RU2387879C2 - Multi-stage pump - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to structural components of multi-stage bypass pumps to be used in oil processing industry. Proposed pump comprises stator section with housing 1, inlet and outlet branch pipes 2, 3, and feed and discharge covers 4, 5. Said housing 1 accommodates rotor part comprising shaft 6 with impellers 7 and axial force relief device 8. Stator and rotor parts are coupled by bearings 9, 10. Said pump is designed so that drive end of shaft 6 and radial-thrust bearing 9 are arranged on the side of pressure cover 5, while inlet branch pipe 2 is arranged horizontally. Outer surface of housing 1 has lay-on channel 11 that communicates, via hole 12 and additional holes in pressure cover 5 and housing 1, suction chamber with that arranged behind aforesaid axial force relief device 8.

EFFECT: improved design, higher reliability and ease of assembly.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение - насос многоступенчатый, относится к насосам необъемного вытеснения с вращательным движением рабочих органов, более конкретно к конструктивным узлам многоступенчатых центробежных насосов типа НД, и может быть преимущественно использовано для перекачивания жидкостей нефтеперерабатывающих производств.The invention is a multi-stage pump, relates to pumps of continuous displacement with rotational movement of the working bodies, and more particularly to the structural units of multi-stage centrifugal pumps type ND, and can be mainly used for pumping liquids from oil refineries.

Известен насос многоступенчатый, включающий статорную часть, имеющую корпус с входным и выходным патрубками и крышки подвода и нагнетания, внутри корпуса расположена роторная часть, содержащая вал с рабочими колесами и устройством разгрузки осевой силы, при этом между собой части связаны подшипниками (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы, М.: Машиностроение, 1977, с.244, рис.133). На наружном корпусе закреплены крышки подвода и нагнетания, кронштейны и корпуса подшипников. Через указанные составляющие проходит вал, на котором внутри наружного корпуса установлены рабочие колеса и устройство разгрузки осевой силы. Входной патрубок корпуса расположен вертикально, со стороны приводного конца вала. Насос снабжен подшипником качения, установленным на валу с конца, противоположного приводу.A multi-stage pump is known, including a stator part having a housing with inlet and outlet nozzles and supply and discharge covers, a rotor part is located inside the housing, containing a shaft with impellers and an axial force unloading device, while the parts are connected by bearings (Mikhailov A.K. ., Malyushenko V.V. Vane pumps, Moscow: Mashinostroenie, 1977, p. 244, Fig. 133). On the outer casing are fixed supply and discharge covers, brackets and bearing housings. A shaft passes through these components on which impellers and an axial force unloading device are installed inside the outer casing. The inlet pipe of the housing is located vertically, from the side of the drive end of the shaft. The pump is equipped with a rolling bearing mounted on the shaft from the end opposite the drive.

Компоновка данного насоса не удовлетворяет промышленным требованиям по безопасной эксплуатации насосов, особенно насосов, работающих в тяжелых условиях или для перекачивания горюче-смазочных жидкостей, имеющих высокую температуру. Привод насоса выполнен со стороны крышки подвода. Это значит, что вал до последней ступени находится под воздействием передачи вращения, сопровождаемой действием момента кручения. Кроме того, устройство разгрузки осевой силы расположено на внешней стороне крышки нагнетания, и подшипник качения находится в конце вала с противоположной стороны приводного конца, к тому же подшипник качения - радиальный, и не сглаживает осевые перемещения вала. Вследствие этого вал по всей длине находится под осевой нагрузкой.The layout of this pump does not meet the industrial requirements for the safe operation of pumps, especially pumps operating in difficult conditions or for pumping high-temperature fuels and lubricants. The pump drive is made from the supply cover side. This means that the shaft to the last stage is affected by the transmission of rotation, accompanied by the action of the torsion moment. In addition, the axial force unloading device is located on the outside of the discharge cover, and the rolling bearing is located at the end of the shaft on the opposite side of the drive end, moreover, the rolling bearing is radial and does not smooth the axial movement of the shaft. As a result, the shaft is under axial load along its entire length.

Кроме того, устройство разгрузки осевой силы находится в углублении крышки нагнетания. Такая компоновка не позволяет вести качественную сборку этого узла, так как нельзя провести контроль установочных боковых зазоров.In addition, the axial force unloading device is located in the recess of the discharge cover. Such an arrangement does not allow for a high-quality assembly of this assembly, since it is not possible to control the installation side gaps.

Входной патрубок направлен вверх. Верхнее расположение входного патрубка при наличии колен входного трубопровода может привести к разрыву сплошности потока перекачиваемой жидкости. Как следствие, возникают вибрация, шум и износ рабочих поверхностей насоса.The inlet pipe is directed up. The upper location of the inlet pipe in the presence of bends of the inlet pipe can lead to a rupture of the continuity of the flow of the pumped liquid. As a result, vibration, noise, and wear on the working surfaces of the pump occur.

Для устранения указанных недостатков поставлена задача создания насоса многоступенчатого улучшенной компоновки, обеспечивающей надежность его работы и повышение удобства сборки насоса.To eliminate these drawbacks, the task was set to create a multi-stage improved layout pump, ensuring its reliability and increasing the ease of assembly of the pump.

Для решения поставленной задачи в насосе многоступенчатом, включающем статорную часть, имеющую корпус с входным и выходным патрубками и крышки подвода и нагнетания, внутри корпуса расположена роторная часть, содержащая вал с рабочими колесами и устройством разгрузки осевой силы, при этом между собой части связаны подшипниками, согласно изобретению приводной конец вала и установленный на валу радиально-упорный подшипник расположены со стороны крышки нагнетания, к тому же входной патрубок размещен горизонтально, при этом на наружной поверхности корпус имеет накладной канал, соединяющий через отверстие, выполненное в крышке нагнетания, полость всасывания с полостью, расположенной за устройством разгрузки осевой силы. Кроме того, крышка нагнетания может быть выполнена заодно с корпусом, или же крышка нагнетания и корпус могут быть выполнены с разъемом.To solve the problem in a multi-stage pump, including a stator part, having a housing with inlet and outlet nozzles and supply and discharge covers, a rotor part is located inside the housing, containing a shaft with impellers and an axial force unloading device, while the parts are connected by bearings, according to the invention, the drive end of the shaft and the angular contact bearing mounted on the shaft are located on the side of the discharge cover, in addition, the inlet pipe is placed horizontally, while on the outer surface The surface of the housing has a patch channel connecting through the hole made in the discharge cover, the suction cavity with a cavity located behind the axial force unloading device. In addition, the discharge cover can be made integral with the housing, or the discharge cover and the housing can be made with a connector.

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:

- приводной конец вала расположен со стороны крышки нагнетания. Это значит, что вал от приводного конца до предвключенного колеса испытывает кручение. Остальная часть вала не находится под воздействием крутящего момента и действует как ось;- the drive end of the shaft is located on the discharge cover side. This means that the shaft experiences torsion from the drive end to the upstream wheel. The rest of the shaft is not under the influence of torque and acts as an axis;

- радиально-упорный подшипник установлен на валу со стороны крышки нагнетания. Учитывая то, что осевую силу, вызванную предвключенным и рабочим колесами, компенсирует устройство разгрузки осевой силы, то незначительное остаточное осевое усилие ликвидируется радиально-упорным подшипником, и действует это усилие на участке вала от устройства разгрузки осевой силы до места установки указанных подшипников;- the angular contact bearing is mounted on the shaft from the discharge cover side. Considering that the axial force caused by the upstream and impellers is compensated by the axial force unloading device, the insignificant residual axial force is eliminated by the angular contact bearing, and this force acts on the shaft section from the axial force unloading device to the installation location of these bearings;

- входной патрубок размещен горизонтально. Горизонтальное размещение патрубка способствует созданию непрерывного потока рабочей жидкости, входящей в насос, то есть не возникает разрыв потока, что в итоге предотвращает условия для возникновения вибрации и шума;- the inlet pipe is placed horizontally. The horizontal placement of the nozzle contributes to the creation of a continuous flow of the working fluid entering the pump, that is, there is no flow break, which ultimately prevents the conditions for vibration and noise;

- на наружной поверхности корпус имеет накладной канал. Наличие накладных каналов удовлетворяет требования безопасной эксплуатации оборудования. Кроме того, накладной канал не снижает прочности корпуса, который работает под внутренним давлением и устраняет дополнительные разъемы;- on the outer surface of the housing has a patch channel. The presence of overhead channels meets the requirements for safe operation of the equipment. In addition, the patch channel does not reduce the strength of the housing, which operates under internal pressure and eliminates additional connectors;

- отверстие выполнено в крышке нагнетания. Таким конструктивным решением исключается необходимость выполнения дополнительных обводных каналов;- the hole is made in the discharge cover. Such a constructive solution eliminates the need for additional bypass channels;

- крышка нагнетания выполнена заодно с корпусом. Таким образом, нет разъема в области наибольшего давления, а это значит, что полностью исключаются утечки рабочей жидкости между корпусом и крышкой;- discharge cover is made integral with the housing. Thus, there is no connector in the region of the highest pressure, which means that leakages of the working fluid between the body and the cover are completely eliminated;

- крышка нагнетания и корпус выполнены с разъемом. Это технологически облегчает изготовление корпуса.- discharge cover and housing are made with a connector. This technologically facilitates the manufacture of the housing.

Все отличительные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи и позволяют выполнить поставленную задачу по созданию улучшенной и более надежной конструкции насоса.All the distinguishing features of the invention are in a causal relationship and allow you to complete the task of creating an improved and more reliable pump design.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже изображен общий вид насоса многоступенчатого.The drawing shows a General view of a multi-stage pump.

Насос многоступенчатый включает статорную часть, которая имеет корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, 3 и крышки 4, 5 подвода и нагнетания, соответственно. Внутри корпуса 1 расположена роторная часть, которая содержит вал 6 с рабочими колесами 7 и устройство 8 разгрузки осевой силы. Статорная и роторная части связаны между собой подшипниками 9, 10. При этом насос многоступенчатый скомпонован так, что приводной конец вала 6 и радиально-упорный подшипник 9 расположены со стороны крышки нагнетания 5, к тому же, входной патрубок 2 размещен горизонтально. На наружной поверхности корпуса 1 имеется накладной канал 11, который через отверстие 12 и дополнительные отверстия в крышке 5 нагнетания и корпусе 1 соединяет полость всасывания с полостью, расположенной за устройством 8 разгрузки осевой силы.The multistage pump includes a stator part, which has a housing 1 with inlet and outlet nozzles 2, 3 and inlet and outlet covers 4, 5, respectively. Inside the housing 1 there is a rotor part, which contains a shaft 6 with impellers 7 and an axial force unloading device 8. The stator and rotor parts are interconnected by bearings 9, 10. In this case, the multistage pump is arranged so that the drive end of the shaft 6 and the angular contact bearing 9 are located on the side of the discharge cover 5, in addition, the inlet pipe 2 is placed horizontally. On the outer surface of the housing 1 there is a patch channel 11, which through the hole 12 and additional holes in the discharge cover 5 and the housing 1 connects the suction cavity to the cavity located behind the axial force unloading device 8.

Насос многоступенчатый работает следующим образом.The multistage pump operates as follows.

При вращении вала 6 через входное отверстие входного патрубка 2, расположенного горизонтально, во всасывающую полость непрерывным потоком поступает рабочая жидкость. Далее она предвключенным колесом и рабочими колесами 7 через полость нагнетания подается в выходной патрубок 3. При этом часть рабочей жидкости, прошедшей через устройство 8 разгрузки осевой силы, попадает в полость, расположенную за этим устройством, и далее поступает в отверстия, выполненные в крышке 5 нагнетания и корпусе 1, и через накладной канал 11 - во всасывающую полость. Таким образом, устройством 8 разгрузки осевой силы компенсируется созданное на валу осевое усилие. Остаточное же осевое усилие компенсируется радиально-упорным подшипником 9. Таким образом, на приводной конец вала, на который обычно устанавливают полумуфту, не действует осевое усилие. В итоге, осевое перемещение вала скомпенсировано, и вал находится в одном положении.When the shaft 6 is rotated through the inlet of the inlet pipe 2 located horizontally, the working fluid enters the suction cavity in a continuous stream. Then it is supplied with an upstream wheel and impellers 7 through the injection cavity to the outlet pipe 3. At the same time, part of the working fluid passing through the axial force unloading device 8 enters the cavity located behind this device and then enters the holes made in the cover 5 discharge and the housing 1, and through the patch channel 11 - into the suction cavity. Thus, the axial force unloading device 8 compensates for the axial force created on the shaft. The residual axial force is compensated by the angular contact bearing 9. Thus, the axial force does not act on the drive end of the shaft, on which the coupling half is usually mounted. As a result, the axial movement of the shaft is compensated, and the shaft is in one position.

Описываемый насос многоступенчатый является новым и отличается от известных своей компоновкой, причем данная компоновка направлена на улучшение работы насоса с увеличенным сроком работы в тяжелых условиях, то есть при перекачивании рабочих жидкостей с высокой температурой. Такая компоновка может широко применяться и для других центробежных насосов, работающих в более легких условиях. Кроме того, компоновка насоса направлена на улучшение качества сборки и сокращение трудозатрат.The described multi-stage pump is new and differs from the ones known for its layout, and this layout is aimed at improving the operation of the pump with an extended service life in harsh conditions, that is, when pumping high-temperature fluids. This arrangement can be widely applied to other centrifugal pumps operating in lighter conditions. In addition, the layout of the pump is aimed at improving assembly quality and reducing labor costs.

Данный многоступенчатый насос может изготовляться на стандартном оборудовании стандартным инструментом.This multi-stage pump can be manufactured on standard equipment with a standard tool.

Claims (3)

1. Насос многоступенчатый, включающий статорную часть, имеющую корпус с входным и выходным патрубками и крышки подвода и нагнетания, внутри корпуса расположена роторная часть, содержащая вал с рабочими колесами и устройством разгрузки осевой силы, при этом между собой части связаны подшипниками, отличающийся тем, что приводной конец вала и установленный на валу радиально-упорный подшипник расположены со стороны крышки нагнетания, к тому же входной патрубок размещен горизонтально, при этом на наружной поверхности корпус имеет накладной канал, соединяющий через отверстие, выполненное в крышке нагнетания, полость всасывания с полостью, расположенной за устройством разгрузки осевой силы.1. A multistage pump, comprising a stator part having a housing with inlet and outlet nozzles and supply and discharge covers, a rotor part is located inside the housing, comprising a shaft with impellers and an axial force unloading device, the parts being connected by bearings, characterized in that that the drive end of the shaft and the angular contact bearing mounted on the shaft are located on the side of the discharge cover, in addition, the inlet pipe is placed horizontally, while on the outer surface the housing has a bill to the anal that connects through the hole made in the discharge cover, the suction cavity with the cavity located behind the axial force unloading device. 2. Насос многоступенчатый по п.1, отличающийся тем, что крышка нагнетания выполнена заодно с корпусом.2. The multistage pump according to claim 1, characterized in that the discharge cover is integral with the housing. 3. Насос многоступенчатый по п.1, отличающийся тем, что крышка нагнетания и корпус выполнены с разъемом. 3. The multistage pump according to claim 1, characterized in that the discharge cover and housing are made with a connector.