounted on the shaft between the second radial and thrust bearings. This embodiment of the pump allows to increase the cooling efficiency of its elements, as well as to reduce its cantilever part while maintaining the rigidity of the shaft, which means to provide greater wear resistance of the bearings and increase the reliability of the pump as a whole. 3 s.p. f-ly, 2 ill. Figure 1

Description

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в конструкциях центробежных насосов для перекачки жидкостей.The utility model relates to hydraulic engineering and can be used in the design of centrifugal pumps for pumping liquids.

Известен вертикальный конденсатный насос марки КсВ125-140 по ТУ 25-06-1567-89. Насос включает корпус, разделенный на приводную и насосную части посредством перегородки с осевой расточкой для прохода вала, и сальниковую камеру, в которой установлен радиальный подшипник скольжения, за которым установлена втулка с уплотнением. Втулка закреплена на валу с концевой подшипниковой опорой, включающей сдвоенный радиально-упорный подшипник качения и радиальный подшипник скольжения. На валу консольно установлены рабочие колеса насосной части. Недостатком такого насоса является низкая жесткость вала, быстрое изнашивание подшипниковой опоры, что приводит к деформации вала, и соответственно, к снижению надежности.Known vertical condensate pump brand KsV125-140 according to TU 25-06-1567-89. The pump includes a housing, divided into drive and pump parts by means of a partition with an axial bore for shaft passage, and a stuffing box, in which a radial plain bearing is installed, behind which a sleeve with a seal is installed. The sleeve is mounted on a shaft with an end bearing support, including a double angular contact rolling bearing and a radial sliding bearing. The impellers of the pump part are cantilever mounted on the shaft. The disadvantage of this pump is the low rigidity of the shaft, the rapid wear of the bearing support, which leads to deformation of the shaft, and, accordingly, to a decrease in reliability.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является центробежный насос по патенту RU 50264, содержащий корпус с крышкой, вал с торцовым уплотнением, расположенным в сальниковой камере, и подшипниковой опорой, включающей первый концевой и второй подшипниковые узлы, и установленное в корпусе и консольно закрепленное на валу рабочее колесо. Камера с уплотнением расположена перед первым концевым подшипниковым узлом, второй подшипниковый узел расположен на минимально возможном расстоянии от рабочего колеса, между первым концевым и вторым подшипниковыми узлами на валу установлен упорный подшипник скольжения, а подшипники первого концевого и второго подшипниковых узлов выполнены в виде радиальных подшипников скольжения. В крышке корпуса насоса выполнены герметичные полости для прокачки через них среды для охлаждения элементов насоса или, в случае необходимости, нагрева перекачиваемой жидкости.Closest to the utility model in technical essence is the centrifugal pump according to patent RU 50264, comprising a housing with a cover, a shaft with a mechanical seal located in the stuffing box, and a bearing support comprising the first end and second bearing units, and mounted in the housing and cantilevered impeller on the shaft. A chamber with a seal is located in front of the first end bearing unit, the second bearing unit is located at the minimum possible distance from the impeller, a thrust sliding bearing is installed on the shaft between the first end and second bearing units, and the bearings of the first end and second bearing units are made in the form of radial sliding bearings . Sealed cavities are made in the cover of the pump casing for pumping media through them to cool the pump elements or, if necessary, heat the pumped liquid.

Недостатком известного насоса является низкая степень охлаждения его элементов (торцового уплотнения, подшипниковых опор), т.к. охлаждение происходит за счет циркуляции охлаждающей среды через герметичные полости, выполненные в крышке корпуса насоса. Это усложняет конструкцию насоса. Кроме того, при ремонте A disadvantage of the known pump is the low degree of cooling of its elements (mechanical seal, bearing bearings), because cooling occurs due to the circulation of the cooling medium through sealed cavities made in the cover of the pump housing. This complicates the design of the pump. In addition, during the repair

(например, замене подшипниковых опор) необходимо демонтировать тяжелую и громоздкую крышку корпуса.(e.g. replacing bearings), the heavy and bulky housing cover must be removed.

Задачей полезной модели является создание центробежного насоса с эффективным его охлаждением, хорошей ремонтопригодностью, минимальными радиальными и осевыми размерами.The objective of the utility model is to create a centrifugal pump with efficient cooling, good maintainability, minimal radial and axial dimensions.

Решение указанной задачи достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем составной корпус, включающий основную часть с приемным и выходным патрубками, крышку с центральным отверстием, соединенную с основной частью корпуса, и соединенную с крышкой опорную часть корпуса, вал, установленный в корпусе посредством двух радиальных подшипников скольжения, первый из которых расположен в крышке, а второй - в опорной части корпуса, и упорного подшипника скольжения, расположенного между радиальными подшипниками, консольно закрепленные на валу рабочие колеса, торцовое уплотнение, расположенное в концевой зоне опорной части корпуса и включающее корпус и контактные кольца пар трения, и теплообменник, включающий выполненную в одном из элементов составного корпуса герметичную полость с каналами для прокачки охлаждающей или нагревающей среды, согласно полезной модели, упорный подшипник скольжения установлен в крышке корпуса, а кольцевая герметичная полость расположена между вторым радиальным подшипником скольжения и упорным подшипником скольжения и образована двумя втулками, концентрично расположенными относительно оси вала.The solution to this problem is achieved by the fact that in a centrifugal pump containing a composite housing, including the main part with the inlet and outlet nozzles, a cover with a central hole connected to the main part of the housing, and a supporting part of the housing connected to the cover, a shaft mounted in the housing by two of radial plain bearings, the first of which is located in the cover, and the second in the bearing part of the housing, and a thrust plain bearing located between the radial bearings, console mounted on lu impellers, mechanical seal located in the end zone of the supporting part of the housing and including the housing and slip rings of friction pairs, and a heat exchanger including a sealed cavity made in one of the elements of the composite housing with channels for pumping a cooling or heating medium, according to a utility model, a sliding bearing is installed in the housing cover, and an annular sealed cavity is located between the second radial sliding bearing and the thrust sliding bearing and is formed by two bushing and concentrically arranged about the shaft axis.

Образующие герметичную полость втулки могут быть закреплены посредством разъемного соединения с одной стороны на корпусе торцового уплотнения, а с другой - на крышке корпуса.The bushings forming the sealed cavity can be fixed by means of a detachable connection on one side to the mechanical seal housing, and on the other, on the housing cover.

Подшипники скольжения, предпочтительно, выполнены самоустанавливающимися.The plain bearings are preferably self-aligning.

Такое выполнение насоса позволяет повысить эффективность охлаждения его элементов, а также уменьшить его консольную часть при сохранении жесткости вала за счет уменьшения его консольной длины и увеличения базовой длины между подшипниками, а значит обеспечить большую износоустойчивость подшипниковых опор и повысить надежность работы насоса в целом.This embodiment of the pump allows to increase the cooling efficiency of its elements, as well as to reduce its cantilever part while maintaining the rigidity of the shaft by reducing its cantilever length and increasing the base length between the bearings, which means to provide greater wear resistance of the bearings and increase the reliability of the pump as a whole.

Кроме того, для ускорения потока смазывающей охлаждающей/нагревающей среды на валу может быть дополнительно установлен импеллер, расположенный между вторым радиальным подшипником скольжения и упорным подшипником скольжения.In addition, to accelerate the flow of lubricating cooling / heating medium, an impeller can be additionally mounted on the shaft between the second radial plain bearing and the thrust plain bearing.

На фиг.1 изображен центробежный насос в продольном разрезе;Figure 1 shows a centrifugal pump in longitudinal section;

на фиг.2 - другой вариант выполнения насоса в продольном разрезе.figure 2 is another embodiment of a pump in longitudinal section.

Центробежный насос (фиг.1) содержит составной корпус, включающий основную часть 1 с приемным и выходным патрубками 2 и 3, соответственно, крышку 4 с центральным отверстием, соединенную с основной частью 1 корпуса, и соединенную с крышкой опорную часть корпуса. В составном корпусе расположен вал 5, на котором консольно закреплены два рабочих колеса 6, установленные в основной части 1 корпуса и закрывающиеся крышкой 4. Крышка 4 закреплена на основной части 1 корпуса шпильками 7. Крышка 4 выполнена сплошной с кольцевым выступом 8. Приводной конец вала 5 уплотнен торцовым уплотнением, включающим корпус 9 и контактные кольца 10 пар трения. Вал 5 установлен в опорах, включающих первый радиальный подшипник 11 скольжения, установленный в крышке 4 как можно ближе к рабочим колесам 6, второй радиальный подшипник 12 скольжения, установленный рядом с торцовым уплотнением, и упорный подшипник 13 скольжения, установленный на валу 5 в крышке 4 перед радиальным подшипником 11. Все подшипники скольжения выполнены самоустанавливающимися. Между радиальным подшипником 12 и упорным подшипником 13 коаксиально валу 5 концентрично установлены две втулки 14 и 15, образующие герметичную полость 16 теплообменника с каналами для прокачки охлаждающей или нагревающей среды (условно не показаны). Втулки 14 и 15 закреплены шпильками со стороны приводного конца вала 5 на корпусе 9 торцового уплотнения, а со стороны рабочих колес - на крышке 4 насоса с образованием разъемного соединения. Это позволяет при необходимости замены подшипников 11 и 13 не демонтировать крышку 4, поскольку для доступа к этим подшипникам достаточно отсоединить втулки 14 и 15 от крышки 4. Опорная часть корпуса образована корпусом 9 торцового уплотнения и втулками 14 и 15.The centrifugal pump (figure 1) contains a composite housing, including the main part 1 with the inlet and outlet pipes 2 and 3, respectively, a cover 4 with a Central hole connected to the main part 1 of the housing, and the supporting part of the housing connected to the cover. A shaft 5 is located in the composite housing, on which two impellers 6 are mounted cantilever, mounted in the main body part 1 and closed by a cover 4. The cover 4 is fixed to the main part 1 of the housing by pins 7. The cover 4 is made continuous with an annular protrusion 8. The drive shaft end 5 is sealed by a mechanical seal, comprising a housing 9 and slip rings 10 of friction pairs. The shaft 5 is mounted in bearings, including a first radial sliding bearing 11 mounted in the cover 4 as close to the impellers 6 as possible, a second radial sliding bearing 12 mounted next to the mechanical seal, and a thrust sliding bearing 13 mounted on the shaft 5 in the cover 4 in front of the radial bearing 11. All plain bearings are self-aligning. Between the radial bearing 12 and the thrust bearing 13 coaxially to the shaft 5, two bushings 14 and 15 are concentrically mounted, forming a sealed cavity 16 of the heat exchanger with channels for pumping a cooling or heating medium (not shown conventionally). The bushings 14 and 15 are secured with studs from the drive end of the shaft 5 to the housing 9 of the mechanical seal, and from the impellers to the cover 4 of the pump with the formation of a detachable connection. This allows, if it is necessary to replace the bearings 11 and 13, not to dismantle the cover 4, since for access to these bearings it is enough to disconnect the bushings 14 and 15 from the cover 4. The bearing part of the housing is formed by the housing 9 of the mechanical seal and the bushings 14 and 15.

В другом варианте выполнения насоса (фиг.2) между радиальным подшипником скольжения 12 и упорным подшипником скольжения 13 на валу 5 установлен импеллер 17.In another embodiment of the pump (FIG. 2), an impeller 17 is mounted between the radial plain bearing 12 and the thrust plain bearing 13 on the shaft 5.

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

При вращении вала 5 от привода (не показан) вращающий момент передается на рабочие колеса 6, которое начинают вращаться, создавая разрежение в полостях всасывания, и насос начинает перекачивать жидкость (перекачиваемую среду). При этом через полость 16 посредством подводящих и отводящих каналов (условно не показаны) прокачивается охлаждающая жидкость. В случае необходимости, например, при перекачивании вязкой жидкости, через полость 16 прокачивается нагревающая жидкость. За счет расположения подшипника 11 непосредственно у рабочего колеса When the shaft 5 is rotated from a drive (not shown), the torque is transmitted to the impellers 6, which begin to rotate, creating a vacuum in the suction cavities, and the pump starts to pump liquid (pumped medium). In this case, through the cavity 16 through the inlet and outlet channels (not shown conventionally), coolant is pumped. If necessary, for example, when pumping a viscous fluid, a heating fluid is pumped through the cavity 16. Due to the location of the bearing 11 directly at the impeller

насоса и увеличения, таким образом, базовой длины между подшипниками 13 и 12 обеспечивается достаточная жесткость вала при небольшой консольной длине насоса. При этом снижаются деформации вала, что разгружает подшипники, а выполнение их в виде подшипников скольжения увеличивает износоустойчивость подшипниковой опоры. Наличие упорного подшипника скольжения уменьшает осевые перемещения вала. В тоже время конструкция насоса компактна, так как обладает минимальными радиальными и осевыми размерами за счет уменьшения толщины крышки 4, из которой исключены секции теплообменника. Выполнение полости 16 для прокачки охлаждающей/нагревающей среды в виде двух втулок 14 и 15, концентрично расположенных относительно оси вала, обеспечивает эффективное охлаждение элементов насоса, при этом втулки одновременно выполняют функцию несущего элемента. Дополнительная установка импеллера 17 повышает эффективность охлаждения подшипников за счет организации потока смазывающе-охлаждающей среды в зоне их установки.pump and increase, thus, the base length between the bearings 13 and 12 provides sufficient rigidity of the shaft with a small cantilever length of the pump. This reduces the deformation of the shaft, which unloads the bearings, and their implementation in the form of bearings increases the wear resistance of the bearing support. The presence of a thrust sliding bearing reduces axial displacements of the shaft. At the same time, the design of the pump is compact, as it has minimal radial and axial dimensions by reducing the thickness of the cover 4, from which sections of the heat exchanger are excluded. The implementation of the cavity 16 for pumping the cooling / heating medium in the form of two bushes 14 and 15 concentrically located relative to the axis of the shaft, provides effective cooling of the pump elements, while the bushes simultaneously serve as a supporting element. Additional installation of the impeller 17 increases the cooling efficiency of the bearings due to the organization of the flow of lubricating-cooling medium in the area of their installation.

Claims

1. A centrifugal pump comprising a composite housing, including a main part with inlet and outlet nozzles, a cover with a central hole connected to the main part of the housing, and a support part of the housing connected to the cover, a shaft mounted in the housing by two radial plain bearings, the first of which is located in the cover, and the second - in the supporting part of the housing, and the thrust sliding bearing located between the radial bearings, impellers cantilevered on the shaft, mechanical seal, position worn in the end zone of the supporting part of the housing and comprising a housing and slip rings of friction pairs, and a heat exchanger comprising a sealed cavity made in one of the elements of the composite housing with channels for pumping a cooling or heating medium, characterized in that the thrust sliding bearing is installed in the cover, and a sealed cavity is formed in the supporting part of the housing by means of two bushings concentrically arranged relative to the axis of the shaft.

2. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the bushings forming the hermetic cavity are secured by means of a detachable connection to the mechanical seal housing on one side and to the housing cover on the other.

3. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the bearings are self-aligning.

4. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an impeller mounted on a shaft between the second radial and thrust bearings.