RU85579U1

RU85579U1 - PUMP MAGNETIC DRIVE INSTALLATION

Info

Publication number: RU85579U1
Application number: RU2009115170/22U
Authority: RU
Inventors: Илья Леонидович Коробков; Михаил Леонидович Коробков
Original assignee: Клоян Омари Отариевич; Илья Леонидович Коробков; Михаил Леонидович Коробков; Лобанов Алексей Александрович
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-08-10

Abstract

1. Насосная магнитоприводная установка, включающая электродвигатель, корпус, расположенный внутри его вал, который установлен на радиальных подшипниках скольжения и соединенный по меньшей мере с одной ступенью насоса и магнитоприводным герметичным узлом, отличающаяся тем, что ступень насоса выполнена в виде насоса объемного типа с рабочими элементами, в которых материал пар трения имеет твердость не ниже твердости механических примесей перекачиваемой среды, вал насоса размещен по меньшей мере на двух радиальных подшипниках скольжения, а в осевом направлении зафиксирован двусторонним упорным подшипником, при этом ступень насоса расположена либо между радиальными подшипниками либо консольно. ! 2. Насосная магнитоприводная установка по п.1, отличающаяся тем, что ведущая магнитная полумуфта расположена непосредственно на валу электродвигателя. ! 3. Насосная магнитоприводная установка по п.1, отличающаяся тем, что на корпус насоса или электродвигателя соосно установлен дополнительный подшипниковый узел, на валу которого размещена ведущая магнитная полумуфта магнитоприводного узла.1. Pump magnetic drive installation, including an electric motor, a housing located inside its shaft, which is mounted on radial plain bearings and connected to at least one pump stage and a sealed magnetically driven assembly, characterized in that the pump stage is made in the form of a volumetric type pump with working elements in which the material of friction pairs has a hardness not lower than the hardness of mechanical impurities of the pumped medium, the pump shaft is placed on at least two radial plain bearings , and in the axial direction is fixed by a double-sided thrust bearing, while the pump stage is located either between the radial bearings or cantilever. ! 2. Pump magnetic drive installation according to claim 1, characterized in that the leading magnetic coupling is located directly on the shaft of the electric motor. ! 3. The pump magnetic drive installation according to claim 1, characterized in that an additional bearing assembly is coaxially mounted on the pump or electric motor housing, on the shaft of which there is a leading magnetic coupling half of the magnetic drive assembly.

Description

Предлагаемая установка относится к насосостроению и используется для перекачивания мультифазных сред, содержащих механические примеси, а также жидкостей с плотностью ниже 800 кГ/м³ в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.The proposed installation relates to pump engineering and is used for pumping multiphase media containing mechanical impurities, as well as liquids with a density below 800 kg / m ³ in the oil, chemical and other industries.

Известна установка с герметичным насосом, у корпусе которого размещено рабочее колесо, приводимое во вращение цилиндрической магнитной муфтой, ведущая полумуфта которой соединена с приводным валом электродвигателя, а ведомая изготовлена за одно целое с рабочим колесом и установлена на подшипниках скольжения. Ведомая полумуфта расположена внутри герметичного тонкостенного металлического стакана, охватываемого ведущей полумуфтой (Патент РФ на полезную модель №57846, F04D 13/01, 2006 г.).A known installation with a sealed pump, the housing of which has an impeller driven by a cylindrical magnetic coupling, the driving coupling of which is connected to the drive shaft of the electric motor, and the driven one is made in one piece with the impeller and mounted on sliding bearings. The driven coupling half is located inside a sealed thin-walled metal cup covered by the leading coupling half (RF Patent for Utility Model No. 57846, F04D 13/01, 2006).

Однако, известная установка не предназначена для перекачивания газожидкостных смесей с содержанием свободного газа более 15%, не позволяет осуществлять регулирование расхода перекачиваемой среды без потерь рабочего давления и к.п.д., а также реверсирование потока перекачиваемой среды.However, the known installation is not intended for pumping gas-liquid mixtures with a free gas content of more than 15%, it does not allow controlling the flow rate of the pumped medium without loss of operating pressure and efficiency, as well as reversing the flow of the pumped medium.

Наиболее близкой к заявляемой является установка, включающая герметичный магнитоприводной центробежный насос, состоящий из корпуса, ротора с каналом в валу, рабочим колесом и ведомой магнитной полумуфтой, вращающейся в подшипнике скольжения (Патент РФ на полезную модель №3011, F04D 3/00, 1996 г.)Closest to the claimed is the installation, including a sealed magnetic drive centrifugal pump, consisting of a housing, a rotor with a channel in the shaft, an impeller and a driven magnetic coupling half rotating in a plain bearing (RF Patent for utility model No. 3011, F04D 3/00, 1996 .)

Установка известной конструкции не предназначена для длительного перекачивания смесей и сред с высоким содержанием механических примесей из-за гидроабразивного износа элементов при высоких скоростях, а также газожидкостных смесей с содержанием свободного газа более 15%.The installation of the known design is not intended for prolonged pumping of mixtures and media with a high content of mechanical impurities due to hydroabrasive wear of elements at high speeds, as well as gas-liquid mixtures with a free gas content of more than 15%.

Кроме того, использование центробежного насоса в подобных установках не дает возможности реверсирования потока перекачиваемой среды, регулирования расхода указанной среды без потерь рабочего давления и к.п.д. Для такого насоса снижение плотности перекачиваемой среды приводит к снижению напорно-расходных характеристик. А применение литых корпусных деталей со сложной обработкой приводит к низкой технологичности известной конструкции.In addition, the use of a centrifugal pump in such installations does not allow reversing the flow of the pumped medium, controlling the flow rate of the specified medium without loss of operating pressure and efficiency For such a pump, a decrease in the density of the pumped medium leads to a decrease in pressure-flow characteristics. And the use of cast body parts with complex processing leads to low manufacturability of the known design.

Техническая задача заключается в расширении функциональных возможностей установки путем обеспечения перекачивания мультифазных сред с механическими примесями, а также жидкостей с плотностью ниже 800 кГ/м³, обеспечении регулирования расхода перекачиваемых сред без потерь рабочего давления и к.п.д., а также реверсировании потока перекачиваемых сред с сохранением заданных выходных параметров при одновременном повышении технологичности изготовления, упрощении и унификации конструкции установки.The technical task is to expand the functionality of the installation by providing the pumping of multiphase media with mechanical impurities, as well as liquids with a density below 800 kg / m ³ , providing control of the flow of the pumped media without loss of working pressure and efficiency, as well as reversing the flow pumped media with preservation of the specified output parameters while improving the manufacturability, simplification and unification of the installation design.

Сущность полезной модели заключается в том, что в насосной магнитоприводной установке, включающей электродвигатель, корпус, расположенный внутри его вал, который установлен на радиальных подшипниках скольжения и соединенный по меньшей мере с одной ступенью насоса и магнитоприводным герметичным узлом, согласно 1-му пункту формулы, ступень насоса выполнена в виде насоса объемного типа с рабочими элементами, в которых материал пар трения имеет твердость не ниже твердости механических примесей перекачиваемой среды, вал насоса размещен по меньшей мере на двух радиальных подшипниках скольжения, а в осевом направлении зафиксирован двусторонним упорным подшипником, при этом ступень насоса расположена либо между радиальными подшипниками либо консольно.The essence of the utility model lies in the fact that in a magnetic pumping installation, including an electric motor, a housing located inside its shaft, which is mounted on radial plain bearings and connected to at least one pump stage and a magnetically tight drive assembly, according to the first paragraph of the formula, the pump stage is made in the form of a volumetric type pump with working elements in which the material of friction pairs has a hardness not lower than the hardness of mechanical impurities of the pumped medium, the pump shaft is placed on enshey least two radial sliding bearings, and axially fixed bilateral thrust bearing, the pump stage or disposed between the radial bearing or cantilevered.

Согласно 2-му пункту формулы ведущая магнитная полумуфта располагается непосредственно на валу электродвигателя. Согласно 3-му пункту формулы на корпус насоса или электродвигателя соосно может быть установлен дополнительный подшипниковый узел, на валу которого размещена ведущая магнитная полумуфта магнитоприводного узла.According to the second paragraph of the formula, the leading magnetic coupling half is located directly on the motor shaft. According to the third paragraph of the formula, an additional bearing assembly can be mounted coaxially on the pump or electric motor housing, on the shaft of which there is a leading magnetic coupling half of the magnetic drive assembly.

Ступень в виде насоса объемного типа имеет ряд преимуществ по сравнению со ступенью центробежного насоса, а именно - расход пропорционален оборотам вала при постоянном давлении на выходе, высокие к.п.д. и напор при малых габаритах установки. Такая ступень позволяет перекачивать мультифазные среды с механическими примесями благодаря исключению образования застойных зон внутри ступени и возможности использования твердосплавных материалов при изготовлении рабочих элементов (пар трения), а также перекачивать жидкости с плотностью ниже 800 кГ/м³.The stage in the form of a volumetric pump has several advantages compared with the stage of a centrifugal pump, namely, the flow rate is proportional to the speed of the shaft at a constant outlet pressure, high efficiency and pressure with small installation dimensions. Such a stage allows pumping multiphase media with mechanical impurities due to the elimination of the formation of stagnant zones inside the stage and the possibility of using carbide materials in the manufacture of working elements (friction pairs), as well as pumping liquids with a density below 800 kg / m ³ .

Расположение ступени насоса между радиальными подшипниками позволяет организовать рациональную схему нагружения подшипников, а консольное расположение дает удобство монтажа и ремонта. Оба варианта обеспечивают необходимую технологичность изготовления, упрощение и унификацию конструкции установки.The location of the pump stage between the radial bearings allows you to organize a rational loading scheme of the bearings, and the cantilever arrangement provides ease of installation and repair. Both options provide the necessary manufacturability, simplification and unification of the installation design.

Вал насоса зафиксирован в осевом направлении двухсторонним упорным подшипником, что обеспечивает реверсивность, т.е. работоспособность установки не зависимо от направления действия перепада давления.The pump shaft is axially fixed with a double-sided thrust bearing, which ensures reversibility, i.e. the operation of the installation is independent of the direction of action of the differential pressure.

Если не предполагается замена электродвигателя установки, то ведущая полумуфта должна быть размещена непосредственно на валу электродвигателя. В случае необходимости изменения параметров и замены электродвигателя на корпус насоса или электродвигателя соосно устанавливают дополнительный подшипниковый узел, на валу которого размещена ведущая магнитная полумуфта магнитоприводного узла. В последнем случае нет необходимости замены ведущей магнитной полумуфты, что повышает технологичность заявляемой конструкции.If it is not intended to replace the unit’s electric motor, then the drive coupling half should be placed directly on the electric motor shaft. If it is necessary to change the parameters and replace the electric motor, an additional bearing assembly is coaxially mounted on the pump or electric motor housing, on the shaft of which there is a leading magnetic coupling half of the magnetic drive assembly. In the latter case, there is no need to replace the leading magnetic coupling half, which increases the manufacturability of the claimed design.

На фиг.1 представлена заявляемая установка с расположением ступени насоса между радиальными подшипниками. На фиг.2 - установка со ступенью насоса, расположенной консольно на конце вала. На фиг.3 показан вариант выполнения заявляемой установки с дополнительным подшипниковым узлом.Figure 1 presents the inventive installation with the location of the pump stage between the radial bearings. Figure 2 - installation with a pump stage located cantilever at the end of the shaft. Figure 3 shows an embodiment of the inventive installation with an additional bearing unit.

Насосная магнитоприводная установка размещена на раме 1 и включает приводной электродвигатель 2 с размещенной на его валу 3 ведущей магнитной полумуфтой 4, магнитоприводного узла (не обозначен), насоса 5, состоящего из вала 6, расположенного на радиальных подшипниках 7 и зафиксированного в осевом направлении двумя упорными подшипниками 8 ступени насоса объемного типа 9 и ведомой магнитной полумуфты 10, зафиксированных на валу 6, и цилиндрического корпуса 11. Рабочие элементы (пары трения) объемной ступени 9 насоса 5 изготовлены из твердосплавного материала типа карбида вольфрама, кобальта, титана. Цилиндрическая гайка 12 жестко фиксирует в цилиндрическом корпусе 11 ступень насоса объемного типа 9,обечайку 13 с одним из радиальных подшипников 7 и двусторонним упорным подшипником 8. Крышка 14 выполнена с выходным каналом 15. Герметизирующий стакан 16 установлен между магнитными полумуфтами 4 и 10. Входной патрубок 17 имеет входной канал 18. Ведущая магнитная полумуфта 4 может располагаться на валу 19 дополнительного подшипникового узла 20, который соосно закреплен на цилиндрическом корпусе 12 и посредством механической муфты 21 соединен с валом 3 электродвигателя 2.The pump magnet drive installation is located on the frame 1 and includes a drive motor 2 with a leading magnetic coupling 4 located on its shaft 3, a magnetic drive assembly (not indicated), and a pump 5 consisting of a shaft 6 located on radial bearings 7 and axially fixed by two thrust bearings bearings 8 of the pump stage of the volumetric type 9 and the driven magnetic coupling half 10 fixed on the shaft 6 and the cylindrical housing 11. The working elements (friction pairs) of the volumetric stage 9 of the pump 5 are made of carbide About material like tungsten carbide, cobalt, titanium. A cylindrical nut 12 rigidly fixes in the cylindrical housing 11 a stage pump of a volumetric type 9, a casing 13 with one of the radial bearings 7 and a double-sided thrust bearing 8. The cover 14 is made with an output channel 15. A sealing cup 16 is installed between the magnetic coupling halves 4 and 10. The inlet pipe 17 has an input channel 18. The leading magnetic coupling 4 can be located on the shaft 19 of the additional bearing assembly 20, which is coaxially mounted on the cylindrical housing 12 and is connected to the shaft 3 by means of a mechanical coupling 21 lektrodvigatelya 2.

Заявляемая установка работает следующим образом.The inventive installation operates as follows.

При включении установки электродвигатель 2 вращает ведущую магнитную полумуфту 4, которая бесконтактным способом благодаря действию магнитов (не показаны) через герметизирующий стакан 16 передает вращение на ведомую магнитную полумуфту 10 и, соответственно, на вал 6 насоса 5. При вращении ступени насоса объемного типа 9 осуществляется преобразование механической энергии вращения в гидравлическую энергию перекачиваемой среды, которая в зависимости от направления вращения двигается либо от канала 18 к каналу 15, либо в обратном направлении, омывая радиальные подшипники 7 и двусторонний упорный подшипник 8, смазывая и охлаждая их.When the unit is turned on, the electric motor 2 rotates the leading magnetic coupling half 4, which in a non-contact way due to the action of magnets (not shown) through the sealing cup 16 transmits rotation to the driven magnetic coupling half 10 and, accordingly, to the shaft 6 of the pump 5. When rotating the pump stage of the volumetric type 9, the conversion of mechanical rotation energy into hydraulic energy of the pumped medium, which, depending on the direction of rotation, moves either from channel 18 to channel 15, or in the opposite direction, o ing to the radial bearings 7 and 8 two-way thrust bearing, lubricating and cooling them.

В зависимости от направления потока перекачиваемой среды осевая нагрузка на вал 6, вызванная перепадом давлений, меняет направление и воспринимается соответствующим упорным подшипником 8.Depending on the direction of flow of the pumped medium, the axial load on the shaft 6, caused by the pressure drop, changes direction and is perceived by the corresponding thrust bearing 8.

Claims

1. Pump magnetic drive installation, including an electric motor, a housing located inside its shaft, which is mounted on radial plain bearings and connected to at least one pump stage and a sealed magnetically driven assembly, characterized in that the pump stage is made in the form of a volumetric type pump with working elements in which the material of friction pairs has a hardness not lower than the hardness of mechanical impurities of the pumped medium, the pump shaft is placed on at least two radial plain bearings , and in the axial direction is fixed by a double-sided thrust bearing, while the pump stage is located either between the radial bearings or cantilever.

2. Pump magnetic drive installation according to claim 1, characterized in that the leading magnetic coupling is located directly on the shaft of the electric motor.

3. The pump magnetic drive installation according to claim 1, characterized in that an additional bearing assembly is coaxially mounted on the pump or electric motor housing, on the shaft of which there is a leading magnetic coupling half of the magnetic drive assembly.