RU2503852C1 - Horizontal electrically driven pump unit - Google Patents
Horizontal electrically driven pump unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503852C1 RU2503852C1 RU2012141127/06A RU2012141127A RU2503852C1 RU 2503852 C1 RU2503852 C1 RU 2503852C1 RU 2012141127/06 A RU2012141127/06 A RU 2012141127/06A RU 2012141127 A RU2012141127 A RU 2012141127A RU 2503852 C1 RU2503852 C1 RU 2503852C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- pump
- axis
- diffuser
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям пульповых электронасосных агрегатов горизонтального типа, предназначенных для перекачивания различных абразивных жидкостей с твердыми включениями размером до 8 мм.The invention relates to pump engineering, and in particular to the designs of pulp electric pump units of horizontal type, designed for pumping various abrasive liquids with solid inclusions up to 8 mm in size.
Известен центробежный насос для перекачивания абразивных жидкостей, содержащий корпус с отводом, имеющим периферийную стенку и сопряженные с ней боковые переднюю и заднюю стенки, перпендикулярные оси рабочего колеса, размещенного в корпусе. Рабочее колесо выполнено с постоянной шириной меридионального сечения, а периферийная стенка отвода выполнена наклонной внутрь отвода в сторону задней стенки (RU 1247582 С, опубл. 27.01.1995).A centrifugal pump for pumping abrasive liquids is known, comprising a body with a tap having a peripheral wall and associated front and rear walls, perpendicular to the axis of the impeller located in the housing. The impeller is made with a constant width of the meridional section, and the peripheral wall of the branch is made inclined inward of the branch towards the rear wall (RU 1247582 C, publ. 01.27.1995).
Известен центробежный горизонтальный насос, содержащий корпус с входным и напорным патрубками, рабочее колесо одностороннего входа, расположенное на валу, опирающемся на подшипники. Насос содержит направляющий аппарат, а рабочее колесо размещено между подшипниками (RU 97452 U1, опубл. 10.09.2012).A centrifugal horizontal pump is known, comprising a housing with inlet and discharge nozzles, a single-sided impeller located on a shaft supported by bearings. The pump contains a guide apparatus, and the impeller is placed between the bearings (RU 97452 U1, publ. 09/10/2012).
Известен центробежный насос, содержащий корпус с всасывающим и напорным отверстиями, рабочее колесо, электропривод. Рабочее колесо выполнено закрытого типа. Верхний и нижний диски рабочего колеса выполнены плоскими и размещены на расстоянии друг от друга. Лопатки рабочего колеса выполнены расширяющими от наружнего края дисков к центру. Поверхности лопаток в горизонтальном сечении представляют собой часть дуги окружности (RU 69586 U1, опубл. 27.12.2007).Known centrifugal pump containing a housing with a suction and pressure openings, impeller, electric drive. The impeller is closed. The upper and lower disks of the impeller are made flat and placed at a distance from each other. The impeller blades are made expanding from the outer edge of the discs to the center. The surface of the blades in horizontal section represent a part of the circular arc (RU 69586 U1, publ. 27.12.2007).
Недостатками известных решений являются повышенные сложность конструкции, материалоемкость и относительно невысокая эффективность работы насоса вследствие повышенных энергозатрат, снижающих КПД перекачивания жидкой среды и неоптимальной диффузорности межлопаточных каналов рабочего колеса и отвода.The disadvantages of the known solutions are the increased complexity of the design, material consumption and relatively low efficiency of the pump due to increased energy consumption, reducing the efficiency of pumping a liquid medium and non-optimal diffusivity of the interscapular channels of the impeller and exhaust.
Задача настоящего изобретения заключается в вариантной разработке электронасосного агрегата с центробежным насосом, наделенным повышенными ресурсом, долговечностью, надежностью и эффективностью перекачивания жидких сред с высоким содержанием твердых частиц.The objective of the present invention is to formulate the development of an electric pump unit with a centrifugal pump, endowed with increased resource, durability, reliability and efficiency of pumping liquid media with a high solids content.
Поставленная задача решается тем, что электронасосный агрегат горизонтального типа, согласно изобретению, конструктивно выполнен с возможностью перекачивания абразивных жидких сред типа гидросмесей с включениями твердых частиц и содержит электродвигатель с валом ротора, центробежный насос, содержащий вал ротора с рабочим колесом, смонтированный в корпусе, образованном из ходовой и проточной частей, а также муфту, соединяющую валы упомянутых агрегатов с возможностью передачи крутящего момента, при этом проточная часть корпуса насоса включает последовательно расположенные по потоку всасывающий патрубок, проточную полость с тыльной и боковой стенками и объемом для размещения рабочего колеса и спирального отвода, который сообщен с напорным патрубком, причем вал ротора насоса имеет консольные оконечности и ходовую часть, опертую на корпус ходовой части насоса через подшипниковые опоры и снабженную со стороны, примыкающей к проточной части, гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением, при этом рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки закрытого типа и содержит жестко установленные на валу основной и покрывной диски, а также расположенную между ними многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны в проекции на плоскость, нормальную к оси вала; лопатки разделены диффузорными межлопаточными каналами, расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, при этом активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов вариантно включает возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30÷600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды, причем каждый из упомянутых дисков рабочего колеса снабжен с внешней стороны гидродинамическим уплотнением в виде импеллера, а покрывной диск содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на упомянутую условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси, кроме того тыльная стенка проточной полости выполнена в виде бронедиска, а боковая стенка упомянутой полости образует спиральный отвод в виде однозаходного спирального диффузорного канала с градиентом диффузорности G, определяемым из выраженияThe problem is solved in that the horizontal type electric pump unit, according to the invention, is structurally configured to pump abrasive liquids such as hydraulic mixtures with inclusions of solid particles and contains an electric motor with a rotor shaft, a centrifugal pump containing a rotor shaft with an impeller mounted in a housing formed from the running and flowing parts, as well as the coupling connecting the shafts of the said units with the possibility of transmitting torque, while the flowing part of the pump housing includes a suction pipe in series, a flow cavity with a back and side walls and a volume for accommodating an impeller and a spiral outlet, which is in communication with a discharge pipe, the pump rotor shaft having cantilever ends and a running gear supported on the pump running gear housing through bearings supports and provided on the side adjacent to the flow part with a hydraulically opaque, preferably gland seal, while the impeller is made in the form of a closed impeller th type and comprises a rigidly mounted on the main shaft and the cover discs and extending therebetween multiple lead system of blades with an angular twist formed with a constant or variable radius of curvature in the projection on a plane normal to the shaft axis; the blades are separated by diffuser interscapular channels expanding in the direction from the axis of the shaft to the periphery, while the active volume of dynamic filling of the set of interscapular channels optionally includes the possibility of discharge into the duct during one revolution of the impeller (30 ÷ 600) × 10 -5 m 3 / pumped liquid medium, with each of the mentioned impeller disks provided with an external hydrodynamic seal in the form of an impeller, and the cover disk contains a throat with a radius partially overlapping in the projection said notional plane normal to the axis of the shaft, the tip of the blades facing the said axis moreover the back wall of the flow cavity is in the form liner to, and the side wall of said cavity forms a volute in a single-filar spiral diffuser channel with the gradient diffuser G, defined by the expression
где Sвых и Sвх - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода; а напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок.where S o and S I - the area of the output and input cross-sections of the branch, l holes - the length of the spiral channel of the branch; and the discharge pipe is made diffuser with an excess of the cross-sectional area at the outlet of 1.2 ÷ 5.6 times relative to the same area at the entrance to the said pipe.
При этом электродвигатель и центробежный насос могут быть расположены на основании практически соосно, а муфта, соединяющая консольный вал ротора электродвигателя и обращенную к нему упомянутую оконечность вала центробежного насоса, выполнена с возможностью передачи крутящего момента от первого ко второму с демпфированием взаимных угловых колебаний указанных валов, для чего содержит объединенные через амортизатор в виде упругого, преимущественно, кольцевого вкладыша полумуфту электродвигателя и полумуфту насоса.In this case, the electric motor and the centrifugal pump can be located on the base almost coaxially, and the coupling connecting the cantilever shaft of the rotor of the electric motor and the tip of the shaft of the centrifugal pump facing it is configured to transmit torque from the first to the second with damping mutual angular oscillations of these shafts, for which it contains a coupling half of an electric motor and a coupling half of a pump combined through a shock absorber in the form of an elastic, predominantly annular liner.
Спиральный отвод за пределами контура рабочего колеса может иметь форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали, образованной перемещаемым в условной плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через радиус спирали и условную ось, проходящую через центр закрутки и/или ось вращения рабочего колеса, при этом указанная оболочка снабжена на выходе проемом, сообщенным по потоку с напорным патрубком проточной части насоса.The spiral outlet outside the impeller contour may take the form of a biconvex shell twisted in a spiral formed by a successively increasing radius moving in the conventional plane and convexly curved in the conventional plane normal to the aforementioned one, and drawn through the radius of the spiral and the conventional axis passing through the center of twist and / or the axis of rotation of the impeller, while the specified shell is provided at the outlet with an opening in communication with the pressure pipe of the flow part of the pump.
Напорный патрубок может быть выполнен в виде диффузора переменной конфигурации поперечного сечения по длине с переходом от упомянутой призматической на входе в коническую и с превышением площади выходного поперечного сечения относительно площади на входе, обеспечивающем при номинальных мощности электродвигателя 18÷60 кВт и числе оборотов рабочего колеса 1200÷3000 об/мин скорость потока на входе в упомянутый диффузор 1,5÷14,5 м/с и снижение скорости нагнетаемого потока в 1,2÷3,1 раза на выходе из диффузора.The discharge pipe can be made in the form of a diffuser of variable cross-sectional configuration along the length with a transition from the aforementioned prismatic one at the conical inlet and with an excess of the output cross-sectional area relative to the inlet area, providing at rated
Проточная часть насоса может быть оснащена с заходной стороны всасывающим патрубком, преимущественно, с горизонтально ориентированной осью, имеющем устье, минимальная площадь проходного сечения которого принята не менее соответствующей площади заходной горловины покрывного диска рабочего колеса.The flow part of the pump can be equipped on the inlet side with a suction nozzle, mainly with a horizontally oriented axis having a mouth, the minimum passage area of which is taken to be not less than the corresponding area of the inlet neck of the impeller cover.
Конфигурация угловой закрутки лопаток рабочего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вращения указанного колеса, может быть определена градиентом угловой закрутки медиальной оси лопатки, а, при необходимости, любой из граней лопатки, причем указанный градиент выражен отношением величины угла а между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки, и касательной к любой точке на оси или соответственно боковой грани лопатки, отнесенной к разнице радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса, при этом среднее значение градиента угловой закрутки лопаток указанного рабочего колеса составляет 5÷50 рад/м.The configuration of the angular twist of the impeller blades in a projection onto a conditional plane normal to the axis of rotation of the specified wheel can be determined by the gradient of the angular twist of the medial axis of the blade, and, if necessary, any of the faces of the blade, and this gradient is expressed by the ratio of the angle a between the radius drawn through the point of contact to the top of the inlet end of the scapula, and tangent to any point on the axis or, respectively, the side face of the scapula, referred to the difference in radial distances of the points in question from the axis of the impeller, the average value of the gradient of the angular twist of the blades of the specified impeller is 5 ÷ 50 rad / m
Изменение площади проходного сечения по длине межлопаточного канала рабочего колеса от заходного до выходного сечения канала может быть определено градиентом диффузорного расширения межлопаточного канала рабочего колеса, который выражен отношением разности площадей заходного и текущего поперечных сечений в соответствующих точках медиальной оси канала к величине взаимного удаления по упомянутой оси текущего от заходного сечения и в варианте четырехлопастного рабочего колеса среднее значение градиента диффузорного расширения межлопаточного канала указанного рабочего колеса составляет 0,026÷0,7 м2/м.The change in the cross-sectional area along the length of the interscapular channel of the impeller from the inlet to the outlet section of the channel can be determined by the gradient of the diffuser expansion of the interscapular channel of the impeller, which is expressed as the ratio of the difference between the areas of the inlet and current cross sections at the corresponding points of the medial axis of the channel to the mutual removal along the axis current from the reference section and in the variant of the four-blade impeller, the average value of the gradient of the diffuser expansion between opatochnogo channel of said impeller is 0.026 ÷ 0.7 m 2 / m.
Для вариантных решений насоса с подачей 8÷250 м3/ч средние значения градиента диффузорности спирального отвода могут быть определены в диапазоне 0÷10-3 м2/м.For alternative pump solutions with a flow of 8 ÷ 250 m 3 / h, the average values of the diffuser gradient of the spiral outlet can be determined in the range 0 ÷ 10 -3 m 2 / m.
Электронасосный агрегат может быть предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, гидросмесей с песком с плотностью до 2200 кг/м, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.The electric pump unit can be designed for pumping abrasive liquids - suspensions of ores, pulp, industrial effluents, contaminated process water, produced water, hydraulic mixtures with sand with a density of up to 2200 kg / m, with a temperature of 3 to 80 ° C, a hydrogen index of up to 10 pH and solid inclusions in the form of discrete abrasive particles up to 8 mm, with a microhardness of up to 9 GPa and a volumetric concentration of microparticles up to 50% inclusive.
Центробежный насос и комплектующий электродвигатель могут быть выполнены с возможностью подачи от 25 до 170 м3/ч с напором от 25 до 50 м, при этом электродвигатель принят асинхронным мощностью от 15 до 70 кВт, с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, до 3000 об/мин.The centrifugal pump and the completing electric motor can be made with the possibility of supplying from 25 to 170 m 3 / h with a pressure of 25 to 50 m, while the electric motor is adopted by asynchronous power from 15 to 70 kW, ensuring the shaft speed transmitted to the impeller up to 3000 rpm
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в разработке электронасосного агрегата с центробежным насосом, наделенным повышенными ресурсом, надежностью и эффективностью перекачивания абразивных жидких сред с высоким процентным содержанием твердых частиц и динамическим воздействием последних на конструкции и материалы проточной части центробежного насоса. Это достигают совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных агрегатов, а именно, конструкции вала ротора с радиально-упорной системой подшипниковых опор и конструкцией гидродинамически непрозрачного уплотнения вала; системы лопаток и межлопаточных каналов рабочего колеса закрытого типа с заявленными параметрами основного и покрывного дисков, конструктивного решения и формы спирального отвода и напорного патрубка, обеспечивающих в совокупности принятые в изобретении повышающие производительность и КПД насоса - эффективная диффузорность межлопаточных каналов и спирального отвода.The technical result achieved by the given set of features consists in the development of an electric pump unit with a centrifugal pump, endowed with increased resource, reliability and efficiency of pumping abrasive liquids with a high percentage of solid particles and the dynamic effect of the latter on the structures and materials of the flow part of the centrifugal pump. This is achieved by the combination of the design solutions and technological parameters of the main units developed in the invention, namely, the design of the rotor shaft with an angular contact bearing system and the design of a hydrodynamically opaque shaft seal; systems of blades and interscapular channels of the impeller of a closed type with the declared parameters of the main and cover disks, design and shape of the spiral outlet and pressure pipe, which together provide the pump’s increased productivity and efficiency, the effective diffuser of the interscapular channels and spiral outlet.
Технический результат достигают также взаимным расположением электродвигателя и насоса, конструкцией силового сопряжения валов роторов, передающего крутящий момент от электродвигателя к насосу с демпфированием вибрации. Технический результат выражается кроме того в повышенной износостойкости наиболее изнашиваемых частей проточной части предлагаемой конструкции насоса, в частности, за счет выполнения тыльной стенки корпуса проточной части в виде бронедиска, разработанной в изобретении полифункциональной конструкции, обеспечивающей силовое сопряжение примыкающих к нему конструктивных частей корпуса насоса.The technical result is also achieved by the mutual arrangement of the electric motor and the pump, the design of the power coupling of the rotor shafts, transmitting torque from the electric motor to the pump with vibration damping. The technical result is also expressed in the increased wear resistance of the most wear parts of the flow part of the proposed pump design, in particular, due to the back wall of the flow part body in the form of an armored disk, developed in the invention of a multifunctional design that provides power coupling of the adjacent structural parts of the pump housing.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображен электронасосный агрегат, вид спереди;figure 1 shows a pump assembly, front view;
на фиг.2 - электронасосный агрегат, вид сбоку;figure 2 - electric pump unit, side view;
на фиг.3 - конструктивная схема центробежного насоса, продольный разрез;figure 3 is a structural diagram of a centrifugal pump, a longitudinal section;
на фиг.4 - проточная часть центробежного насоса, продольный разрез;figure 4 - flow of the centrifugal pump, a longitudinal section;
на фиг.5 - конструктивная схема муфты, соединяющей валы роторов электродвигателя и центробежного насоса, разрез;figure 5 is a structural diagram of a coupling connecting the shafts of the rotors of the electric motor and a centrifugal pump, section;
на фиг.6 - рабочее колесо центробежного насоса, в сборе;figure 6 - the impeller of a centrifugal pump, complete;
на фиг.7 - конструкция рабочего колеса, поперечный разрез.7 is a design of the impeller, a cross section.
Электронасосный агрегат горизонтального типа конструктивно выполнен с возможностью перекачивания абразивных жидких сред типа гидросмесей с включениями твердых частиц.The horizontal type electric pump unit is structurally configured to pump abrasive liquids such as hydraulic mixtures with inclusions of solid particles.
Электронасосный агрегат содержит электродвигатель 1 с валом 2 ротора, центробежный насос 3, содержащий вал 4 ротора с рабочим колесом 5, смонтированный в корпусе 6, образованном из ходовой и проточной частей 7 и 8 соответственно, а также муфту 9, соединяющую валы 2 и 4 упомянутых агрегатов с возможностью передачи крутящего момента.The electric pump unit contains an electric motor 1 with a
Проточная часть 8 корпуса 6 насоса 3 включает последовательно расположенные по потоку всасывающий патрубок 10, проточную полость 11 с тыльной и боковой стенками 12 и 13 и объемом 14 для размещения рабочего колеса 5 и спирального отвода 15, который сообщен с напорным патрубком 16.The flowing
Вал 4 ротора насоса 3 имеет консольные оконечности 17 и ходовую часть 18. Ходовая часть 18 вала 4 ротора оперта на корпус 6 ходовой части 7 насоса 3 через подшипниковые опоры 19 и снабженную со стороны, примыкающей к проточной части 8, гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением 20.The
Рабочее колесо 5 выполнено в виде крыльчатки закрытого типа и содержит жестко установленные на валу 4 основной и покрывной диски 21 и 22 соответственно, а также расположенную между ними многозаходную систему лопаток 23 с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны в проекции на плоскость, нормальную к оси вала 4. Лопатки 23 разделены диффузорными межлопаточными каналами 24, расширяющимися в направлении от оси вала 4 к периферии. Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов 24 вариантно включает возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30÷600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды. Основной и покрывной диски 21 и 22 рабочего колеса 5 снабжены с внешней стороны гидродинамическим уплотнением в виде импеллера 25. Покрывной диск 22 содержит заходную горловину 26 с радиусом, частично перекрывающим в проекции на упомянутую условную плоскость, нормальную к оси вала 4, оконечности лопаток 23, обращенные к указанной оси.The
Тыльная стенка 12 проточной полости 8 выполнена в виде бронедиска. Боковая стенка 13 проточной полости 8 образует спиральный отвод 15 в виде однозаходного спирального диффузорного канала с градиентом диффузорности G, определяемым из выраженияThe
где Sвых и Sвх - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода.where S o and S I - the area of the output and input cross-sections of the branch, l holes - the length of the spiral channel of the branch.
Напорный патрубок 16 выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в патрубок 16.The
Электродвигатель 1 и центробежный насос 3 расположены на основании 27, преимущественно, на общей раме сварной или литой конструкции практически соосно. Муфта 9, соединяющая консольный вал 2 ротора электродвигателя 1 и обращенную к нему консольную оконечность 17 вала 4 центробежного насоса 3, выполнена с возможностью передачи крутящего момента от первого ко второму с демпфированием взаимных угловых колебаний указанных валов. Для этого муфта 9 содержит объединенные через амортизатор 28 в виде упругого, преимущественно, кольцевого вкладыша полумуфту 29 электродвигателя 1 и полумуфту 30 насоса 3.The electric motor 1 and the
Спиральный отвод 15 за пределами контура рабочего колеса 5 имеет форму двояковыпуклой оболочки, закрученной по спирали, образованной перемещаемым в условной плоскости последовательно нарастающим радиусом и выпукло изогнутую в условной плоскости, нормальной к упомянутой, и проведенной через радиус спирали и условную ось, проходящую через центр закрутки и/или ось вращения рабочего колеса 5. Указанная оболочка снабжена на выходе проемом 31, сообщенным по потоку с напорным патрубком 16 проточной части 8 насоса 3.The
Напорный патрубок 16 выполнен в виде диффузора переменной конфигурации поперечного сечения по длине с переходом от упомянутой призматической на входе в коническую и с превышением площади выходного поперечного сечения относительно площади на входе, обеспечивающем при номинальных мощности электродвигателя 18÷60 кВт и числе оборотов рабочего колеса 1200÷3000 об/мин скорость потока на входе в упомянутый диффузор 1,5÷14,5 м/с и снижение скорости нагнетаемого потока в 1,2÷3,1 раза на выходе из диффузора.
Проточная часть 8 насоса 3 оснащена с заходной стороны всасывающим патрубком 10, преимущественно, с горизонтально ориентированной осью, имеющем устье, минимальная площадь проходного сечения которого принята не менее соответствующей площади заходной горловины 26 покрывного диска 22 рабочего колеса 5.The flowing
Конфигурация угловой закрутки лопаток 23 рабочего колеса 5 в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вращения указанного колеса, определена градиентом угловой закрутки медиальной оси лопатки 23, а, при необходимости, любой из граней лопатки. Указанный градиент выражен отношением величины угла α между радиусом, проведенным через точку касания к вершине заходного конца лопатки 23, и касательной к любой точке на оси или соответственно боковой грани лопатки, отнесенной к разнице радиальных расстояний рассматриваемых точек от оси рабочего колеса 5. Среднее значение градиента угловой закрутки лопаток 23 рабочего колеса 5 составляет 5÷50 рад/м.The configuration of the angular twist of the
Изменение площади проходного сечения по длине межлопаточного канала 24 рабочего колеса 5 от заходного до выходного сечения канала определено градиентом диффузорного расширения межлопаточного канала рабочего колеса. Указанный градиент выражен отношением разности площадей заходного и текущего поперечных сечений в соответствующих точках медиальной оси канала 24 к величине взаимного удаления по упомянутой оси текущего от заходного сечения. В варианте четырехлопастного рабочего колеса 5 среднее значение градиента диффузорного расширения межлопаточного канала 24 рабочего колеса составляет 0,026÷0,7 м2/м.The change in the cross-sectional area along the length of the
Для вариантных решений насоса 3 с подачей 8÷250 м3/ч средние значения градиента диффузорности спирального отвода 15 определены в диапазоне 0÷10 мм2/мм.For the alternative solutions of
Электронасосный агрегат предназначен для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, гидросмесей с песком с плотностью до 2200 кг/м, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.The electric pump unit is designed for pumping abrasive liquids - suspensions of ores, pulp, industrial effluents, contaminated industrial water, produced water, hydraulic mixtures with sand with a density of up to 2200 kg / m, with a temperature of 3 to 80 ° C, a hydrogen index of up to 10 pH and solid inclusions in the form of discrete abrasive particles up to 8 mm, with microhardness up to 9 GPa and volumetric concentration of microparticles up to 50% inclusive.
Центробежный насос 3 и комплектующий электродвигатель 1 выполнены с возможностью подачи от 25 до 170 м3/ч с напором от 25 до 50 м. Электродвигатель 1 принят асинхронным мощностью от 15 до 70 кВт, с обеспечением частоты вращения вала, передаваемой рабочему колесу, до 3000 об/мин.The
Работа предлагаемого электронасосного агрегата осуществляется следующим образом.The work of the proposed pump unit is as follows.
Присоединяют напорный и всасывающий трубопроводы (на чертежах не показано), а также трубопровод подачи затворной воды (на чертежах не показано) в узел сальникового уплотнения 20. Подключают питание к электродвигателю 1. Пуск насоса 3 производят в следующей последовательности: открывают подачу затворной воды к узлу сальникового уплотнения 20 вала 4. Открывают задвижку на всасывающем трубопроводе и заполняют насос 3 перекачиваемой жидкостью, осуществляют пуск электродвигателя 1. Затем регулируют давление и расход затворной воды, подаваемой в сальниковое уплотнение 20.Connect the pressure and suction pipelines (not shown in the drawings), as well as the gate water supply pipe (not shown in the drawings) to the
Перекачиваемая жидкая среда через всасывающий патрубок 10, попадая на вход во вращающееся центробежное рабочее колесо 5, перемещается от центра к периферии под действием центробежных сил и диффузного расширения в межлопаточных каналах 24 рабочего колеса 5, приобретая при этом кинетическую энергию и получая закрутку в направлении вращения рабочего колеса 5.The pumped liquid medium through the
После выхода из рабочего колеса 5 поток переходит в диффузорный спиральный отвод 15, расширяющийся к напорному патрубку 16 в режиме соблюдения равенства скоростей потока на протяжении отвода 15. Из отвода 15 жидкая среда попадает в напорный патрубок 16, выполненный диффузорным со снижением скорости при прохождении в патрубке в 3,4 раза и одновременным переходом части кинетической энергии потока в потенциальную и поступает в трубопровод для транспортирования к следующему объекту.After exiting the
Остановку агрегата производят в следующем порядке: закрывают задвижку на напорном трубопроводе, отключают электродвигатель 1, закрывают задвижку на всасывающем трубопроводе, отключают подвод затворной воды к сальниковому уплотнению 20. Во избежание запульповывания рабочего колеса 5 отстоем перекачиваемой жидкости, промывают проточную полость 11 насоса 3 чистой водой через штуцера на всасывающем и напорном трубопроводах.The unit is stopped in the following order: close the valve on the pressure pipe, turn off the motor 1, close the valve on the suction pipe, turn off the valve water supply to the
Таким образом, за счет разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных агрегатов, а именно, технического решения конструкции вала ротора с радиально-упорной системой подшипниковых опор и конструкцией гидродинамически непрозрачного уплотнения вала, разработанной системы лопаток и межлопаточных каналов рабочего колеса закрытого типа с заявленными параметрами покрывного и основного дисков, конструктивного решения и формы спирального отвода и напорного патрубка, конструкцией силового сопряжения валов роторов, передающего крутящий момент от электродвигателя к насосу с демпфированием вибрации, повышаются ресурс, надежность и эффективность перекачивания абразивных жидких сред с высоким содержанием твердых частиц и динамическим воздействием последних на конструкции и материалы проточной части центробежного насоса.Thus, due to the design solutions and technological parameters of the main units developed in the invention, namely, the technical solution of the rotor shaft design with an angular contact bearing system and the design of a hydrodynamically opaque shaft seal, the developed system of closed-type impeller vanes and interscapular channels with the declared the parameters of the cover and main discs, the design and shape of the spiral outlet and pressure pipe, the design of the power interface Ia rotor shaft transmitting torque from the motor to the pump vibration damping, increased life, reliability and efficiency of the abrasive pumping liquids with a high solids content and the dynamic action of the latter on the structure and materials of the flow part of the centrifugal pump.
Claims (10)
где Sвых и Sвх - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода; а напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок.1. The horizontal type electric pump unit, characterized in that it is structurally designed to pump abrasive liquids such as hydraulic mixtures with inclusions of solid particles and comprises an electric motor with a rotor shaft, a centrifugal pump containing a rotor shaft with an impeller mounted in a housing formed of a running gear and flow parts, as well as a coupling connecting the shafts of the said units with the possibility of transmitting torque, while the flow part of the pump housing includes sequentially located a suction pipe laid downstream, a flow cavity with a back and side walls and a volume for accommodating an impeller and a spiral outlet, which is in communication with a discharge pipe, the pump rotor shaft having cantilever ends and a running gear supported on the pump running gear housing through bearings and equipped with a hydraulically opaque, preferably stuffing box seal on the side adjacent to the flow part, the impeller being made in the form of a closed impeller and contains a rigid mouth the main and cover discs renewed on the shaft, as well as the multiple-entry blade system with angular twist located between them, made with a constant or variable radius of curvature in the projection onto a plane normal to the axis of the shaft; the blades are separated by diffuser interscapular channels, expanding in the direction from the axis of the shaft to the periphery, while the active volume of dynamic filling of the set of interscapular channels optionally includes the possibility of discharge into the duct in one revolution of the impeller (30 ÷ 600) · 10 -5 m 3 / pumped liquid medium, with each of the mentioned impeller disks provided with an external hydrodynamic seal in the form of an impeller, and the cover disk contains a throat with a radius partially overlapping in the projection said conditional plane normal to the axis of the shaft, the ends of the blades facing the specified axis, in addition, the back wall of the flow cavity is made in the form of an armored disk, and the side wall of the said cavity forms a spiral outlet in the form of a one-way spiral diffuser channel with a diffusivity gradient G determined from expressions
where S o and S I - the area of the output and input cross-sections of the branch, l holes - the length of the spiral channel of the branch; and the discharge pipe is made diffuser with an excess of the cross-sectional area at the outlet of 1.2 ÷ 5.6 times relative to the same area at the entrance to the said pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012141127/06A RU2503852C1 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Horizontal electrically driven pump unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012141127/06A RU2503852C1 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Horizontal electrically driven pump unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2503852C1 true RU2503852C1 (en) | 2014-01-10 |
Family
ID=49884754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012141127/06A RU2503852C1 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Horizontal electrically driven pump unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503852C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU731063A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-04-30 | Производственное Объединение "Уралкалий" | Pumping unit |
| WO1981002613A1 (en) * | 1980-03-07 | 1981-09-17 | Orion Pumps Ltd | Improvements in or relating to pumps |
| US4913619A (en) * | 1988-08-08 | 1990-04-03 | Barrett Haentjens & Co. | Centrifugal pump having resistant components |
| US6692234B2 (en) * | 1999-03-22 | 2004-02-17 | Water Management Systems | Pump system with vacuum source |
| RU69586U1 (en) * | 2007-09-14 | 2007-12-27 | Александр Павлович Щербаков | CENTRIFUGAL PUMP |
-
2012
- 2012-09-27 RU RU2012141127/06A patent/RU2503852C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU731063A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-04-30 | Производственное Объединение "Уралкалий" | Pumping unit |
| WO1981002613A1 (en) * | 1980-03-07 | 1981-09-17 | Orion Pumps Ltd | Improvements in or relating to pumps |
| US4913619A (en) * | 1988-08-08 | 1990-04-03 | Barrett Haentjens & Co. | Centrifugal pump having resistant components |
| US6692234B2 (en) * | 1999-03-22 | 2004-02-17 | Water Management Systems | Pump system with vacuum source |
| RU69586U1 (en) * | 2007-09-14 | 2007-12-27 | Александр Павлович Щербаков | CENTRIFUGAL PUMP |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105003458B (en) | Impeller, centrifugal pump and its use for centrifugal pump | |
| KR19990028875A (en) | Rotor | |
| CN206608359U (en) | Energy-efficient customization water pump and its multiple flow passages impeller | |
| JP2016522357A (en) | Centrifugal rotor | |
| CN102619779B (en) | Turbulence generator for medium-consistency paper pulp pump | |
| RU2511967C1 (en) | Turbo-pump unit, and cold, hot and industrial water pumping method | |
| RU2503852C1 (en) | Horizontal electrically driven pump unit | |
| RU2503853C1 (en) | Horizontal electrically driven pump unit | |
| RU2482337C1 (en) | Method for increasing pressure and economy of bladed turbomachines | |
| RU2503851C1 (en) | Horizontal electrically driven pump unit | |
| RU2503856C1 (en) | Method of electrically driven pump unit production and electrically drive pump unit thus made (versions) | |
| RU2503850C1 (en) | Model series of electrically drive horizontal pumps | |
| RU2509924C1 (en) | Vertical pulp pump with exposed impeller (versions) | |
| RU2509923C1 (en) | Vertical chemical electrically driven pump with exposed impeller and method of transfer of chemically aggressive fluids | |
| RU2506462C1 (en) | Vertical pulp pump with exposed impeller | |
| RU2506463C1 (en) | Vertical electrically drive pump unit (versions) | |
| RU2509919C1 (en) | Chemical vertical pump with closed impeller and method of transfer of chemically aggressive fluids | |
| RU2509926C1 (en) | Method of making electrically driven pump of model series and model series of electrically driven pump thus made | |
| RU2505710C1 (en) | Pulp vertical pump with enclosed impeller (versions) | |
| RU2509920C1 (en) | Model series of chemical vertical pumps (versions) | |
| RU2517260C1 (en) | Vertical electrically driven pump unit (versions) | |
| RU2509921C1 (en) | Horizontal chemical pump with exposed impeller | |
| WO2020037644A1 (en) | Semi-open type flow guide boosting impeller | |
| WO2003027444A1 (en) | Duplex shear force rotor | |
| RU2506461C1 (en) | Chemical horizontal electrically drive pump unit (versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140928 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160727 |