RU68077U1

RU68077U1 - VERTICAL ELECTRIC PUMP UNIT FOR TRANSFER OF MELTED METAL

Info

Publication number: RU68077U1
Application number: RU2007116577/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Кузьмич Брюнеткин; Юрий Васильевич Демьяненко; Николай Константинович Мешков; Олег Владимирович Семенов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кристалл"
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2007-11-10

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям вертикальных насосов, и может быть использована для перекачки расплавленного металла, например, для подачи цинка на разлив в изложницы на цинкоплавильных производствах. При включении электропривода 2 начинает вращаться вал 9, вращение от которого через трансмиссию 7 передается шнеку 8. При вращении шнека 8 происходит забор расплавленного металла 4 в напорную трубу 5, дальнейшее нагнетание и слив через сливное отверстие 12 в сторону потребителя. Вращение трансмиссии 7 осуществляется в подшипниковых опорах 11, при этом нижняя опора выполнена из конструкционной керамики, устойчивой к температурному и коррозионному воздействию расплавленного металла, что в сочетании с воздушным охлаждением крыльчаткой 13 обеспечивает высокий ресурс работы. Использование предлагаемой полезной модели позволяет создать надежный и долговечный вертикальный электронасосный агрегат для перекачки расплавленного металла. 6 П Ф-ЛЫ, 1 ИЛThe utility model relates to mechanical engineering, namely to the construction of vertical pumps, and can be used for pumping molten metal, for example, for supplying zinc for casting into molds at zinc smelting plants. When the drive 2 is turned on, the shaft 9 begins to rotate, from which the screw 8 is transmitted through the transmission 7. When the screw 8 is rotated, the molten metal 4 is taken into the pressure pipe 5, further injection and discharge through the drain hole 12 towards the consumer. The rotation of the transmission 7 is carried out in the bearing bearings 11, while the lower support is made of structural ceramics, resistant to temperature and corrosion effects of molten metal, which in combination with air cooling of the impeller 13 provides a high service life. Using the proposed utility model allows you to create a reliable and durable vertical pump unit for pumping molten metal. 6 F-L, 1 IL

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям вертикальных насосов, и может быть использована для перекачки расплавленного металла, например, для подачи цинка на разлив в изложницы на цинкоплавильных производствах.The utility model relates to mechanical engineering, namely to the construction of vertical pumps, and can be used for pumping molten metal, for example, for supplying zinc for casting into molds at zinc smelting plants.

Известен магнитогидродинамический (МГД) насос для перекачки расплавленного металла, принцип работы которого основан на взаимодействии перекачиваемого расплава со специально организованным переменным электромагнитным полем [Кирко И.М. Жидкий металл в электромагнитном поле. М.: Энергия, 1964]. Основными недостатками известного МГД насоса являются его высокая стоимость и энергоемкость.Known magnetohydrodynamic (MHD) pump for pumping molten metal, the principle of which is based on the interaction of the pumped melt with a specially organized alternating electromagnetic field [Kirko IM Liquid metal in an electromagnetic field. M .: Energy, 1964]. The main disadvantages of the known MHD pump are its high cost and energy intensity.

Известен также насос для подачи жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус с размещенным в нем центробежным рабочим колесом, соединенным с приводом [пат. РФ №2233998, кл. F04D 7/06, опубл. 10.08.2004 г.].Also known is a pump for supplying a liquid metal coolant, comprising a housing with a centrifugal impeller located therein, connected to a drive [US Pat. RF №2233998, cl. F04D 7/06, publ. 08/10/2004].

Недостатком известного насоса является низкий ресурс работы проточной части в условиях температурного и коррозионного воздействия со стороны расплавленного металла.A disadvantage of the known pump is the low service life of the flow part under conditions of temperature and corrosion effects from the molten metal.

В качестве прототипа выбран насос для перекачки жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус с установленным в нем электроприводом, кинематически соединенным с насосом необъемного вытеснения с металлическим центробежным колесом [пат. РФ №2284425, кл. F04D 7/08, опубл. 27.09.2006 г.].As a prototype, a pump was selected for pumping a liquid metal coolant containing a housing with an electric drive installed in it, kinematically connected to a non-displacing displacement pump with a metal centrifugal wheel [US Pat. RF №2284425, class F04D 7/08, publ. September 27, 2006].

Основным недостатком известного насоса является низкий ресурс работы из-за того, что в нем использовано центробежное рабочее колесо с высокой частотой вращения, жестко соединенное с валом электропривода, что приводит к повышенному износу подшипниковых опор и поломке вала в случае включения электропривода в момент кристаллизации расплавленного металла в проточной части насоса. Другим его недостатком является невозможность применения в ряде металлургических производств, например цинкоплавильном, из-за того, что проточная часть насоса (рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный участок корпуса, вал рабочего колеса) выполнена металлической, что вызывает неизбежное загрязнение расплава вследствие его взаимодействия с материалами проточной части насоса и недопустимо при производстве особо чистого металла.The main disadvantage of the known pump is its low operating life due to the fact that it uses a centrifugal impeller with a high rotational speed, rigidly connected to the drive shaft, which leads to increased wear of the bearing bearings and breakage of the shaft if the drive is turned on when molten metal crystallizes. in the flow part of the pump. Another disadvantage is the impossibility of using it in a number of metallurgical industries, for example, zinc smelting, due to the fact that the flow part of the pump (impeller, suction and discharge section of the housing, impeller shaft) is made of metal, which causes inevitable contamination of the melt due to its interaction with materials flow part of the pump and is unacceptable in the production of highly pure metal.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание вертикального насоса для перекачки расплавленного металла, лишенного указанных недостатков.The technical problem to which the proposed utility model is directed is to create a vertical pump for pumping molten metal, devoid of these disadvantages.

Поставленная цель достигается тем, что в вертикальном электронасосном агрегате для перекачки расплавленного металла, содержащем раму с электроприводом и насосом, согласно полезной модели, детали насоса, контактирующие с расплавленным металлом, выполнены из боросилицированного графита, не реагирующего с расплавом цинка, а рабочее колесо выполнено в виде шнека и соединено с This goal is achieved by the fact that in a vertical electric pumping unit for pumping molten metal containing a frame with an electric drive and a pump, according to a utility model, the pump parts in contact with the molten metal are made of borosilicon graphite that does not react with the molten zinc, and the impeller is made in as a screw and connected to

валом электропривода через трансмиссию и предохранительную муфту, при этом нижняя подшипниковая опора, расположенная выше сливного отверстия, выполнена из конструкционной керамики, устойчивой к температурному и коррозионному воздействию расплавленного металла.the drive shaft through the transmission and the safety clutch, while the lower bearing support located above the drain hole is made of structural ceramics, resistant to temperature and corrosion effects of molten metal.

В качестве материала шнека насоса и нижней подшипниковой опоры могут быть использованы, например, самосвязанный карбид или нитрид кремния, оксидная керамика на основе электрокорунда.As the material of the pump auger and the lower bearing support, for example, self-bonded silicon carbide or silicon nitride, oxide corundum-based ceramic can be used.

С целью улучшения напорно-расходных характеристик электронасосного агрегата рабочее колесо насоса выполнено в виде винтового двухзаходного шнека.In order to improve the pressure and flow characteristics of the electric pump unit, the impeller of the pump is made in the form of a twin screw auger.

Для обеспечения устойчивости ротора насоса зазор рабочего колеса с напорной трубой выбирается в диапазоне 0,05-2 мм. Оптимальная величина зазора зависит от физических характеристик перекачиваемого металла и обеспечивает работу пары в режиме подшипника жидкостного трения.To ensure the stability of the pump rotor, the impeller clearance with the pressure pipe is selected in the range of 0.05-2 mm. The optimal gap value depends on the physical characteristics of the metal being pumped and ensures the pair operates in the liquid friction bearing mode.

Повышение ресурса электронасосного агрегата обеспечено тем, что нижняя подшипниковая опора выполнена с воздушным охлаждением.The increase in the resource of the electric pump unit is ensured by the fact that the lower bearing support is air-cooled.

Сопоставительный анализ заявляемого вертикального электронасосного агрегата с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели "новизна".A comparative analysis of the inventive vertical electric pump unit with the prototype and with other solutions in the art shows that the set of features set forth in the patent formula is unknown from the existing level of technology, on the basis of which we can conclude that it meets the criterion of the useful model of "novelty".

Соответствие предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения вертикального электронасосного агрегата для перекачки расплавленного металла.The compliance of the proposed solution with the criterion of "industrial applicability" is evident from the following example of a specific embodiment of a vertical electric pumping unit for pumping molten metal.

Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором схематично представлен общий вид вертикального электронасосного агрегата для перекачки расплавленного металла.The utility model is illustrated in the drawing, which schematically shows a General view of a vertical electric pumping unit for pumping molten metal.

Перечень обозначений на чертеже.The list of symbols in the drawing.

1 - рама;1 - frame;

2 - электропривод;2 - electric drive;

3 - насос;3 - pump;

4 - расплавленный металл;4 - molten metal;

5 - напорная труба;5 - a pressure head pipe;

6 - рабочее колесо насоса;6 - impeller of the pump;

7 - трансмиссия;7 - transmission;

8 - шнек;8 - auger;

9 - вал электропривода;9 - electric drive shaft;

10 - предохранительная муфта;10 - safety clutch;

11 - подшипниковые опоры трансмиссии;11 - bearing bearings of the transmission;

12 - сливное отверстие;12 - drain hole;

13 - крыльчатка.13 - impeller.

Вертикальный электронасосный агрегат для перекачки расплавленного металла содержит раму 1, на которой установлены электропривод 2 и насос 3, погружаемый в расплавленный металл 4. Контактирующие с расплавленным металлом 4 детали насоса 3: напорная труба 5, рабочее колесо 6 и трансмиссия 7 выполнены из боросилицированного графита, стойкого к температурному и коррозионному воздействию расплавленного металла 4 и не вызывают его загрязнения. При этом рабочее колесо 6 выполнено в виде шнека 8 и соединено с валом 9 электропривода 2 через трансмиссию 7 и предохранительную муфту 10. Трансмиссия 7 установлена на двух подшипниковых опорах 11. Нижняя подшипниковая опора 11, расположенная выше сливного отверстия 12 напорной трубы 5, выполнена из конструкционной керамики, устойчивой к температурному и коррозионному воздействию расплавленного металла, например, из оксидной керамики на основе электрокорунда, карбида или нитрида кремния. Для повышения ресурса работы и предотвращения выброса паров The vertical electric pumping unit for pumping molten metal contains a frame 1 on which an electric drive 2 and a pump 3 are installed, immersed in the molten metal 4. Pump parts 3 in contact with the molten metal 4: pressure pipe 5, impeller 6 and transmission 7 are made of borosilicon graphite, resistant to temperature and corrosion effects of the molten metal 4 and do not cause pollution. In this case, the impeller 6 is made in the form of a screw 8 and is connected to the shaft 9 of the electric drive 2 through a transmission 7 and a safety clutch 10. The transmission 7 is mounted on two bearing supports 11. The lower bearing support 11 located above the drain hole 12 of the pressure pipe 5 is made of structural ceramics resistant to temperature and corrosion effects of molten metal, for example, from oxide ceramics based on electrocorundum, carbide or silicon nitride. To increase the service life and prevent the emission of vapors

металла наружу нижняя подшипниковая опора 11 выполнена с воздушным охлаждением, для чего над ней установлена крыльчатка 13, закрепленная на трансмиссии 7.metal outwardly, the lower bearing support 11 is air-cooled, for which an impeller 13 mounted on the transmission 7 is mounted above it.

Работа электронасосного агрегата происходит следующим образом.The operation of the electric pump unit is as follows.

Напорную трубу 5, рабочее колесо 6 и часть трансмиссии 7 электронасосного агрегата погружают в расплавленный металл 4 и выдерживают до выравнивания температуры.The pressure pipe 5, the impeller 6 and part of the transmission 7 of the electric pump unit are immersed in molten metal 4 and held until the temperature is equalized.

При включении электропривода 2 начинает вращаться вал 9, вращение от которого через трансмиссию 7 передается шнеку 8. При вращении шнека 8 происходит забор расплавленного металла 4 в напорную трубу 5, дальнейшее нагнетание и слив через сливное отверстие 12 в сторону потребителя.When the drive 2 is turned on, the shaft 9 begins to rotate, from which the screw 8 is transmitted through the transmission 7. When the screw 8 is rotated, the molten metal 4 is taken into the pressure pipe 5, further injection and discharge through the drain hole 12 towards the consumer.

Вращение трансмиссии 7 осуществляется в подшипниковых опорах 11, при этом нижняя, выполненная из конструкционной керамики, охлаждается воздухом благодаря вращению крыльчатки 13.The rotation of the transmission 7 is carried out in the bearing bearings 11, while the lower one, made of structural ceramics, is cooled by air due to the rotation of the impeller 13.

Предохранительная муфта исключает поломку насоса при случайном заклинивании ротора.A safety clutch prevents pump breakdown if the rotor is jammed accidentally.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет создать надежный и долговечный вертикальный электронасосный агрегат для перекачки расплавленного металла.Using the proposed utility model allows you to create a reliable and durable vertical pump unit for pumping molten metal.

Claims

1. The vertical electric pumping unit for pumping molten metal, containing a frame with an electric drive and a pump, characterized in that the pump parts in contact with the molten metal are made of borosilicon graphite, and the impeller is made in the form of a screw and connected to the electric drive shaft through a transmission and a safety a clutch, while the lower bearing support located above the drain hole is made of structural ceramics, resistant to temperature and corrosion effects of races lavlennogo metal.

2. The vertical pump assembly according to claim 1, characterized in that the pump screw and the lower bearing support are made of self-bonded silicon carbide or silicon nitride.

3. The vertical pump assembly according to claim 1, characterized in that the lower bearing support is made of oxide ceramic based on electrocorundum.

4. The vertical pump unit according to claim 1, characterized in that the impeller of the pump is made in the form of a twin screw auger.

5. The vertical electric pump assembly according to claim 1, characterized in that the impeller forms a slip pair with the walls of the pressure pipe with a gap of 0.05-2 mm.

6. The vertical pump assembly according to claim 1, characterized in that the lower bearing support is air-cooled.