RU2327903C1 - Pumping unit - Google Patents
Pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327903C1 RU2327903C1 RU2006140903/06A RU2006140903A RU2327903C1 RU 2327903 C1 RU2327903 C1 RU 2327903C1 RU 2006140903/06 A RU2006140903/06 A RU 2006140903/06A RU 2006140903 A RU2006140903 A RU 2006140903A RU 2327903 C1 RU2327903 C1 RU 2327903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- pump unit
- pump
- plate
- stops
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к насосным агрегатам для подачи топлива в силовую установку летательного аппарата.The invention relates to pumping units for supplying fuel to an aircraft power plant.
Известен насосный агрегат для подачи топлива в силовую установку летательного аппарата, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода перекачиваемого топлива, приводной вал, установленный в корпусе на радиальных подшипниках, центробежный насос высокого давления, включающий рабочую камеру и рабочее колесо с лопатками, установленное в рабочей камере и закрепленное на приводном валу, пусковой вихревой насос, включающий рабочее колесо, закрепленное на приводном валу, общем с центробежным насосом высокого давления (патент США №3576375, МПК F01D 13/00, НКИ 415-018, 415-143, 1971 г.) - аналог.Known pumping unit for supplying fuel to the aircraft power plant, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging the pumped fuel, a drive shaft mounted in the housing on radial bearings, a high-pressure centrifugal pump comprising a working chamber and an impeller with vanes mounted in the working chamber and mounted on the drive shaft, a starting vortex pump, comprising an impeller mounted on the drive shaft, in common with a centrifugal high pressure pump (US patent No. 3576375, PC F01D 13/00, NKI 415-018, 415-143, 1971) - similar.
Недостатком известного решения является то, что при работе центробежного насоса высокого давления и пускового вихревого насоса, закрепленных на общем приводном валу, возникают большие осевые и радиальные нагрузки, воздействующие на приводной вал и через него на радиальные подшипники приводного вала. Так как подшипники приводного вала смазываются и охлаждаются частью потока перекачиваемого топлива, которая возвращается в общий поток перекачиваемого топлива, подаваемый в силовую систему летательного аппарата, то наличие некомпенсированных радиальных и осевых нагрузок, действующих на приводной вал, приводит к дополнительному нагреву топлива в насосном агрегате и снижению ресурса работы насосного агрегата.A disadvantage of the known solution is that during operation of a high-pressure centrifugal pump and a starting vortex pump, mounted on a common drive shaft, large axial and radial loads occur, affecting the drive shaft and through it to the radial bearings of the drive shaft. Since the bearings of the drive shaft are lubricated and cooled by a part of the pumped fuel stream, which returns to the general stream of pumped fuel supplied to the aircraft power system, the presence of uncompensated radial and axial loads acting on the drive shaft leads to additional heating of the fuel in the pump unit and reducing the life of the pump unit.
Известен насосный агрегат, содержащий корпус со статором и элементами для подвода и вывода рабочей среды и ротор, включающий приводной вал и размещенный на нем насос постоянной производительности, содержащий рабочее колесо и насос переменной производительности, содержащий ведущий диск с лопатками и покрывной диск, закрепленные на приводном валу, а также расположенный между ними ведомый диск с пазами, выполненный с возможностью перемещения по отношению к ведущему диску (патент РФ №2187707, МПК6 F04D 13/12, 2001 г.) - прототип.A known pump assembly comprising a housing with a stator and elements for supplying and outputting a working medium and a rotor including a drive shaft and a constant-flow pump placed on it, comprising an impeller and a variable displacement pump, comprising a drive disk with vanes and a cover disk mounted on the drive the shaft, as well as a driven disk with grooves located between them, made with the possibility of movement relative to the leading disk (RF patent No. 2187707, IPC6 F04D 13/12, 2001) - prototype.
Известный насосный агрегат снабжен средствами для разгрузки осевых и радиальных сил, действующих на приводной вал, что существенно снижает подогрев топлива в насосном агрегате. Однако, так как все основные элементы системы подачи топлива, включая пусковой насос, смонтированы на общем приводном валу, в известном насосном агрегате сложно оптимизировать режимы работы всех типов насосов, установленных на общем приводном валу, что приводит к дополнительному подогреву топлива и низкой надежности и долговечности работы насосного агрегата.The known pump unit is equipped with means for unloading axial and radial forces acting on the drive shaft, which significantly reduces the heating of the fuel in the pump unit. However, since all the main elements of the fuel supply system, including the starting pump, are mounted on a common drive shaft, it is difficult to optimize the operating modes of all types of pumps installed on a common drive shaft in a known pump unit, which leads to additional heating of the fuel and low reliability and durability pump unit operation.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и долговечности насосного агрегата путем оптимизации режимов работы его отдельных элементов, разгрузки опор ротора от действия неуравновешенных осевых сил и снижение за счет этого температуры топлива в системе.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability and durability of the pump unit by optimizing the operation modes of its individual elements, unloading the rotor bearings from unbalanced axial forces and thereby reducing the fuel temperature in the system.
Указанный технический результат достигается тем, что в насосном агрегате, содержащем корпус со статором и элементами подвода и вывода рабочей среды и ротор, включающий приводной вал и размещенный на нем насос постоянной производительности, содержащий рабочее колесо и насос переменной производительности, содержащий ведущий диск с лопатками и покрывной диск, закрепленные на приводном валу, а также расположенный между ними ведомый диск с пазами, выполненный с возможностью перемещения по отношению к ведущему диску, статор дополнительно содержит упоры, покрывной диск выполнен с кольцевым выступом, контактирующим с частью поверхности ведомого диска, в котором размещено уплотнительное кольцо, установленное с возможностью перемещения относительно кольцевого выступа покрывного диска при перемещении ведомого диска по отношению к ведущему диску, причем ведущий диск и один из упоров, а также покрывной диск и другой из упоров установлены с образованием полости между ведущим диском и одним из упоров и другой полости - между покрывным диском и другим из упоров, а между ведущим и покрывным дисками также образована полость, полости организованы с возможностью гидравлического соединения с элементами подвода и вывода рабочей среды.The specified technical result is achieved by the fact that in the pumping unit, comprising a housing with a stator and elements for supplying and outputting a working medium and a rotor, including a drive shaft and a constant-flow pump placed on it, containing an impeller and a variable-speed pump, containing a driving disk with blades and a cover disk mounted on the drive shaft, as well as a driven disk with grooves located between them, movable with respect to the drive disk, the stator additionally holds the stops, the cover disk is made with an annular protrusion in contact with a part of the surface of the driven disk, in which there is a sealing ring that is mounted to move relative to the ring ledge of the cover disk when the driven disk is moved relative to the leading disk, the drive disk and one of the stops, and also the cover disk and the other of the stops are installed with the formation of a cavity between the drive disk and one of the stops and the other cavity - between the cover disk and the other of the stops, and between the lead and Cavity disks also form a cavity; the cavities are organized with the possibility of hydraulic connection with the elements of supply and output of the working medium.
В насосном агрегате центробежный насос постоянной производительности может дополнительно содержать, по меньшей мере, одно рабочее колесо, установленное на приводном валу.In a pumping unit, a centrifugal pump of constant capacity may further comprise at least one impeller mounted on the drive shaft.
В насосном агрегате лопатки ведущего диска и пазы ведомого диска выполнены с возможностью их контакта при перемещении ведущего и ведомого дисков, причем глубина пазов ведомого диска может быть выбрана из условия обеспечения полного перекрытия их лопатками ведущего диска и не превышает толщину ведомого диска.In the pumping unit, the blades of the leading disk and the slots of the driven disk are made with the possibility of their contact when moving the leading and driven drives, and the depth of the grooves of the driven disk can be selected from the condition of ensuring their overlapping by the blades of the driving disk and does not exceed the thickness of the driven disk.
В насосном агрегате полость между ведущим диском и одним из упоров и полость между покрывным диском и другим из упоров могут быть соединены с выходом насоса постоянной производительности, а вход насоса переменной производительности может быть соединен с патрубком для подвода рабочей жидкости в насосный агрегат.In the pump unit, the cavity between the drive disk and one of the stops and the cavity between the cover disk and the other of the stops can be connected to the output of a constant capacity pump, and the variable pump output can be connected to the nozzle for supplying the working fluid to the pump unit.
В насосном агрегате элементами для подвода рабочей жидкости в насосный агрегат может являться входной патрубок, кольцевая камера, окно и выполненные в корпусе каналы, а элементами вывода могут быть каналы, образующие выходную полость и выходной патрубок.In the pump unit, the elements for supplying the working fluid to the pump unit may be an inlet pipe, an annular chamber, a window and channels made in the housing, and output elements may be channels forming an outlet cavity and an outlet pipe.
В насосном агрегате ведущий диск с лопатками может быть выполнен либо в виде одной детали, либо может представлять собой неразъемное соединение.In the pump unit, the drive disk with the blades can be made either as a single part, or it can be an integral connection.
В насосном агрегате уплотнительное кольцо может быть установлено с возможностью перемещения по образующей относительно кольцевого выступа покрывного диска при перемещении ведомого диска по отношению к ведущему диску.In the pump unit, the o-ring can be installed with the ability to move along the generatrix relative to the annular protrusion of the cover disk when moving the driven disk relative to the leading disk.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1-6, гдеThe invention is illustrated in figures 1-6, where
- на фиг.1 изображен продольный разрез насосного агрегата высокого давления в положении, когда ведомый диск максимально приближен к ведомому диску;- figure 1 shows a longitudinal section of a high-pressure pump unit in the position when the driven disk is as close as possible to the driven disk;
- На фиг.2 изображен в увеличенном масштабе разрез верхней части насоса переменной производительности;- Figure 2 shows on an enlarged scale a section of the upper part of a variable displacement pump;
- На фиг.3 изображен в разрезе фрагмент ведущего диска с лопаткой и ведомого диска с пазом;- Figure 3 shows a sectional view of a fragment of a leading disk with a blade and a driven disk with a groove;
- На фиг.4 изображен в плане на ведущий диск центробежного насоса переменной производительности;- Figure 4 is a plan view of a drive disk of a variable displacement centrifugal pump;
- На фиг.5 изображен вид в плане на ведомый диск насоса переменной производительности;- Figure 5 shows a plan view of a driven disk of a variable displacement pump;
- На фиг.6 изображен продольный разрез насосного агрегата высокого давления в положении, когда ведомый диск максимально удален от ведущего диска.- Figure 6 shows a longitudinal section of a high-pressure pump unit in the position when the driven disk is as far as possible from the master disk.
Насосный агрегат имеет корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, герметично соединенных друг с другом. Ротор насосного агрегата состоит из приводного вала 3, на котором установлены рабочие колеса 4 и 5 центробежного насоса постоянной производительности и насос 6 переменной производительности. Насос 6 переменной производительности содержит ведущий диск 7, лопатки 8 (фиг.3 и 6), выполненные, например, в виде неразъемного соединения с ведущим диском, покрывной диск 9, закрепленный на приводном валу 3 и установленный симметрично ведущему диску 7 по отношению к лопаткам 8, и ведомый диск 10, установленный между ведущим диском 7 и покрывным диском 9 с возможностью перемещения вдоль приводного вала 3 по отношению к ведущему диску 7 и снабженный пазами 11 (фиг.3), в которые входят лопатки 8 ведущего диска 7 при сближении ведущего диска 7 и ведомого диска 10. На ведомом диске 10 установлено уплотнительное кольцо 12, выполненное с возможностью перемещения по кольцевому выступу покрывного диска 9 при перемещении ведомого диска 10 по отношению к ведущему диску 7. Между частью поверхности ведомого диска 10 и частью поверхности покрывного диска 9 образована полость переменного давления 48.The pump unit has a housing consisting of two
На ведущем диске 7 и покрывном диске 9 размещены подшипниковые втулки 13 и 14. Вход насоса 6 переменной производительности соединен с входным патрубком 15 насосного агрегата посредством кольцевой камеры 16 и окна 17.Bearing
Для герметизации внутренних полостей корпуса насосного агрегата на приводном валу 3 установлены уплотнительные кольца 18 и 19, между которыми размещена распорная втулка, а в части 2 корпуса установлен узел торцевых уплотнений 20.To seal the internal cavities of the housing of the pumping unit, O-
В частях корпуса 1 и 2 смонтирован статор, состоящий из корпуса 21 подшипникового левого, корпуса 22 подшипникового правового и кольцевой проставки 23, в которой выполнены диффузорные каналы 50, связанные с отводом 25 для вывода рабочей жидкости. В корпусах 21 и 22 запрессованы подшипниковые втулки 26 и 27. К корпусу 21 подшипниковому левому крепится упор 28, а к корпусу подшипниковому 22 правому крепится упор 29. В корпусе 21 подшипниковом левом установлены лопаточные аппараты 30 и 31, обеспечивающие последовательное прохождение рабочей жидкости через рабочие колеса 4 и 5 центробежного насоса постоянной производительности. Приводной вал 3 соединен с рессорой 32, через которую осуществляется привод насосного агрегата. Осевое перемещение ротора насосного агрегата ограничивается подшипниковыми втулками 13 и 14 и упорами 28 и 29, установленными с образованием между ними зазоров 35 и 36, причем их суммарная ширина (35+36) может быть равна, например, 0,3-0,35 мм. Ведущий диск 7 и упор 28, покрывной диск 9 и упор 29, а также сами покрывной диск и ведущий диск установлены с образованием между ними полостей 37, 38, 51 и 41, организованных с возможностью их гидравлического соединения с элементами подвода и вывода рабочей среды. Элементами подвода рабочей среды являются входной патрубок 15, кольцевая камера 16, окно 17 и каналы 40 и 24 в корпусе насосного агрегата. Возможность гидравлического соединения обуславливается в том числе и тем, что часть поверхности ведущего диска 7 и часть поверхности покрывного диска 9 образуют с внутренней поверхностью кольцевой проставки 23 полость 41, величина которой может быть, например, 0,1-0,145 мм. Между частью корпуса насосного агрегата и корпусом подшипниковым правым 22 образована полость 42, которая через каналы системы управления (на чертежах не показана) соединена с выходной полостью 25. Полость 42 посредством каналов 43, выполненных в подшипниковых втулках 14 и 27 и покрывном диске 9, выполнена с возможностью сообщения с полостью 48. Между корпусом насосного агрегата, частью поверхности корпуса 22 подшипника правого и подшипниковых втулок 14 и 27 образована полость 44, связанная с входным патрубком агрегата 15.In the parts of the
Элементами вывода рабочей среды являются каналы, например полости 38, 41, 37 и 51, а также выходной патрубок 45.The output elements of the working medium are channels, for
Между упором 28 и корпусом 21 подшипника левого образована полость 46, сообщающаяся с каналом 40 для подвода рабочей среды от насоса постоянной производительности.Between the
Заявляемый насосный агрегат позволяет обеспечить при своей работе достижение заявляемого технического результата при его работе в диапазоне давления 20-80 атм.The inventive pump unit allows you to ensure during its work the achievement of the claimed technical result when it operates in the pressure range of 20-80 atm.
Конструкция насосного агрегата предусматривает возможность работы в двух вариантах.The design of the pump unit provides for the possibility of working in two versions.
При малых потребных расходах (до 3950 л/час) подача рабочей среды осуществляется рабочими колесами 4 и 5 центробежного насоса постоянной производительности. При этом лопатки 8 ведущего диска 7 центробежного насоса 6 переменной производительности полностью перекрывают пазы 11 в ведомом диске 10.At low required flow rates (up to 3950 l / h), the working medium is supplied by
При больших расходах (до 44000 л/час) подача рабочей среды осуществляется одновременно центробежным насосом постоянной производительности и центробежным насосом переменной производительности. При этом лопатки 8 ведущего диска 7 выведены из пазов 11 ведомого диска 10, т.е. открыты каналы для прохода рабочей среды.At high flow rates (up to 44,000 l / h), the working medium is supplied simultaneously by a centrifugal pump of constant capacity and a centrifugal pump of variable capacity. In this case, the
Рассмотрим работу насосного агрегата в случае малых потребных расходов.Consider the operation of the pump unit in the case of low required costs.
Рабочая среда подается во входной патрубок 15 насосного агрегата, из которого рабочие колеса 4 и 5 насоса постоянной производительности нагнетают ее к насосу 6 переменной производительности через каналы 40 в полость 46, которая сообщается с полостью 49 через каналы 24 в кольцевой проставке 23. Из полости 46 рабочая среда через полость 35 поступает в полость 37, из которой через полость 51 и каналы 50 поступает в выходную полость 25. Из полости 49 рабочая среда поступает в полость 36, а оттуда через полость 41 и диффузорные каналы 50 в кольцевой проставке 23 - в выходную полость 25.The working medium is supplied to the
Рабочая среда из входного патрубка 15 подается в кольцевую камеру 16 и через окна 17 поступает на вход центробежного насоса 6 переменной производительности, проточная часть которого перекрыта ведомым диском 10, сдвинутым в крайнее левое положение (фиг.1). Таким образом, в данном варианте работы подача рабочей жидкости в выходную полость 25 насосного агрегата осуществляется в основном насосом постоянной производительности, что обеспечивает минимальный потребный расход рабочей жидкости через насосный агрегат.The working medium from the
Работа насосного агрегата при больших потребных расходах обеспечивается следующим образом (фиг.6).The operation of the pump unit at high required costs is provided as follows (Fig.6).
В этом случае полость 42 через каналы системы управления соединяется с входным патрубком 15. При этом давление в полости 42 снижается, соответственно, снижается давление в сообщающейся с ней полости 48, образованной между ведомым диском 10 и покрывным диском 9. Ведомый диск перемещается в крайнее правое положение, открывая лопатки 8 ведущего диска 7.In this case, the
Таким образом, при работе по этому варианту подача рабочей среды в выходную полость 25 насосного агрегата осуществляется путем параллельной работы центробежного насоса постоянной производительности и центробежного насоса 5 переменной производительности. Это обеспечивает возможность при использовании насосного агрегата для целей подачи топлива в двигатель летательного аппарата создавать различные режимы подачи топлива в зависимости от режима работы двигателя.Thus, when working according to this option, the supply of the working medium to the
Конструкция предлагаемого насосного агрегата высокого давления обеспечивает автоматическую разгрузку опор ротора от действия неуравновешенных осевых сил, что обеспечивается следующим образом.The design of the proposed pump unit of high pressure provides automatic unloading of the rotor bearings from the action of unbalanced axial forces, which is ensured as follows.
При смещении ротора и связанного с ним ведущего диска 7 влево (фиг.2) увеличивается размер и площадь полости 35 и давление в полости 37, так как размер полости 40 остается неизменным. Одновременно уменьшается сечение полости 36 и давление в полости 38 уменьшается, так как размер полости 40 остается неизменным. Из-за возникновения разницы давлений в полостях 37 и 38 возникает осевая сила, равная неуравновешенной осевой силе, воздействующей на ротор, и перемещение ротора прекращается.When the rotor and the associated
Благодаря описанным выше особенностям выполнения насосного агрегата высокого давления и системы подачи топлива обеспечивается минимальный подогрев топлива в системе, который составляет не более 23°С, что обеспечивает повышение надежности и долговечности как насосного агрегата, так и всего летательного аппарата в целом.Due to the above-described features of the high-pressure pump unit and the fuel supply system, a minimum heating of the fuel in the system is ensured, which is no more than 23 ° C, which provides increased reliability and durability of both the pump unit and the entire aircraft.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140903/06A RU2327903C1 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Pumping unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140903/06A RU2327903C1 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Pumping unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2327903C1 true RU2327903C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006140903/06A RU2327903C1 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Pumping unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2327903C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2554761A (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-11 | Aspen Pumps Ltd | Pump impeller |
-
2006
- 2006-11-21 RU RU2006140903/06A patent/RU2327903C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2554761A (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-11 | Aspen Pumps Ltd | Pump impeller |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HK1084168A1 (en) | Hydraulic or pneumatic machine with tilting blades | |
| CN105264230A (en) | Variable displacement lubricant pump | |
| EP1243794B1 (en) | Vane hydraulic motor | |
| JP2018537609A (en) | Cooling medium pump for internal combustion engine | |
| RU2690597C2 (en) | Pump with axial connector | |
| RU2327903C1 (en) | Pumping unit | |
| RU2726977C1 (en) | Submersible multistage centrifugal pump | |
| EP3992463A1 (en) | Multistage centrifugal pump with two parallel flows of pumped medium | |
| RU2287087C2 (en) | Combination centrifugal-gear pump | |
| CN115126684B (en) | Dual-mode compressor | |
| RU2374144C2 (en) | Aircraft engine fuel feed system | |
| RU2099567C1 (en) | Device for axial unloading of rotor of turbine pump unit | |
| RU2304730C1 (en) | Centrifugal pump | |
| RU2376500C2 (en) | Impeller of submerged centrifugal pump stage | |
| RU2352820C1 (en) | Auger-centrifugal pump | |
| KR101175980B1 (en) | Sealing structure of multistage pump | |
| CN203441740U (en) | Gearbox oil pump structure | |
| US20120156066A1 (en) | Concentric multi-stage centrifugal pump with start stage | |
| RU2819970C1 (en) | Centrifugal multistage pump | |
| CN101021215A (en) | Round-disc through-hole ultra low ratio rotary speed centrifugal pump | |
| RU2150029C1 (en) | Adjustable-delivery centrifugal pump | |
| RU2308617C2 (en) | Centrifugal pump stage | |
| US3373692A (en) | Fluid pump | |
| CN112673176A (en) | Vane pump device | |
| RU2692873C2 (en) | Horizontal pump unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190731 |