RU71388U1

RU71388U1 - SEMI-SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP UNIT NHP

Info

Publication number: RU71388U1
Application number: RU2007132336/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Иванович Кошкин; Владимир Анатольевич Кустов; Анатолий Леонидович Скворцов; Евгений Александрович Жогин
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью "Энергопромагрегат" (ООО "ЭПА")
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2008-03-10

Abstract

Полезная модель направлена на максимальное увеличение срока службы электронасосного агрегата. Указанный технический результат достигается тем, что полупогружной центробежный электронасосный агрегат НХП, состоящий из вертикально установленного над опорной плитой корпуса верхнего подшипника, в котором вращается вал, с непосредственным приводом от электродвигателя через упругую муфту, с консольно установленным на погружной части вала рабочим колесом, с всасывающим патрубком на оси электронасосного агрегата и боковой напорной трубой, заканчивающейся фланцем над опорной плитой, которую устанавливают на крышке емкости с перекачиваемой жидкостью, отличается тем, что, корпус нижнего подшипника установлен также над опорной плитой, а вал изготавливают из высокопрочной углеродистой стали, поверхность которого в рабочей зоне содержит покрытие из легированной химически стойкой стали, при этом непогружная часть вала выполнена многоступенчатой, а отношение наибольшего диаметра непогружной части вала к длине его погружной части выбирают из интервала 9,3÷13,7.The utility model is aimed at maximizing the life of the electric pump unit. The specified technical result is achieved in that the NHP semi-submersible centrifugal pump assembly, consisting of a top bearing housing vertically mounted above the base plate in which the shaft rotates, is directly driven by an electric motor through an elastic coupling, with an impeller cantilever mounted on the immersion part of the shaft, with a suction a branch pipe on the axis of the electric pump unit and a side pressure pipe ending with a flange above the base plate, which is installed on the lid of the pumped tank fluid, characterized in that the lower bearing housing is also installed above the base plate, and the shaft is made of high-strength carbon steel, the surface of which in the working area contains a coating of alloyed chemically resistant steel, while the non-immersed part of the shaft is multi-stage, and the largest diameter ratio the non-immersed part of the shaft to the length of its immersed part is selected from the interval 9.3 ÷ 13.7.

Description

Полезная модель - полупогружной центробежный электронасосный агрегат НХП, относится к насосам, предназначенным для перекачивания химически активных жидкостей, содержащих мелкие твердые включения.A useful model is a semi-submersible centrifugal electric pump unit NHP, refers to pumps designed for pumping chemically active liquids containing small solid inclusions.

Безотказность работы и повышение срока службы насосов, использующихся в химическом производстве, достигают дополнительными конструктивными решениями усовершенствования быстроизнашивающихся деталей, а также использованием специальных материалов в зависимости от химической активности и других свойств перекачиваемых жидкостей.The failure-free operation and increase of the service life of pumps used in chemical production, achieve additional design solutions to improve wear parts, as well as the use of special materials depending on the chemical activity and other properties of the pumped fluids.

Известен многоступенчатый погружной центробежный насос, патент РФ №2250392, дата публикации: 2005.04.20, МКИ F04D 13/10, F04D 29/04, содержащий набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса, при этом в кольцевых канавках колес установлены прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов опорные шайбы, отличающийся тем, что опорные шайбы и пояски выполнены сферической формы.Known multistage submersible centrifugal pump, RF patent No. 2250392, publication date: 2005.04.20, MKI F04D 13/10, F04D 29/04, containing a set of stages assembled in a cylindrical housing and consisting of impellers with annular grooves and fixed guide vanes, having supporting belts and bores serving as radial bearings for the pump rotor, while in the annular grooves of the wheels, supporting washers adjacent to the supporting belts of the guide apparatus are installed, characterized in that the supporting washers and belts are made of a spherical shape.

Изобретение направлено на повышение ресурса погружного насоса при наличии в перекачиваемой жидкости абразивных частиц путем предохранения трущихся поверхностей ступиц направляющих аппаратов от износа, уменьшения вибрации ротора за счет центрирования его относительно направляющих аппаратов и разгрузки радиальных опор вала насоса независимо от изнашивания трущихся поверхностей радиально-опорных подшипников.The invention is aimed at increasing the resource of a submersible pump in the presence of abrasive particles in the pumped liquid by protecting the friction surfaces of the hubs of the guide vanes against wear, reducing the vibration of the rotor by centering it relative to the guide vanes and unloading the radial bearings of the pump shaft, regardless of the wear of the rubbing surfaces of the angular contact bearings.

Однако подшипники, расположенные в газовой среде работы насоса, также подвержены вероятности залива химически агрессивной жидкостью, что приводит к преждевременному выходу из строя, как подшипников, так и самого насоса.However, bearings located in the gas environment of the pump are also prone to being filled with chemically aggressive liquid, which leads to premature failure of both the bearings and the pump itself.

Известен, принятый за прототип, полупогружной насос ТХИ, «Каталог насосного оборудования», Энергопром ЗАО, Санкт-Перербург, стр 66-68, ...разрез насоса ТХИ представлен на сайте компании http://www.elcomspb.ni/katalog/n9xa_3.html, (копия прилагается). Агрегат типа ТХИ является центробежным вертикальным полупогружным насосом с консольно установленным рабочим колесом. Агрегат смонтирован на опорной плите и устанавливается на крышке бака, из которого он Well-known, adopted for the prototype, TCI semi-submersible pump, "Catalog of pumping equipment", Energoprom CJSC, St. Pererburg, pages 66-68, ... section of the TCI pump is presented on the company's website http://www.elcomspb.ni/katalog/ n9xa_3.html, (copy attached). The unit type TCI is a centrifugal vertical semi-submersible pump with a cantilever mounted impeller. The unit is mounted on a base plate and mounted on the lid of the tank, from which it

перекачивает жидкость. Подшипники насоса вынесены из перекачиваемой жидкости. Для защиты нижнего подшипника от паров перекачиваемой жидкости предусмотрен масляный затвор. Насос конструктивно состоит из корпуса, в котором на подшипниках вращается вал с крыльчаткой. Валы насоса и электродвигателя соединены полумуфтами резиновой звездочкой.pumping fluid. Pump bearings are removed from the pumped liquid. An oil shutter is provided to protect the lower bearing from the vapors of the pumped liquid. The pump structurally consists of a housing in which a shaft with an impeller rotates on bearings. The pump and motor shafts are connected by half-couplings with a rubber sprocket.

В данном насосе только верхний подшипник вынесен за пределы перекачиваемой жидкости и расположен над крышкой бака, однако нижний подшипник, расположенный под крышкой, подвержен воздействию газовой среды химической жидкости, сокращая срок службы насоса.In this pump, only the upper bearing is removed from the fluid being pumped and is located above the tank cap; however, the lower bearing located under the cap is exposed to the gaseous environment of the chemical fluid, shortening the life of the pump.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение срока службы электронасосного агрегата за счет конструктивных решений, позволяющих полностью устранить воздействие перекачиваемой жидкости и ее паров на верхний и нижний подшипники при его работе с сохранением глубины погружения до 1,5 м.The objective of the proposed technical solution is to increase the service life of the electric pump unit due to design solutions that completely eliminate the effect of the pumped liquid and its vapors on the upper and lower bearings during its operation while maintaining an immersion depth of up to 1.5 m.

Поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что в полупогружном центробежном электронасосном агрегате, состоящим из вертикально установленного над опорной плитой корпуса верхнего подшипника, в котором вращается вал, с непосредственным приводом от электродвигателя через упругую муфту, с консольно установленным на погружной части вала рабочим колесом, с всасывающим патрубком на оси электронасосного агрегата и боковой напорной трубой, заканчивающейся фланцем над опорной плитой, которую устанавливают на крышке емкости с перекачиваемой жидкостью, корпус нижнего подшипника установлен также над опорной плитой, а вал изготавливают из высокопрочной углеродистой стали, поверхность которого в рабочей зоне содержит покрытие из легированной химически стойкой стали, при этом непогружная часть вала выполнена многоступенчатой, а отношение наибольшего диаметра непогружной части вала к длине его погружной части выбирают из интервала 9,3÷13,7.The task and technical result are achieved due to the fact that in a semi-submersible centrifugal electric pump unit, consisting of a vertically mounted upper bearing housing in which the shaft rotates, directly driven by an electric motor through an elastic coupling, with a working console mounted on the immersion shaft a wheel, with a suction pipe on the axis of the electric pump unit and a side pressure pipe ending with a flange above the base plate, which is installed on the cover containers with pumped liquid, the lower bearing housing is also installed above the base plate, and the shaft is made of high-strength carbon steel, the surface of which in the working area contains a coating of alloyed chemically resistant steel, while the non-immersed part of the shaft is multi-stage, and the ratio of the largest diameter of the non-immersed part of the shaft to the length of its submersible part is selected from the interval 9.3 ÷ 13.7.

Эксплуатация полупогружных насосов прототипа - ТХИ показала, что их слабым местом является нижний подшипниковый узел, распложенный в газовой среде перекачиваемой жидкости. Работа данного узла в агрессивной газообразной среде и вероятный залив подшипника химической жидкостью приводит к преждевременному выходу из строя, как подшипника, так и насоса в целом, что влечет большие издержки при остановке химикотехнологического процесса.Operation of the semi-submersible prototype pumps - TCI showed that their weak point is the lower bearing assembly located in the gaseous medium of the pumped liquid. The operation of this unit in an aggressive gaseous environment and the possible filling of the bearing with chemical fluid leads to premature failure of both the bearing and the pump as a whole, which entails great costs when the chemical process is stopped.

Для увеличения надежности работы насоса нижний подшипниковый узел, как и верхний, вынесен из рабочей зоны и установлен над опорной плитой вне емкости с To increase the reliability of the pump, the lower bearing assembly, as well as the upper one, is removed from the working area and installed above the base plate outside the tank with

перекачиваемой жидкостью. Но для сохранения необходимой глубины погружения насоса до 1,5 м необходимо усилить подшипниковый узел и вал, что существенно увеличивает размеры вала, подшипника и, соответственно, самого насоса, что экономически нецелесообразно.pumped liquid. But to maintain the required immersion depth of the pump up to 1.5 m, it is necessary to strengthen the bearing assembly and shaft, which significantly increases the dimensions of the shaft, bearing and, accordingly, the pump itself, which is not economically feasible.

Обеспечение необходимого запаса прочности вала при увеличении консоли до 1,0-1,5 м достигается совокупностью новых признаков, а именно изготовлением вала из высокопрочной углеродистой стали, с последующим плакированием его в рабочей зоне материалами из легированной химически стойкой стали и выполнением непогружной части вала в виде увеличивающихся в диаметре ступеней, а интервал значений подобранного соотношения между размерами длины его погружной части и наибольшим диаметром ступени вала равное 9,3-13,7, является оптимальным, его запредельные значения в меньшую сторону приводят к увеличению материалоемкости, удорожанию и экономической нецелесообразности, а в большую - к потере прочности и надежности работы.Ensuring the necessary safety margin of the shaft when the console is increased to 1.0-1.5 m is achieved by a combination of new features, namely the manufacture of the shaft from high-strength carbon steel, followed by cladding it in the working area with materials made of alloyed chemically resistant steel and performing the non-immersed part of the shaft in in the form of steps that increase in diameter, and the range of values of the selected ratio between the lengths of its submersible part and the largest diameter of the shaft step is 9.3-13.7, is optimal, its Lower values lead to an increase in material consumption, a rise in price and economic inexpediency, and to a larger one - to a loss of strength and reliability.

Общий вид продольного сечения предлагаемой конструкции полупогружного центробежного электронасосного агрегата «НХП» представлен на чертеже.A general view of the longitudinal section of the proposed design of the semi-submersible centrifugal electric pump unit "NHP" is shown in the drawing.

На Фиг. изображен общий вид электронасосного агрегата «НХП», который содержит корпус 1, многоступенчатый вал насоса 2, рабочее колесо 3, электродвигатель 4, устанавливаемый на стойке 5, вал которого соединен с многоступенчатым валом насоса 2 посредством упругой муфты 6, всасывающую крышку 7, расположенную на оси насоса, боковую напорную трубку 8, заканчивающуюся отверстием в опорной плите 9, верхний подшипник 10, нижний подшипник 11, установленные над опорной плитой 9 в посадочных местах многоступенчатой части вала 2.In FIG. depicts a General view of the electric pump unit "NHP", which contains a housing 1, a multi-stage pump shaft 2, an impeller 3, an electric motor 4 mounted on a rack 5, the shaft of which is connected to the multi-stage shaft of the pump 2 by means of an elastic coupling 6, a suction cover 7 located on pump axis, lateral pressure tube 8, ending with a hole in the base plate 9, the upper bearing 10, the lower bearing 11 mounted above the base plate 9 in the seats of the multi-stage part of the shaft 2.

Установка нижнего подшипника вверху над опорной плитой влечет за собой необходимость утолщения консоли вала, увеличение его металлоемкости и стоимости. Поэтому в соответствии с предложенной полезной моделью, вал изготавливают из дешевой высокопрочной углеродистой стали, а легированной сталью, например 06ХН28МДТ, плакируют только рабочую зону вала, при этом количество легированной стали, применяемой для изготовления вала, не превышает 20 (%) от общего веса насоса. В результате обеспечивается работоспособность вала без его удорожания.The installation of the lower bearing above the base plate entails the need to thicken the shaft console, increasing its metal consumption and cost. Therefore, in accordance with the proposed utility model, the shaft is made of cheap high-strength carbon steel, and only the working area of the shaft is clad with alloy steel, for example 06XH28MDT, while the amount of alloy steel used to manufacture the shaft does not exceed 20 (%) of the total weight of the pump . The result is the operability of the shaft without increasing its cost.

Изменение конструкции насоса не усложнило сборку, разборку и эксплуатацию агрегата и не ухудшила допустимые показатели по уровню шума и вибрации, и при этом не требуется дополнительной защиты нижнего подшипника в виде масляного Changing the design of the pump did not complicate the assembly, disassembly and operation of the unit and did not worsen the acceptable levels of noise and vibration, and additional protection of the lower bearing in the form of an oil

затвора от попадания паров перекачиваемой жидкости в отличие от существующего прототипа.the shutter from the vapor of the pumped liquid in contrast to the existing prototype.

Конструкция предложенного агрегата НХП реально имеет увеличенный срок службы и эксплуатации, вдвое превышающий показатели прототипа - насоса ТХИ, что подтверждается результатами эксплуатации насосов НХП 45/31, НХП 90/49, НХП 250/40 на Череповецком химическом заводе «Аммофос».The design of the proposed NHP unit really has an extended service life and twice the performance of the prototype - TCI pump, which is confirmed by the results of operation of the NHP 45/31, NHP 90/49, NHP 250/40 pumps at the Ammophos Cherepovets Chemical Plant.

Claims

Semi-submersible centrifugal pump unit, consisting of a top bearing housing vertically mounted above the base plate, in which the shaft rotates, directly driven by an electric motor through an elastic coupling, with an impeller cantilever mounted on the shaft immersion part, with a suction pipe on the axis of the pump unit and a side pressure head a pipe ending with a flange above the base plate, which is installed on the lid of the tank with the pumped liquid, characterized in that the housing is lower a rosehip is installed above the base plate, the shaft is made of high-strength carbon steel, the surface of which in the working area contains a coating of alloyed chemically resistant steel, while the non-immersed part of the shaft is multistage, and the ratio of the largest diameter of the non-immersed part of the shaft to the length of its immersed part is selected from interval 9 , 3 ÷ 13.7.