UA9378U

UA9378U - Centrifugal pump

Info

Publication number: UA9378U
Application number: UAU200502874U
Authority: UA
Inventors: Ivan Stepanovych Skuba; Mykola Ivanovych Sotnyk; Mykola Ivanovych Protas
Original assignee: Ivan Stepanovych Skuba; Mykola Ivanovych Sotnyk; Mykola Ivanovych Protas
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2005-09-15

Abstract

A centrifugal pump has a body, frame parts as sections, guide apparatuses, inlet and pressure covers, those are connected with tension pins, a rotor, this is installed on the bearings, it has a shaft, with the working wheels fixed on it, and a unit for hydraulic unloading of axial force, this is arranged as an unloading drum; at that in the inlet cover slide bearing is placed, and at the side of the outer end, between the shaft and the inner cylindrical surface of the cover, a chamber is formed,this is connected to the pressure cavity of one of the working wheels with axial and radial channels arranged in the shaft.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Технічне рішення, віддентровий насос належить до галузі машинобудування і може використовуватись в 2 насосах, конструктивна схема яких має вмонтовану і виносну підшипникові опори.The technical solution, the vented pump belongs to the field of mechanical engineering and can be used in 2 pumps, the structural scheme of which has built-in and remote bearing supports.

Відомий насос |1), який містить корпусні деталі, які є основою. Корпусні деталі виконані у вигляді секцій, напрямних апаратів, вхідної і вихідної кришок, і скріплені ссяжними шпильками. Є ротор, установлений на підшипниках ковзання, які установлені зовні і на відстані від торцевих кришок. Ротор має вал, з закріпленими на ньому робочими колесами і пристрій гідравлічного розвантаження осьової сили, виконаний у 70 вигляді гідроп'яти.A pump |1) is known, which contains the housing parts that are the basis. Body parts are made in the form of sections, guide devices, input and output covers, and are fastened with collapsible pins. There is a rotor mounted on slide bearings that are mounted outside and at a distance from the end caps. The rotor has a shaft with working wheels fixed on it and a device for hydraulic unloading of the axial force, made in the form of a hydroheel.

Також відомий насос |2), який має корпус, всередині якого установлені корпусні деталі у вигляді секцій, напрямних апаратів, вхідної і напірної кришок. Пристрій гідравлічного розвантаження осьової сили цього насоса, виконаний у вигляді барабана.The pump |2) is also known, which has a case, inside which case parts are installed in the form of sections, guide devices, inlet and pressure covers. The device for hydraulic unloading of the axial force of this pump is made in the form of a drum.

Загальним недоліком вказаних вище насосів є їх компоновка, якою передбачено розміщення підшипників 712 ковзання за межами корпуса При цьому подовжується база, а значить - збільшується похибка установки підшипників, довжина і габарити кожного насоса.The general disadvantage of the above-mentioned pumps is their arrangement, which provides for the placement of bearings 712 sliding outside the housing. At the same time, the base is lengthened, which means that the error of installing the bearings, the length and dimensions of each pump increases.

Крім того, збільшується прогинання вала між двома підшипниковими опорами, що негативно впливає на ущільнення і на зазори між статорною і роторною частинами, обумовлюючи, при цьому підвищену віброактивність роторної системи. Це призводить до погіршення надійності роботи кінцевих ущільнень, підвищенню витікання і погіршення робочих характеристик насоса. Суттєвим недоліком є те, що змащування підшипників ковзання здійснюється окремою маслоустановкою.In addition, the deflection of the shaft between two bearing supports increases, which negatively affects the sealing and the clearances between the stator and rotor parts, causing, at the same time, increased vibration activity of the rotor system. This leads to a deterioration in the reliability of the end seals, an increase in leakage and a deterioration in the performance of the pump. A significant disadvantage is that the sliding bearings are lubricated by a separate oil installation.

Для усунення вказаних недоліків, поставлена задача, створити відцентровий насос з вмонтованим у вхідну кришку підшипником ковзання.To eliminate the indicated shortcomings, the task was set to create a centrifugal pump with a sliding bearing mounted in the inlet cover.

Для вирішення поставленої задачі, заявляється відцентровий насос що має корпус і/або корпусні деталі у вигляді секцій, напрямних апаратів, вхідну і напірну кришки, скріплені стяжними шпильками, ротор, в установлений на підшипниках, який містить вал, з закріпленими на ньому робочими колесами і пристрій гідравлічного розвантаження осьової сили, виконаний у вигляді розвантажувального барабана.In order to solve the given problem, a centrifugal pump is claimed that has a body and/or body parts in the form of sections, guide devices, inlet and pressure covers fastened with tie pins, a rotor mounted on bearings, which contains a shaft, with working wheels fixed on it and a device for hydraulic unloading of axial force, made in the form of an unloading drum.

Запропонований відцентровий насос відрізняється від відомого тим, що у вхідній кришці розміщений підшипник ковзання, а з боку зовнішнього торця, між валом і внутрішньою циліндричною поверхнею кришки со утворена камера, з'єднана з напірною порожниною одного з робочих коліс осьовим і радіальним каналами, ре виконаними у валу. Крім того, ротор може бути оснащений передвключеним колесом, напірний бік якого гідравлічно з'єднаний з камерою. ШеThe proposed centrifugal pump differs from the known one in that a sliding bearing is placed in the inlet cover, and on the 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 the shaft In addition, the rotor can be equipped with a pre-activated wheel, the pressure side of which is hydraulically connected to the chamber. She

До того ж, на торці вала установлена ковпачкова гайка з радіальними отворами, гідравлічно з'єднаними з ду осьовим каналом і камерою. 325 Перелічені вище відрізняючі ознаки є новими, необхідними і достатніми для досягнення позитивного результату, а саме: - у вхідній кришці розміщений підшипник ковзання. Враховуючи те, що внутрішній бік вхідної кришки має « випуклість, спрямовану в робочу порожнину насоса, а зовнішній бік - плоский, причому кришка знаходиться під тиском, то розрахована товщина кришки буде значною. Тому, в кришці виконана циліндрична порожнина для 70 установлення зовнішньої втулки підшипника ковзання, що дозволило ефективніше використати товщину кришки с в запропонованому технічному рішенні; з» - з боку зовнішнього торця підшипника, між валом і внутрішньою циліндричною поверхнею кришки утворена камера. Таке технічне рішення дозволяє не тільки конструктивно виконати та оптимально розмістити підшипник ковзання, а також утворити з боку зовнішнього торця підшипника, камеру для накопичення і подавання рідини для змащення і охолодження. Крім того, в камері рідина для змащення і охолодження, що вийшла з осьового іш каналу, змінює напрямок, і надходить на підшипник. оз Отже, нескладним технічним рішенням здійснено перетікання рідини з осьового каналу в радіальний зазор, утворений робочими поверхнями підшипника ковзання; 7 - камера з'єднана з напірною порожниною одного з робочих коліс осьовим і радіальним каналами, со 20 виконаними у валу. Таке з'єднання дозволило використати різницю тиску робочої рідини в напірній порожнині одного з робочих коліс і тиску на вході в насос. Осьовий і радіальні канали забезпечують надходження рідини в камеру і далі - в робочий зазор підшипника; - ротор оснащений передвключеним колесом. Це дозволяє використати технічне рішення, що заявляється і в конструкціях насосів, що мають передвключені колеса;In addition, a cap nut with radial holes hydraulically connected to the axial channel and chamber is installed on the end of the shaft. 325 The distinguishing features listed above are new, necessary and sufficient to achieve a positive result, namely: - a sliding bearing is placed in the input cover. Considering that the inner side of the inlet cover has a bulge directed into the working cavity of the pump, and the outer side is flat, and the cover is under pressure, the calculated thickness of the cover will be significant. Therefore, a cylindrical cavity is made in the cover for 70 installation of the outer sleeve of the sliding bearing, which made it possible to more effectively use the thickness of the cover c in the proposed technical solution; z" - on the side of the outer end of the bearing, a chamber is formed between the shaft and the inner cylindrical surface of the cover. Such a technical solution allows not only to construct and optimally place the sliding bearing, but also to form a chamber for the accumulation and supply of lubrication and cooling liquid on the outer end of the bearing. In addition, in the chamber, the liquid for lubrication and cooling, which came out of the axial channel, changes direction and enters the bearing. оз So, by a simple technical solution, the liquid flows from the axial channel into the radial gap formed by the working surfaces of the sliding bearing; 7 - the chamber is connected to the pressure cavity of one of the working wheels by axial and radial channels, with 20 made in the shaft. Such a connection made it possible to use the difference in the pressure of the working fluid in the pressure cavity of one of the impellers and the pressure at the pump inlet. Axial and radial channels ensure the flow of liquid into the chamber and further - into the working gap of the bearing; - the rotor is equipped with a pre-engaged wheel. This allows you to use the technical solution that is also claimed in pump designs with pre-connected wheels;

Со» - напірний бік передвключеного колеса гідравлічно з'єднаний з камерою. Передвключене колесо створює напір рідини і таким же чином, як і робоче колесо, забезпечує надходження рідини під тиском в канали, камеру і на підшипник; - на торці вала установлена ковпачкова гайка з радіальними отворами, гідравлічно з'єднаними з осьовим каналом і камерою. Враховуючи те, що напір передвключеного колеса значно менший, ніж будь-якого з робочих 60 коліс і необхідне змащення та охолодження підшипника може бути не забезпечене, на торці вала установлена ковпачкова гайка з радіальними отворами. Це дозволяє, завдяки відцентровій силі підвищити тиск рідини, що надходить на змащення і охолодження підшипника.So" - the pressure side of the pre-activated wheel is hydraulically connected to the chamber. The pre-loaded wheel creates fluid pressure and, in the same way as the working wheel, ensures the flow of liquid under pressure into the channels, the chamber and onto the bearing; - a cap nut with radial holes hydraulically connected to the axial channel and chamber is installed on the end of the shaft. Given that the pressure of the pre-engaged wheel is much less than that of any of the working 60 wheels and the necessary lubrication and cooling of the bearing may not be provided, a cap nut with radial holes is installed on the end of the shaft. This allows, thanks to the centrifugal force, to increase the pressure of the fluid supplied to lubricate and cool the bearing.

Всі ознаки, що відрізняють заявлюване технічне рішення від відомого, як самостійно, так і в сукупності нерозривно пов'язані і знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з позитивним результатом, що досягається і бо який дозволяє на високому технічному рівні здійснити розробку нової конструкції віддентрового насоса.All the features that distinguish the claimed technical solution from the known one, both independently and collectively, are inextricably linked and are in a cause-and-effect relationship with the positive result that is achieved and which allows for the development of a new design of pump

Таким чином, використання відрізняючих ознак дозволило перенести підшипник ковзання, установлений зовні насоса в середину корпусної деталі, тобто - в кришку, забезпечивши при цьому в комплексі його охолодження і змащення. Це дозволило вкоротити вал, зменшити відстань між підшипниками, підвищити тим самим, динамічну стійкість ротора і зменшити в цілому габарити насоса та його вагу.Thus, the use of distinguishing features made it possible to transfer the slide bearing installed outside the pump to the middle of the body part, that is, to the cover, while ensuring its cooling and lubrication in the complex. This made it possible to shorten the shaft, reduce the distance between the bearings, thus increase the dynamic stability of the rotor and reduce the overall dimensions of the pump and its weight.

Заявлюване технічне рішення, відцентровий насос, пояснюється кресленнями.The claimed technical solution, a centrifugal pump, is explained by drawings.

На Фіг.1 схематично зображений насос в розрізі, корпус якого складається з корпусних деталей.Figure 1 schematically shows a pump in section, the body of which consists of body parts.

На Фіг.2 схематично зображений насос з суцільним корпусом і передвключеним колесом.Fig. 2 schematically shows a pump with a solid body and a pre-connected wheel.

На Фіг.3 - виноска 1. 70 Заявлюваний відцентровий насос має корпус 1 і/або корпусні деталі у вигляді секцій 2, напрямних апаратівFig. 3 - footnote 1. 70 The claimed centrifugal pump has a body 1 and/or body parts in the form of sections 2, guide devices

З, вхідної і напірної кришок 4, 5, скріплених стяжними шпильками 6. Ротор насоса, установлений на підшипниках 7, 8, і складається він з вала 9 з закріпленими на ньому робочими колесами 10 і пристрій гідравлічного розвантаження осьової сили, виконаний у вигляді гідроп'яти 11 або розвантажувального барабана 12. У вхідній кришці 4 розміщений підшипник 7 ковзання, а з боку зовнішнього його торця, між валом 9 і внутрішньою 7/5 циліндричною поверхнею кришки 4 утворена камера 13, що з'єднана з напірною порожниною 14 одного з робочих коліс 10, осьовим і радіальними каналами 15, 16, виконаними у валу 9.With, inlet and pressure covers 4, 5, fastened with tie pins 6. The pump rotor is mounted on bearings 7, 8, and it consists of a shaft 9 with fixed on it working wheels 10 and a device for hydraulic unloading of axial force, made in the form of hydrop shaft 11 or unloading drum 12. A sliding bearing 7 is placed in the input cover 4, and on the side of its outer end, between the shaft 9 and the inner 7/5 cylindrical surface of the cover 4, a chamber 13 is formed, which is connected to the pressure cavity 14 of one of the working wheels 10, axial and radial channels 15, 16, made in the shaft 9.

Крім того, ротор насоса може бути оснащений передвключеним колесом 17, напірний бік 18 якого, гідравлічно з'єднаний з камерою 13. При цьому, на торці вала 9 установлена ковпачкова гайка 19 з радіальними отворами 20, гідравлічно з'єднана з осьовим каналом 15 і камерою 13.In addition, the pump rotor can be equipped with a pre-engaged wheel 17, the pressure side 18 of which is hydraulically connected to the chamber 13. At the same time, a cap nut 19 with radial holes 20 is installed on the end of the shaft 9, hydraulically connected to the axial channel 15 and camera 13.

Відцентровий насос працює так.A centrifugal pump works like this.

На робоче колесо 10 першого ступеню, надходить робоча рідина. Далі, по каналах напрямного апарата 3, рідина подається на робоче колесо другого ступеня. Пройшовши через всі ступені, рідина спрямовується на вихід з насоса. По ходу проходження рідини, після кожного колеса, в напірній порожнині 14, тиск рідини збільшується. Частина рідини під тиском надходить в радіальні і осьові канали 16, 15, вала 9. Рідина, що вийшла з осьового каналу 15, надходить в камеру 13, всередині якої змінює напрямок і спрямовується на підшипник 7 ковзання. Через радіальний зазор підшипника 7, рідина надходить до вхідної порожнини насоса. -The working fluid enters the working wheel 10 of the first stage. Further, through the channels of the guide apparatus 3, the liquid is supplied to the second-stage impeller. After passing through all the stages, the liquid is directed to the exit from the pump. As the liquid passes, after each wheel, in the pressure cavity 14, the pressure of the liquid increases. Part of the liquid under pressure enters the radial and axial channels 16, 15, shaft 9. The liquid that came out of the axial channel 15 enters the chamber 13, inside which it changes direction and is directed to the sliding bearing 7. Through the radial clearance of the bearing 7, the liquid enters the inlet cavity of the pump. -

В процесі проходження через радіальний зазор, рідина змащує та охолоджує робочі поверхні підшипника 7 ковзання, тиск й знижується, але він більший від тиску рідини, що подається на колесо першого ступеня, забезпечуючи перетікання рідини. со зо У випадку, коли відцентровий насос має передвключене колесо 17, напірний його бік 18 створює тиск рідини, частина якої також спрямовується в радіальні та осьовий канали 16, 15. Рідина з осьового каналу 15 попадає в - ковпачкову гайку 19 і під дією відцентрової сили, через отвори 20 спрямовується до підшипника 7. В даному с випадку тиск рідини збільшується гайкою 19, що обертається.In the process of passing through the radial gap, the liquid lubricates and cools the working surfaces of the sliding bearing 7, the pressure also decreases, but it is greater than the pressure of the liquid supplied to the wheel of the first stage, ensuring the flow of liquid. со со In the case when the centrifugal pump has a pre-activated wheel 17, its pressure side 18 creates liquid pressure, part of which is also directed into the radial and axial channels 16, 15. The liquid from the axial channel 15 enters the cap nut 19 and under the action of centrifugal force , through the holes 20 is directed to the bearing 7. In this case, the fluid pressure is increased by the rotating nut 19.

Таким чином, нехватка тиску рідини, створеного передвключеним колесом 17 і втрата його в каналах, МеThus, the lack of fluid pressure created by the pre-activated wheel 17 and its loss in the channels, Me

Зз5 Компенсується ковпачковою гайкою 19.Зз5 Compensated by cap nut 19.

Дане технічне рішення забезпечує надійне охолодження і змащення підшипника ковзання, так як при вході рідини в радіальні канали, відбувається процес сепарації. Тобто, при наявності механічних домішок, під дією « відцентрової сили, вони тангенційно віддаляються від обертового вала. Таким чином, в радіальні канали надходить чиста рідина. ЗThis technical solution provides reliable cooling and lubrication of the sliding bearing, since when the fluid enters the radial channels, a separation process occurs. That is, in the presence of mechanical impurities, under the action of "centrifugal force", they move tangentially away from the rotating shaft. Thus, clean liquid enters the radial channels. WITH

Технічне рішення, що заявляється, дозволяє виконати поставлену задачу, одночасно покращити умови с експлуатації, зменшити масу та габарити насоса.The proposed technical solution allows you to fulfill the task, at the same time improve operating conditions, reduce the mass and dimensions of the pump.

Відцентровий насос конструтивно вдосконалений, його можливо практично виготовити і для цього не ;» потрібно спеціального обладнання, пристроїв і інструментів.The centrifugal pump is constructively improved, it can be practically manufactured even for this purpose;" special equipment, devices and tools are required.

Джерела інформації: 1. Марцинковский В.С. и Ворона П.Н., Насосьі атомньїх злектростанций. М, Знергоатомиздат, 1987, с.66,Sources of information: 1. Marcinkovsky V.S. and P.N. Vorona, Pumps of nuclear power stations. M, Znergoatomizdat, 1987, p. 66,

Ге) рис.2.30. 2. Малюшенко В.В. и Михайлов А.К., Монтаж знергетических насосов ТЗС и АЗС, М, Знергоатомиздат, 1989, о с.33, рис.18 - прототип. -І сво 070Ge) Fig. 2.30. 2. Malyushenko V.V. and A.K. Mykhaylov, Installation of deenergizing pumps of TZS and gas stations, M, Znergoatomizdat, 1989, p. 33, fig. 18 - prototype. - And his 070

Claims

The formula of the invention

1. Centrifugal pump having a body and/or body parts in the form of sections, guide devices, inlet and pressure covers fastened with tie pins, a rotor mounted on bearings, which contains a shaft with C;o55 fixed on it working wheels and a device hydraulic unloading of the axial force, made in the form of an unloading drum, which is distinguished by the fact that a sliding bearing is placed in the input cover, and on the side of the 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 working wheels axial and radial channels made in the shaft. in

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with a pre-engaged wheel, the pressure side of which is hydraulically connected to the chamber.

C. Centrifugal pump according to claim 1, which is characterized by the fact that a cap nut with radial holes hydraulically connected to the axial channel and the chamber is installed on the end of the shaft. b5