RU2373432C1 - Packaged centrifugal pump - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to pumps intended for use in inflammable zones of oil processing plants. Proposed pump comprises outer housing 1 with intake and discharge branch pipes 2, 3. Feed cover 4 and discharge cover 5 with brackets 6, 7 for bearing 8, 9 and seals 10, 11 are arranged on sides of housing 1. The latter accommodates guide vanes 12, 13, 14, sections 15, 16, adapter 17 and rods 18, making inner housing. Aforesaid components accommodate rotor consisting of shaft 19 with axial force relieve device 20, impellers 21, 22, 23 and front wheel 24. assembly units and parts are connected to outer housing 1 via its circular step 25 representing web 27 with gasket 26. Modular unit is pressed against outer housing 1 by flange 28. Note that geometrical sizes of outer housing 1 do not vary. Note also that step 25 is arranged to devide distance between axes of branch pipes 2, 3 into equal parts with the help of circular web 27.

EFFECT: possibility to use modular components.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в насосах необъемного вытеснения, предназначенных для перекачивания холодных жидкостей во взрывоопасных зонах нефтеперерабатывающих производств, и изготовляется в соответствии с требованиями правил условий эксплуатации.The invention relates to mechanical engineering and can be used in non-displacement pumps designed for pumping cold liquids in explosive areas of oil refineries, and is manufactured in accordance with the requirements of the operating conditions.

Известен насос, включающий наружный корпус с входным и выходным патрубками. Корпус с боков закрыт крышкой подвода и крышкой нагнетания. Внутри наружного корпуса расположены направляющие аппараты, секции и адаптер, создающие внутренний корпус. Внутри этого корпуса установлен вал с устройством разгрузки осевой силы и рабочими колесами (Михайлов А.К. и Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Москва, Машиностроение, 1977, с.244, рис.133).A known pump comprising an outer casing with inlet and outlet nozzles. The housing is closed on both sides by the inlet cover and discharge cover. Inside the outer casing are guide vanes, sections and an adapter that create the inner casing. A shaft with an axial force unloading device and impellers is installed inside this housing (Mikhailov A.K. and Malyushenko V.V. Vane pumps. Moscow, Mechanical Engineering, 1977, p. 244, Fig. 133).

Такая компоновка центробежного насоса имеет ряд технических недостатков. Так, указанный насос не имеет предвключенного колеса. Это отрицательно сказывается на технических характеристиках насоса, так как могут возникать нежелательные кавитационные явления потока жидкости на входе в рабочее колесо первой ступени. Конструкция насоса не унифицирована. Так, наружный корпус насоса имеет определенную длину и зависит от количества ступеней. Использовать такой корпус под большее и меньшее количество ступеней невозможно. Также невозможно использовать наружный корпус под увеличенные диаметры рабочих колес. Кроме того, внутренний корпус и наружный корпус связаны между собой кольцевой ступенькой с прокладкой, установленной между наружным корпусом и адаптером и разделяющей гидравлическую полость на всасывающую и нагнетательную в районе входного патрубка. Таким образом, при работе насоса цилиндрический наружный корпус постоянно находится под избыточным давлением, созданным последней ступенью, что весьма нежелательно при перекачивании воспламеняющейся жидкости.This arrangement of a centrifugal pump has a number of technical disadvantages. So, the specified pump does not have an upstream wheel. This negatively affects the technical characteristics of the pump, since undesirable cavitation phenomena of the fluid flow at the entrance to the impeller of the first stage can occur. The design of the pump is not unified. So, the outer casing of the pump has a certain length and depends on the number of stages. It is impossible to use such a housing for more and fewer steps. It is also impossible to use the outer casing for larger diameters of the impellers. In addition, the inner casing and the outer casing are interconnected by an annular step with a gasket installed between the outer casing and the adapter and dividing the hydraulic cavity into a suction and discharge in the area of the inlet pipe. Thus, when the pump is running, the cylindrical outer casing is constantly under excess pressure created by the last stage, which is highly undesirable when pumping flammable liquids.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание блочно-модульного насоса с унифицированным наружным корпусом, с возможностью его комплектации модульным блоком, включающим разное количество ступеней.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and create a block-modular pump with a unified outer casing, with the possibility of completing it with a modular unit, including a different number of stages.

Технический результат достигается тем, что в насосе центробежном блочно-модульном, включающем наружный корпус с входным и выходным патрубками, по бокам которого имеются крышка подвода и крышка нагнетания с прикрепленными к ним кронштейнами под подшипники и уплотнения, внутри наружного корпуса расположены аппараты направляющие, секции и адаптер, создающие внутренний корпус, при этом внутри указанных сборочных единиц установлен ротор, содержащий вал с устройством разгрузки осевой силы и рабочими колесами, и сборочные единицы связаны с наружным корпусом через его кольцевую ступеньку с прокладкой, согласно изобретению ротор с внутренним корпусом, крышкой подвода, дополнительно снабженный штангами и предвключенным колесом, представляют собой модульный блок, при этом наружный корпус выполнен таким образом, что его геометрические параметры имеют постоянную величину, к тому же кольцевая ступенька выполнена в виде кольцевой перемычки со ступенькой, расположенной так, что расстояние между осями патрубков делится кольцевой перемычкой примерно на равные части.The technical result is achieved in that in a centrifugal block-modular pump, including an outer casing with inlet and outlet nozzles, on the sides of which there is an inlet cover and a discharge cover with brackets for bearings and seals attached to them, guides, sections and an adapter that creates an inner case, while inside the indicated assembly units a rotor is installed containing a shaft with an axial force unloading device and impellers, and the assembly units are connected to the outer casing through its annular step with a gasket, according to the invention, the rotor with the inner casing, the inlet cover, additionally equipped with rods and an upstream wheel, are a modular unit, while the outer casing is made in such a way that its geometric parameters have a constant value, moreover the annular step is made in the form of an annular jumper with a step located so that the distance between the axes of the nozzles is divided by the annular jumper into approximately equal parts.

Отличительные признаки изобретения являются существенными, взаимосвязаны между собой, необходимы и достаточны для достижения технического результата, а именно:Distinctive features of the invention are essential, interconnected, necessary and sufficient to achieve a technical result, namely:

- ротор с внутренним корпусом и предвключенным колесом представляют собой модульный блок. Это значит, что такой унифицированный функциональный узел, состоящий из взаимозаменяемого набора деталей, работоспособен и применяется для комплектации насосов, предназначенных на разные режимы работы. Такой набор конструктивных элементов также позволяет выполнить сборку внутреннего корпуса и ротора и в собранном виде разместить их в наружном корпусе. При этом уменьшается время сборки насоса, есть возможность провести контрольную сборку с последующим визуальным осмотром и замерами, с целью раннего выявления погрешностей сборки внутреннего корпуса с ротором, а также погрешностей сборки блока в целом с наружным корпусом;- the rotor with an inner casing and an upstream wheel is a modular unit. This means that such a unified functional unit, consisting of an interchangeable set of parts, is operable and is used to complete pumps designed for different operating modes. This set of structural elements also allows you to complete the assembly of the inner casing and the rotor and assembled to place them in the outer casing. At the same time, the assembly time of the pump is reduced, it is possible to carry out a test assembly with subsequent visual inspection and measurements, with the aim of early detection of errors in the assembly of the inner case with the rotor, as well as errors in the assembly of the block as a whole with the outer case;

- часть модульного блока включает крышку подвода и дополнительно штанги. Это позволяет произвести перекомплектацию насоса с учетом количества рабочих колес. Модульный блок, снабженный крышкой подвода и штангами, представляет собой более полную сборку. Указанные детали завершают комплектацию блока, что также способствует сокращению времени сборки насоса. Наличие этой части блока с крышкой подвода и штангами позволяет перекомплектовывать насос, с учетом количества ступеней. Для этого изменяется количество секций в блоке и, соответственно, увеличивается или уменьшается длина штанг. Такая унификация направлена не только на повышение производительности труда, но и на расширение ассортимента блочных насосов на разную производительность;- part of the modular unit includes a supply cover and additional rods. This allows the pump to be re-equipped taking into account the number of impellers. The modular unit, equipped with an inlet cover and rods, is a more complete assembly. These parts complete the unit, which also helps reduce pump assembly time. The presence of this part of the block with the inlet cover and rods allows you to re-equip the pump, taking into account the number of stages. To do this, the number of sections in the block changes and, accordingly, the length of the rods increases or decreases. Such unification is aimed not only at increasing labor productivity, but also at expanding the assortment of block pumps for different capacities;

- ротор с внутренним корпусом добавочно снабжен предвключенным колесом. Наличие предвключенного колеса улучшает кавитационные параметры насоса;- the rotor with the inner casing is additionally equipped with an upstream wheel. The presence of an upstream wheel improves the cavitation parameters of the pump;

- наружный корпус выполнен таким образом, что его геометрические параметры имеют постоянную величину. Такая конструкция наружного корпуса является унифицированной и обеспечивает при одних и тех же кронштейнах, уплотнениях и подшипниках использование модульного блока с различным количеством рабочих колес. То есть наружный корпус с учетом количества ступеней настолько подобран и математически обсчитан, что гидравлическая полость, созданная при сборке наружным корпусом и внутренним корпусом, максимально подобна расчетной.- the outer casing is made in such a way that its geometric parameters have a constant value. This design of the outer casing is unified and provides the use of a modular block with a different number of impellers with the same brackets, seals and bearings. That is, the outer casing, taking into account the number of steps, is so selected and mathematically calculated that the hydraulic cavity created during assembly by the outer casing and the inner casing is as similar as possible to the calculated one.

Таким образом, еще раз подтверждается расширение области применения конструкции и облегчается изготовление насосов на разные варианты в сжатые сроки;Thus, the expansion of the scope of the design is once again confirmed and the manufacture of pumps for various options in a short time is facilitated;

- кольцевая ступенька выполнена в виде кольцевой перемычки со ступенькой. Кольцевая перемычка внутри наружного корпуса действует как ребро жесткости. Тем самым увеличивается прочность наружного корпуса, имеющего цилиндрическую форму. Это значит, что при одних и тех же размерах корпуса его можно использовать в более широком диапазоне давлений;- the annular step is made in the form of an annular jumper with a step. An annular jumper inside the outer casing acts as a stiffener. This increases the strength of the outer casing having a cylindrical shape. This means that with the same housing dimensions it can be used in a wider pressure range;

- кольцевая перемычка расположена так, что расстояние между осями входного и выходного патрубков делится ею примерно на равные части. Иными словами, кольцевая перемычка делит гидравлическую полость насоса примерно на равные части:- the annular jumper is located so that the distance between the axes of the inlet and outlet nozzles is divided by it into approximately equal parts. In other words, an annular bridge divides the hydraulic cavity of the pump into approximately equal parts:

всасывающую и нагнетательную. Это значит, что не весь наружный корпус работает под высоким давлением, а только его нагнетательная часть, другая же часть наружного корпуса - всасывающая, работает под входным давлением, которое значительно меньше.suction and discharge. This means that not all of the outer casing operates under high pressure, but only its discharge part, while the other part of the outer casing - suction, operates at an inlet pressure that is much less.

Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи и позволяют выполнить поставленную задачу по расширению диапазона использования корпуса насоса и его составляющих деталей.All the distinguishing features are in a causal relationship and allow you to complete the task to expand the range of use of the pump housing and its components.

Насос центробежный блочно-модульный поясняется чертежом, на котором изображен общий вид насоса центробежного блочно-модульного.The centrifugal block-modular pump is illustrated by the drawing, which shows a general view of the centrifugal block-modular pump.

Насос центробежный блочно-модульный включает наружный корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, 3. По бокам корпуса 1 расположены крышка 4 подвода и крышка 5 нагнетания. К крышкам 4, 5 прикреплены кронштейны 6, 7 под подшипники 8, 9 и уплотнения 10, 11. Внутри наружного корпуса 1 расположены аппараты направляющие 12, 13, 14, секции 15, 16, адаптер 17 и штанги 18, составляющие, в общем, внутренний корпус. Внутри указанных сборочных единиц установлен ротор, содержащий вал 19 с устройством 20 разгрузки осевой силы, рабочими колесами 21, 22, 23, предвключенным колесом 24, и сборочные единицы связаны с наружным корпусом 1 через его кольцевую ступеньку 25 с прокладкой 26. Кольцевая ступенька 25 выполнена в виде перемычки 27. При этом модульный блок со стороны, противоположной приводу, прижат к наружному корпусу 1 фланцем 28.The centrifugal block-modular pump includes an outer casing 1 with inlet and outlet nozzles 2, 3. On the sides of the casing 1 there are a supply cover 4 and a discharge cover 5. Brackets 6, 7 are attached to the covers 4, 5 for bearings 8, 9 and seals 10, 11. Inside the outer casing 1 there are guide rails 12, 13, 14, sections 15, 16, adapter 17 and rods 18, which, in general, inner case. Inside these assembly units, a rotor is installed, comprising a shaft 19 with an axial force unloading device 20, impellers 21, 22, 23, an upstream wheel 24, and the assembly units are connected to the outer casing 1 through its ring step 25 with the gasket 26. The ring step 25 is made in the form of a jumper 27. In this case, the modular block from the side opposite to the drive is pressed against the outer casing 1 by the flange 28.

Насос центробежный блочно-модульный работает следующим образом.The centrifugal block-modular pump operates as follows.

При вращении ротора жидкость, поступившая через входной патрубок 2, подается во всасывающую полость. Затем жидкость захватывается предвключенным колесом 24 и подается на рабочее колесо 21 первой ступени. Вращающееся рабочее колесо 21 выбрасывает перекачиваемую жидкость в каналы аппарата направляющего 12, и далее она поступает на вход рабочего колеса 22 второй ступени. Пройдя все ступени насоса, жидкость разделяется. Основная часть жидкости направляется в нагнетательную полость, а затем в отверстие выходного патрубка 3. Остальная же незначительная часть жидкости проходит через кольцевую щель устройства 20 разгрузки осевой силы, попадает в полость, расположенную за этим устройством, и оттуда, по каналам крышки 5 нагнетания и корпуса 1, под действием разности давлений уходит во всасывающую полость.When the rotor rotates, the fluid entering through the inlet pipe 2 is fed into the suction cavity. Then the liquid is captured upstream wheel 24 and is supplied to the impeller 21 of the first stage. The rotating impeller 21 throws out the pumped liquid into the channels of the guide 12, and then it enters the input of the impeller 22 of the second stage. Having passed all stages of the pump, the liquid is separated. The main part of the liquid is directed into the injection cavity, and then into the opening of the outlet pipe 3. The remaining insignificant part of the liquid passes through the annular gap of the axial force unloading device 20, enters the cavity located behind this device, and from there, through the channels of the discharge cover 5 and the housing 1, under the influence of the pressure difference goes into the suction cavity.

Сборку насоса центробежного блочно-модульного выполняют следующим образом.The assembly of the centrifugal block-modular pump is as follows.

В общий узел собирают: крышку 4 подвода, штанги 18 и адаптер 17. Данный узел устанавливают крышкой 4 вниз на приспособление для сборки. Внутри этого узла вертикально размещают вал 19, на который устанавливают предвключенное колесо 24 и колесо 21 первой ступени. Далее устанавливают аппарат направляющий 12, секцию 15 и скрепляют ее с адаптером 17. После этого устанавливают колесо 22 второй ступени, аппарат направляющий 13 и секцию 16 этой ступени и скрепляют ее с ранее установленной секцией 15. Затем устанавливают колесо 23 третьей ступени и аппарат направляющий 14, который также прикрепляют к последней секции 16.Assemble into a common assembly: supply cover 4, rods 18 and adapter 17. This assembly is mounted with cover 4 down on the assembly fixture. A shaft 19 is vertically placed inside this assembly, onto which the upstream wheel 24 and the first stage wheel 21 are mounted. Next, install the device guide 12, section 15 and fasten it to the adapter 17. After that, install the wheel 22 of the second stage, the device guide 13 and section 16 of this stage and fasten it with the previously installed section 15. Then install the wheel 23 of the third stage and the device guide 14 , which is also attached to the last section 16.

Таким образом, адаптер 17, секции 15, 16 и аппараты направляющие 12, 13, 14 создали внутренний корпус. А ротор с этим внутренним корпусом, крышкой 4 подвода, дополнительно снабженный штангами 18 и предвключенным колесом 24, представляют собой модульный блок.Thus, the adapter 17, sections 15, 16 and apparatus guides 12, 13, 14 created an inner casing. And the rotor with this inner case, the supply cover 4, additionally equipped with rods 18 and an upstream wheel 24, is a modular unit.

В завершении сборки, в дополнение к модульному блоку, на вал устанавливают роторную часть устройства 20 разгрузки осевой силы (барабан или подушку). Зафиксировав на валу 19 предвключенное колесо 24, рабочие колеса 21, 22, 23 и роторную часть устройства 20 разгрузки осевой силы, собранный блок вставляют в наружный корпус 1, после чего устанавливают крышку 5 нагнетания и прикрепляют ее к этому корпусу 1. Далее собранную часть насоса устанавливают горизонтально и к наружному корпусу 1 прикрепляют фланец 28, которым обжимают собранный модульный блок совместно с этим корпусом. В процессе установки модульного блока в наружный корпус обжимается и прокладка 26, расположенная на ступеньке 25 перемычки 27.At the end of the assembly, in addition to the modular unit, a rotor part of the axial force unloading device 20 (drum or pillow) is mounted on the shaft. Having fixed the upstream wheel 24 on the shaft 19, the impellers 21, 22, 23 and the rotor part of the axial force unloading device 20, the assembled unit is inserted into the outer casing 1, after which the discharge cover 5 is installed and attached to this casing 1. Next, the assembled part of the pump they are mounted horizontally and a flange 28 is attached to the outer casing 1, which compresses the assembled modular unit together with this casing. In the process of installing the modular unit in the outer casing, the gasket 26 located on the step 25 of the jumper 27 is crimped.

В завершении сборки насоса к крышкам 4, 5 подвода и нагнетания прикрепляют кронштейны 6, 7 под подшипники и уплотнения 11, с последующей их установкой.At the end of the pump assembly, brackets 6, 7 are attached to the inlet and outlet covers 4, 5 for bearings and seals 11, followed by their installation.

В случае необходимости изготовления насоса с двумя ступенями модульный блок набирается с учетом двух рабочих колес и одной секции, при этом удлиняются только штанги, наружный же корпус остается тех же размеров. А при необходимости изготовления насоса с одной ступенью модульный блок содержит одно рабочее колесо, удлиненный адаптер и удлиненные штанги. При этом во всех насосах с одной, двумя или тремя ступенями крышка подвода также имеет одну и ту же конструкцию.If it is necessary to manufacture a pump with two stages, the modular unit is assembled taking into account two impellers and one section, while only the rods are lengthened, while the outer casing remains the same size. And if it is necessary to manufacture a pump with one stage, the modular unit contains one impeller, an elongated adapter and elongated rods. Moreover, in all pumps with one, two or three stages, the inlet cover also has the same design.

Указанное техническое решение не только решает поставленную задачу, но и направлено на снижение трудозатрат при изготовлении насоса. Кроме того, такое конструкторское решение можно широко заимствовать в технологию изготовления других насосов.The specified technical solution not only solves the problem, but also aims to reduce labor costs in the manufacture of the pump. In addition, such a design solution can be widely borrowed in the manufacturing technology of other pumps.

Claims (1)

Насос центробежный блочно-модульный, включающий наружный корпус с входным и выходным патрубками, по бокам которого имеются крышка подвода и крышка нагнетания с прикрепленными к ним кронштейнами под подшипники и уплотнения, внутри наружного корпуса расположены аппараты направляющие, секции и адаптер, создающие внутренний корпус, при этом внутри указанных сборочных единиц установлен ротор, содержащий вал с устройством разгрузки осевой силы и рабочими колесами, и связаны сборочные единицы с наружным корпусом через его кольцевую ступеньку с прокладкой, отличающийся тем, что ротор с внутренним корпусом, крышкой подвода, дополнительно снабженный штангами и предвключенным колесом, представляют собой модульный блок, при этом наружный корпус выполнен таким образом, что его геометрические параметры имеют постоянную величину, к тому же кольцевая ступенька выполнена в виде кольцевой перемычки со ступенькой, расположенной так, что расстояние между осями патрубков делится кольцевой перемычкой примерно на равные части. A centrifugal block-modular pump, including an outer casing with inlet and outlet nozzles, on the sides of which there is an inlet cover and a discharge cover with brackets for bearings and seals attached to them, inside the outer casing there are guide rails, sections and an adapter that create an inner casing, this, inside the indicated assembly units, a rotor is installed, comprising a shaft with an axial force unloading device and impellers, and assembly units are connected to the outer case through its annular step with a gasket, characterized in that the rotor with an inner casing, an inlet cover, additionally equipped with rods and an upstream wheel, is a modular unit, while the outer casing is made in such a way that its geometric parameters are constant, and the ring step is also made in the form of an annular jumper with a step located so that the distance between the axes of the nozzles is divided by an annular jumper into approximately equal parts.