RU106682U1 - VERTICAL CENTRIFUGAL PUMP - Google Patents

Abstract

1. Вертикальный центробежный насос, содержащий наружный корпус (стакан) с входным патрубком, выемную часть, включающую напорный корпус с выходным патрубком, напорную крышку, отводящее устройство, одно рабочее колесо двустороннего входа (одноступенчатый) или одно рабочее колесо двустороннего входа с последующими одним (двухступенчатый) или двумя (трехступенчатый) рабочими колесами одностороннего входа с направляющими аппаратами, переводные каналы, вал, опорами которого являются верхний опорно-упорный подшипник качения и нижний подшипник скольжения, торцовое уплотнение, отличающийся тем, что перед рабочим колесом двустороннего входа размещены предвключенные осевые колеса, отвод рабочего колеса двустороннего входа выполнен в виде направляющего аппарата и переводных каналов, отводящее устройство расположено в напорном корпусе в виде последовательно расположенных направляющего аппарата и кольцевого отвода цилиндрической или сферической формы, устройство разгрузки осевых сил выполнено в виде заднего уплотнения рабочего колеса концевой ступени и трубопровода разгрузки, соединенного с входным трубопроводом насоса. ! 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что предвключенные осевые колеса выполнены с выступом, расположенным на тыльной поверхности лопасти. ! 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцовое уплотнение обеспечено вспомогательным уплотнением и устройством гидроциклонной очистки для подачи очищенной перекачиваемой среды в камеру торцового уплотнения. ! 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцовое уплотнение выполнено двойным. 1. A vertical centrifugal pump containing an outer casing (cup) with an inlet pipe, a withdrawal part including a pressure casing with an outlet pipe, a pressure cap, a discharge device, one impeller of a two-way entrance (single-stage) or one impeller of a two-way entrance with the following one ( two-stage) or two (three-stage) impellers of a one-way entrance with guide vanes, transfer channels, a shaft, the bearings of which are the upper thrust roller bearing and the lower bearings sliding, mechanical seal, characterized in that upstream axial wheels are placed in front of the impeller of the double-sided input, the exhaust impeller of the double-sided input is made in the form of a guide apparatus and transfer channels, the tap device is located in the pressure housing in the form of sequentially arranged guide apparatus and an annular cylindrical or spherical shape, the axial force unloading device is made in the form of a rear seal of the impeller of the end stage and the discharge pipe ki connected to the pump inlet. ! 2. The pump according to claim 1, characterized in that the upstream axle wheels are made with a protrusion located on the back surface of the blade. ! 3. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal is provided with an auxiliary seal and a hydrocyclone cleaning device for supplying a purified pumped medium to the mechanical seal chamber. ! 4. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal is double.

Description

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к вертикальным центробежным насосам, и может быть использована для подачи нефти и нефтепродуктов в системах магистральных трубопроводов для обеспечения бескавитационной работы магистральных насосов, а также для технологических перекачек на объектах насосных станций.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely to vertical centrifugal pumps, and can be used to supply oil and oil products in main piping systems to ensure cavitation-free operation of main pumps, as well as for technological transfer at pumping station facilities.

Известен насос вертикальный, двухкорпусный с рабочим колесом двустороннего входа с возможной установкой последующих одного (двухступенчатый) или двух (трехступенчатый) рабочих колес одностороннего входа с направляющими аппаратами. Насос содержит наружный корпус (стакан) с приваренным к нему входным патрубком. Выемная часть насоса включает напорный корпус со сварным выходным патрубком, спиральный отвод от рабочего колеса двустороннего входа, направляющие аппараты горшкового типа для двухступенчатого и трехступенчатого насосов, рабочие колеса, размещенные на валу. Остаточные осевые силы воспринимаются верхним опорно-упорным подшипником качения на жидкой масляной смазке. Нижний подшипник скольжения смазывается перекачиваемой средой. Концевое уплотнение вала - торцового типа. [Worthington vertical centrifugal, double suction pumps. Каталог фирмы Worthington, - Италия, 1984, - с.4, 5]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.Known vertical pump, double-casing with an impeller of a two-way entrance with the possible installation of the subsequent one (two-stage) or two (three-stage) impellers of a one-way entrance with guide vanes. The pump contains an outer casing (cup) with an inlet pipe welded to it. The extraction part of the pump includes a pressure head housing with a welded outlet pipe, a spiral outlet from the impeller of the two-way inlet, pot-type guiding devices for two-stage and three-stage pumps, and impellers located on the shaft. The residual axial forces are perceived by the upper thrust ball bearing on liquid oil lubricant. The lower plain bearing is lubricated by the fluid handled. The shaft end seal is a face type. [Worthington vertical centrifugal, double suction pumps. The catalog of the company Worthington, - Italy, 1984, - p.4, 5]. This pump design is selected as a prototype for the claimed object.

Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие показателям надежности и долговечности по следующим причинам:The operating experience of these pumps shows their inconsistency with reliability and durability for the following reasons:

- требования по показателям кавитационного запаса достигаются удлинением насоса, и соответственно увеличением его массы, что приводит к дополнительным капитальным затратам потребителя;- the requirements for indicators of cavitation stock are achieved by lengthening the pump, and, accordingly, by increasing its mass, which leads to additional capital costs for the consumer;

- применение конструкции одинарного торцового уплотнения при отсутстии подачи очищенной от механических примесей перекачиваемой среды в камеру торцового уплотнения не позволяет гарантировать требуемые показатели надежности и долговечности указанного узла;- the use of a single mechanical seal design in the absence of supply of a pumped medium cleaned from mechanical impurities to the mechanical seal chamber does not guarantee the required reliability and durability of the specified node;

- использование для разгрузки осевых сил только опорно-упорного подшипника;- the use of axial forces for unloading only thrust bearing;

- конструкция спирального отвода после рабочего колеса двустороннего входа не в полной мере уменьшает радиальную нагрузку на ротор.- the design of the spiral outlet after the impeller of the bilateral entrance does not fully reduce the radial load on the rotor.

В основу полезной модели поставлена задача создания вертикального центробежного насоса, в котором, путем введения новых конструктивных элементов и нового исполнения существующих конструктивных элементов, достигаются уменьшение массы и габаритных размеров насоса, снижение капитальных затрат потребителя, снижение утечек перекачиваемой среды, снижение нагрузок на ротор, повышение срока эксплуатации торцового уплотнения, в результате чего обеспечивается технический результат, заключающийся в повышении экономичности, надежности и долговечности насоса.The utility model is based on the task of creating a vertical centrifugal pump, in which, by introducing new structural elements and a new version of existing structural elements, a decrease in the mass and overall dimensions of the pump, lower consumer capital costs, reduce leakage of the pumped medium, reduce rotor loads, increase the life of the mechanical seal, as a result of which a technical result is provided, which consists in increasing profitability, reliability and dol ovechnosti pump.

Поставленная задача достигается тем, что в вертикальном центробежном насосе, содержащем наружный корпус (стакан) с входным патрубком, выемную часть, включающую напорный корпус, одно рабочее колесо двустороннего входа с возможным размещением последующих одного или двух рабочих колес одностороннего входа с направляющими аппаратами, размещенных на валу, опорами которого являются верхний опорно-упорный подшипник качения и нижний подшипник скольжения, переводные каналы, торцовое уплотнение, согласно полезной модели вводятся:The problem is achieved in that in a vertical centrifugal pump containing an outer casing (cup) with an inlet pipe, a withdrawal part including a pressure casing, one impeller of two-way entry with the possible placement of the next one or two impellers of one-way inlet with guide vanes placed on a shaft, the bearings of which are the upper thrust ball bearing and the lower plain bearing, transfer channels, mechanical seal, according to the utility model are introduced:

- осевые предвключенные колеса с возможным выполнением выступа на тыльной поверхности лопасти;- axial upstream wheels with a possible protrusion on the back surface of the blade;

- комбинированный отвод от первой ступени в виде направляющего аппарата и переводных каналов;- combined tap from the first stage in the form of a guide apparatus and transfer channels;

- составное отводящее устройство насоса в виде направляющего аппарата концевой ступени и кольцевого отвода цилиндрической или сферической формы;- a composite pump outlet in the form of an end stage guide device and an annular tap of a cylindrical or spherical shape;

- устройство разгрузки осевых сил, включающее заднее уплотнение рабочего колеса концевой ступени и трубопровод разгрузки, соединенный с входным трубопроводом насоса;- an axial force unloading device, including a rear end-impeller seal and an unloading pipe connected to the pump inlet pipe;

- одинарное торцовое уплотнение со вспомогательным уплотнением и с устройством гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, подаваемой в камеру торцового уплотнения, или двойное торцовое уплотнение.- a single mechanical seal with an auxiliary seal and with a device for hydrocyclone cleaning of the pumped medium supplied to the mechanical seal chamber, or a double mechanical seal.

Применение осевых предвключенных колес, устанавливаемых перед рабочим колесом двустороннего входа, обеспечивает необходимый для устойчивой работы насоса кавитационный запас при пониженных по сравнению с прототипом массе, габаритных размерах и капитальных затратах потребителя. Возможное выполнение выступа на тыльной поверхности лопасти снижает интенсивность кавитационного разрушения предвключенных колес, улучшает кавитационно-эрозионные свойства насоса. Снижение кавитационного воздействия в таких колесах происходит за счет интенсивного вихреобразования за выступом, с присущим такой форме течения возвратным потоком. В режиме кавитации, когда в вихревой зоне образуется каверна, этот возвратный поток выполняет функцию защитного слоя. В свою очередь каверна за выступом предохраняет поверхность лопасти от основной каверны, образующейся на входной кромке.The use of axial upstream wheels installed in front of the impeller of the two-way inlet provides the cavitation stock necessary for the pump to operate stably with a lower mass, overall dimensions and capital costs of the consumer compared to the prototype. The possible implementation of the protrusion on the back surface of the blade reduces the intensity of cavitation destruction of the upstream wheels, improves the cavitation-erosion properties of the pump. The cavitation effect in such wheels is reduced due to the intensive vortex formation behind the protrusion, with a return flow inherent to such a form of flow. In cavitation mode, when a cavity forms in the vortex zone, this return flow acts as a protective layer. In turn, the cavity behind the protrusion protects the surface of the blade from the main cavity formed at the inlet edge.

Выполнение комбинированного отвода от первой ступени в виде направляющего аппарата и переводных каналов и составного отводящего устройства, расположенного в напорном корпусе в виде направляющего аппарата концевой ступени и кольцевого отвода цилиндрической или сферической формы, обеспечивает снижение радиальной нагрузки на ротор вследствие уменьшения несимметричности эпюр давления за рабочим колесом и расширяет диапазон работы насоса с высоким к.п.д. в сторону подач, меньших и больших расчетной подачи. Кроме того, конструкция отводящего устройства, состоящего из направляющего аппарата и кольцевого отвода цилиндрической формы, обладает минимальными габаритами, а конструкция отводящего устройства, состоящего из направляющего аппарата и кольцевого отвода сферической формы, дополнительно обеспечивает еще более высокий уровень экономичности по сравнению с предыдущим вариантом.Performing a combined tap from the first stage in the form of a guide apparatus and transfer channels and a composite tap located in the pressure housing in the form of a guide apparatus of the end stage and an annular tap of a cylindrical or spherical shape, reduces the radial load on the rotor due to the reduction of the asymmetry of pressure plots behind the impeller and expands the pump range with high efficiency towards feeds, smaller and larger rated feeds. In addition, the design of the diverting device, consisting of a guide apparatus and an annular tap of cylindrical shape, has minimal dimensions, and the design of the diverting device, consisting of a guiding device and an annular tap of spherical shape, additionally provides an even higher level of economy compared to the previous version.

Использование устройства разгрузки осевых сил в виде заднего уплотнения рабочего колеса концевой ступени с трубопроводом разгрузки, соединенным с входным трубопроводом насоса, компенсирует осевое усилие, действующее на ротор.The use of an axial force unloading device in the form of a rear end impeller seal with an unloading pipe connected to the pump inlet compensates for the axial force acting on the rotor.

Применение одинарного торцового уплотнения с вспомогательным уплотнением и при этом снабженного устройством гидроциклонной очистки перекачиваемой среды, подаваемой в камеру торцового уплотнения для смазки и охлаждения пары трения, или двойного торцового уплотнения гарантирует надежность и долговечность, существенное повышение ресурса работы узла.The use of a single mechanical seal with an auxiliary seal and at the same time equipped with a hydrocyclone cleaning device for the pumped medium supplied to the mechanical seal chamber for lubrication and cooling of a friction pair, or a double mechanical seal guarantees reliability and durability, significantly increasing the service life of the assembly.

Таким образом, использование совокупности приведенных признаков заявляемой модели обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении экономичности, надежности и долговечности насоса.Thus, the use of a combination of the above features of the claimed model provides a technical result, which consists in increasing the efficiency, reliability and durability of the pump.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунком, на котором представлен продольный разрез вертикального центробежного насоса.The inventive utility model is illustrated in the figure, which shows a longitudinal section of a vertical centrifugal pump.

Вертикальный центробежный насос содержит наружный корпус (стакан) 1 с входным патрубком, закрепленный шпильками 2 и уплотнительным резиновым кольцом 3 с выемной частью насоса. Выемная часть насоса включает подвод 4, корпус с переводными каналами 5, обтекатель 6, переходник 7, секции 8 и 9, корпус напорный 10, крышку напорную 11, фонарь промежуточный 12, фонарь двигателя 13, направляющий аппарат 14 рабочего колеса двустороннего входа 15 (первая ступень) и направляющий аппарат 16 рабочего колеса одностороннего входа 17 (одно или два), предвключенные колеса 18 с выступом на тыльной поверхности лопасти, размещенные на валу 19. Опорами вала являются верхний опорно-упорный подшипник качения 20 с жидкой масляной смазкой, охлаждаемой перекачиваемой средой по змеевику 21, и нижний гидродинамический подшипник скольжения 22.The vertical centrifugal pump contains an outer casing (cup) 1 with an inlet pipe secured with pins 2 and a rubber sealing ring 3 with a pump outfeed. The extraction part of the pump includes a supply 4, a housing with transfer channels 5, a fairing 6, an adapter 7, sections 8 and 9, a pressure housing 10, a pressure cover 11, an intermediate lamp 12, a motor lamp 13, a guiding device 14 of the impeller of the double-sided input 15 (first step) and a directing device 16 of the impeller of a single-sided input 17 (one or two), upstream wheels 18 with a protrusion on the rear surface of the blade, located on the shaft 19. The bearings of the shaft are the upper thrust bearing 20 with liquid oil lubricated by ekachivaemoy medium through the coil 21, and a lower hydrodynamic slide bearing 22.

Для разгрузки осевого усилия служит разгрузочный поршень, включающий заднее уплотнение рабочего колеса 17 концевой ступени и трубопровод разгрузки, соединенный со входным трубопроводом. В качестве концевого уплотнения вала 19 применено уплотнение торцового типа 23 с вспомогательным уплотнением 24, размещенным в корпусе уплотнения 25, крепящемуся шпильками к напорной крышке 11 (возможно двойное торцовое уплотнение). Из устройства гидроциклонной очистки 26, расположенного на напорном корпусе 10, осуществляется подача очищенной перекачиваемой среды посредством трубопровода 27 и отверстий в корпусе торцового уплотнения 25 в камеру торцового уплотнения 23. Нижний подшипник скольжения 22 смазывается очищенной перекачиваемой средой, подводимой в пару трения по линии отбора от первой ступени.To unload the axial force, an unloading piston is used, including a rear seal of the impeller 17 of the end stage and an unloading pipe connected to the inlet pipe. As the end seal of the shaft 19, a mechanical seal 23 is used with an auxiliary seal 24 located in the seal housing 25, which is fastened with pins to the pressure cap 11 (a double mechanical seal is possible). From the hydrocyclone cleaning device 26 located on the pressure housing 10, the cleaned pumped medium is supplied through the pipe 27 and the holes in the body of the mechanical seal 25 to the chamber of the mechanical seal 23. The lower sliding bearing 22 is lubricated by the cleaned pumped medium supplied to the friction pair along the selection line from first stage.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 19 от приводного двигателя перекачиваемая среда поступает во входной патрубок корпуса наружного 1, подвод 4, подвод корпуса 5, далее на лопасти предвключенных колес 18, лопатки рабочего колеса двустороннего входа первой ступени 15, направляющий аппарат первой ступени 14, по переводным трубам корпуса 5, обтекателю 6 и переходнику 7, секцию 8, рабочее колесо 17 концевой ступени и из направляющего аппарата 16 концевой ступени выходит в напорный патрубок напорного корпуса 10 под давлением, создаваемым рабочими колесами 15, 17.The pump operates as follows. When the shaft 19 is rotated from the drive motor, the pumped medium enters the inlet pipe of the outer casing 1, inlet 4, inlet of the casing 5, then to the blades of the upstream wheels 18, the blades of the impeller of the two-sided input of the first stage 15, the guide apparatus of the first stage 14, through the transfer pipes of the casing 5, the fairing 6 and the adapter 7, section 8, the impeller 17 of the end stage and from the guide apparatus 16 of the end stage goes into the pressure pipe of the pressure housing 10 under the pressure created by the impellers 15, 17.

Использование предлагаемой конструкции насоса обеспечивает повышение экономичности, надежности и долговечности по сравнению с прототипом.Using the proposed pump design provides increased efficiency, reliability and durability compared with the prototype.

Claims (4)

1. Вертикальный центробежный насос, содержащий наружный корпус (стакан) с входным патрубком, выемную часть, включающую напорный корпус с выходным патрубком, напорную крышку, отводящее устройство, одно рабочее колесо двустороннего входа (одноступенчатый) или одно рабочее колесо двустороннего входа с последующими одним (двухступенчатый) или двумя (трехступенчатый) рабочими колесами одностороннего входа с направляющими аппаратами, переводные каналы, вал, опорами которого являются верхний опорно-упорный подшипник качения и нижний подшипник скольжения, торцовое уплотнение, отличающийся тем, что перед рабочим колесом двустороннего входа размещены предвключенные осевые колеса, отвод рабочего колеса двустороннего входа выполнен в виде направляющего аппарата и переводных каналов, отводящее устройство расположено в напорном корпусе в виде последовательно расположенных направляющего аппарата и кольцевого отвода цилиндрической или сферической формы, устройство разгрузки осевых сил выполнено в виде заднего уплотнения рабочего колеса концевой ступени и трубопровода разгрузки, соединенного с входным трубопроводом насоса.1. A vertical centrifugal pump containing an outer casing (cup) with an inlet pipe, a withdrawal part including a pressure casing with an outlet pipe, a pressure cap, a discharge device, one impeller of a two-way entrance (single-stage) or one impeller of a two-way entrance with the following one ( two-stage) or two (three-stage) impellers of a one-way entrance with guide vanes, transfer channels, a shaft, the bearings of which are the upper thrust roller bearing and the lower bearings sliding, mechanical seal, characterized in that upstream axial wheels are placed in front of the impeller of the double-sided input, the exhaust impeller of the double-sided input is made in the form of a guide apparatus and transfer channels, the tap device is located in the pressure housing in the form of sequentially arranged guide apparatus and an annular cylindrical or spherical shape, the axial force unloading device is made in the form of a rear seal of the impeller of the end stage and the discharge pipe ki connected to the pump inlet. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что предвключенные осевые колеса выполнены с выступом, расположенным на тыльной поверхности лопасти.2. The pump according to claim 1, characterized in that the upstream axle wheels are made with a protrusion located on the back surface of the blade. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцовое уплотнение обеспечено вспомогательным уплотнением и устройством гидроциклонной очистки для подачи очищенной перекачиваемой среды в камеру торцового уплотнения.3. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal is provided with an auxiliary seal and a hydrocyclone cleaning device for supplying a purified pumped medium to the mechanical seal chamber. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцовое уплотнение выполнено двойным.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal is double.