RU168011U1

RU168011U1 - SINGLE AUGER PUMP PUMP

Info

Publication number: RU168011U1
Application number: RU2016107059U
Authority: RU
Inventors: Валентина Ильинична Жушман; Юлия Евгеньевна Миронова
Original assignee: Валентина Ильинична Жушман
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-01-16

Abstract

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в системах водоснабжения, нефтехимической, атомной и других отраслях промышленности, где требуются насосы для перекачки различного рода жидкостей, в том числе агрессивных и неоднородных по плотности и вязкости.Оседиагональный шнековый насос содержит корпус с осевым подводом и спиральным отводом, ротор, включающий в себя вал с консольно закрепленным рабочим колесом, выполненным в виде шнека с винтовыми лопастями установленный в подшипниках, которые закреплены в корпусе подшипниковых опор, причем подшипник со стороны рабочего колеса изолирован от разгрузочной камеры посредством уплотнения. Уплотнение выполнено торцовым из карбида кремния в виде образующих пару трения колец, одно из которых установлено в корпусе подшипниковых опор, а другое - на валу с возможностью поджатия его пружиной. В корпусе торцового уплотнения установлена манжета, которая предохраняет полость подшипников от попадания перекачиваемой жидкости.Оседиагональный шнековый насос незаменим при перекачке сложных жидкостей, обладает более высокой производительностью и всасывающей способностью, возможностью перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических примесей, имеет высокую энерговооруженность, т.е. более компактные размеры и меньший вес, а также простоту в использовании, техническом обслуживании и ремонте.The utility model relates to the field of pump engineering and can be used in water supply systems, petrochemical, nuclear and other industries where pumps are required for pumping various kinds of liquids, including aggressive and heterogeneous in density and viscosity. An axial-shaped screw pump contains a housing with axial inlet and a spiral bend, a rotor including a shaft with a cantilever mounted impeller, made in the form of a screw with screw blades mounted in bearings that are fixed in the case of bearings, the bearing with the impeller is isolated from the discharge chamber through the seal. The seal is made of silicon carbide face in the form of rings forming a friction pair, one of which is installed in the housing of the bearing bearings, and the other on the shaft with the possibility of preloading it by a spring. A cuff is installed in the body of the mechanical seal, which protects the bearing cavity from ingress of the pumped liquid. The single-screw pump is indispensable for pumping complex liquids, has a higher capacity and suction capacity, the ability to pump liquids with a high content of mechanical impurities, has a high power ratio, i.e. more compact dimensions and less weight, as well as ease of use, maintenance and repair.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в системах водоснабжения, нефтехимической, атомной и других отраслях промышленности, где требуются насосы для перекачки различного рода жидкостей, в том числе агрессивных и неоднородных по плотности и вязкости.The utility model relates to the field of pump engineering and can be used in water supply systems, petrochemical, nuclear and other industries where pumps are required for pumping various kinds of liquids, including aggressive and non-uniform in density and viscosity.

Известен оседиагональный шнековый насос, содержащий корпус с осевым подводом, спиральный отвод, ротор, включающий в себя вал, на котором консольно закреплено рабочее колесо с винтовыми лопастями, установленный в подшипниковых опорах, которые жестко соединены со спиральным отводом. Разделение полости подшипников от разгрузочной полости осуществляется резиновыми кольцами. (Патент РФ №2075653 С1, МПК F04D 3/02, опубликовано 20.03.1997).Known osediagonal screw pump containing a housing with an axial inlet, a spiral outlet, a rotor including a shaft on which the impeller with screw blades is mounted cantilever, mounted in bearing bearings that are rigidly connected to the spiral outlet. The separation of the bearing cavity from the discharge cavity is carried out by rubber rings. (RF patent No. 2075653 C1, IPC F04D 3/02, published March 20, 1997).

Другой оседиагональный шнековый насос, состоящий из конического входного корпуса, радиального спирального отвода, корпуса подшипниковых опор, ротора, включающего в себя вал, консольно закрепленное на нем рабочее колесо, представляющее собой коническую втулку с винтовыми лопастями. В насосе предусмотрена разгрузка ротора от осевой силы, которая осуществляется за счет устройства под втулкой разгрузочной камеры, отделенной от полости высокого давления со стороны выхода из колеса гидродинамическим импеллерным уплотнением. В разгрузочной камере обеспечивается давление, примерно равное входному значению за счет сброса утечек на вход через пропускные отверстия, выполненные во втулке шнека. Ротор вращается в подшипниках качения. Подшипники установлены в корпусе опор, закрепленном в спиральном отводе с помощью фланцевого соединения. Разделение полости подшипников от разгрузочной полости осуществляется уплотнением, состоящим из резиновых манжет.(Патент РФ №2135835, МПК F04D 3/02, опубликовано 27.08.1999).Another axial-diagonal screw pump, consisting of a conical inlet housing, a radial spiral outlet, a bearing housing, a rotor including a shaft, an impeller cantileverly mounted on it, which is a conical sleeve with screw blades. The pump provides for the unloading of the rotor from axial force, which is due to the device under the sleeve of the discharge chamber, separated from the high-pressure cavity from the side of the wheel exit by a hydrodynamic impeller seal. In the discharge chamber, a pressure is approximately equal to the input value due to the discharge of leakage to the inlet through the through holes made in the auger bushing. The rotor rotates in rolling bearings. The bearings are mounted in a bearing housing fixed in a spiral bend using a flange connection. The separation of the bearing cavity from the discharge cavity is carried out by a seal consisting of rubber cuffs (RF Patent No. 21585835, IPC F04D 3/02, published on 08.27.1999).

Недостатком таких уплотнений является их низкая надежность. Такая ненадежная защита подшипников от потока перекачиваемой жидкости приводит к следующим негативным явлениям:The disadvantage of such seals is their low reliability. Such unreliable protection of bearings against the flow of pumped liquid leads to the following negative phenomena:

а) ограничению применения насосов, т.к. в соответствии с требованиями Правил безопасности нельзя перекачивать нефтепродукты и другие, химически активные жидкости, насосами с таким видом уплотнения;a) limiting the use of pumps, as in accordance with the requirements of the Safety Rules, oil products and other chemically active liquids cannot be pumped with pumps with this type of seal;

б) возможная протечка жидкости в полость подшипников при высоких параметрах нагружения и окружной скорости вращения ротора, особенно при повышенной температуре перекачиваемой жидкости, что вызывает вымывание смазки и, как следствие, разрушение подшипников.b) possible leakage of fluid into the bearing cavity at high loading parameters and peripheral rotor speed, especially at elevated temperature of the pumped liquid, which causes leaching of the grease and, as a consequence, the destruction of the bearings.

Наиболее близким техническим решением, прототипом является оседиагональный шнековый насос, содержащий корпус с осевым подводом и спиральным отводом. Ротор, включающий в себя вал, с консольно закрепленным рабочим колесом, выполненным в виде шнека с винтовыми лопастями, установленный в подшипниках, которые закреплены в корпусе подшипниковых опор, причем подшипник со стороны рабочего колеса изолирован от разгрузочной камеры посредством уплотнения. Уплотнение выполнено торцовым из салицилового графита или керамики в виде образующих пару трения двух колец, одно из которых установлено в корпусе подшипниковых опор, а другое - на валу с возможностью поджатия его пружиной, корпус подшипниковых опор имеет кольцевую полость, связанную с одной стороны посредством радиальных каналов с зоной уплотнения, а с другой стороны посредством трубопровода со спиральным отводом (Патент РФ № 38858 U1, МПК F04D 3/02, .опубликовано 10.07.2004).The closest technical solution, the prototype is a sedimentary screw pump containing a housing with an axial inlet and a spiral outlet. A rotor including a shaft, with a cantilever mounted impeller made in the form of a screw with screw blades, mounted in bearings that are mounted in the housing of bearing bearings, the bearing on the side of the impeller being isolated from the discharge chamber by means of a seal. The face seal is made of salicylic graphite or ceramic in the form of two rings forming a friction pair, one of which is installed in the bearing housing and the other on the shaft with the possibility of preloading it with a spring, the bearing housing has an annular cavity connected on one side by radial channels with a sealing zone, and on the other hand through a pipeline with a spiral outlet (RF Patent No. 38858 U1, IPC F04D 3/02, published July 10, 2004).

Недостатком данного решения также является ненадежная защита подшипников от потока жидкости.The disadvantage of this solution is also the unreliable protection of the bearings against fluid flow.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и долговечности работы насоса, расширение температурного диапазона перекачиваемой жидкости, а также увеличение возможностей использования оседиагональных насосов при перекачке ЛВЖ (легко воспламеняемых жидкостей), а также химически активных жидкостей за счет применения усовершенствованной системы уплотнения.The objective of the proposed utility model is to increase the reliability and durability of the pump, expand the temperature range of the pumped liquid, as well as increase the possibility of using axial-diagonal pumps when pumping flammable liquids (flammable liquids), as well as chemically active liquids through the use of an advanced sealing system.

Технический результат поставленной задачи решается созданием конструкции оседиагонального насоса, содержащего корпус с осевым подводом и спиральным отводом, ротор, включающий в себя вал, на котором закреплено рабочее колесо, выполненное в виде шнека с винтовыми лопастями, установленный в подшипниках, которые закреплены в корпусе подшипниковых опор, где со стороны рабочего колеса полость подшипников изолирована от разгрузочной камеры посредством уплотнения, которое согласно полезной модели выполнено торцовым в виде образующих пару трения колец, причем одно кольцо установлено в корпусе подшипниковых опор, а другое, поджимаемое пружиной, на валу. Уплотнение имеет дополнительную ступень защиты, выполненную в виде манжеты, установленной за парой трения.The technical result of the task is solved by creating a construction of an axial-diagonal pump containing a housing with an axial inlet and a spiral outlet, a rotor including a shaft on which an impeller is mounted, made in the form of a screw with screw blades, mounted in bearings that are mounted in the housing of bearing bearings where, on the side of the impeller, the bearing cavity is isolated from the discharge chamber by means of a seal, which according to the invention is made end-face in the form of a pair of eniya rings, one ring mounted in housing bearings and the other, a biasing spring on the shaft. The seal has an additional level of protection, made in the form of a cuff installed behind a pair of friction.

Уплотнительные кольца могут быть изготовлены из карбида кремния.O-rings can be made of silicon carbide.

Благодаря введению новых признаков, а именно дополнительной ступени защиты в виде манжеты, а также колец, выполненных из карбида кремния, обеспечивается надежная защита подшипников от протекания перекачиваемой жидкости из разгрузочной камеры.Thanks to the introduction of new features, namely an additional stage of protection in the form of a cuff, as well as rings made of silicon carbide, reliable protection of bearings from the flow of pumped liquid from the discharge chamber is provided.

Применение новых признаков:Application of new features:

- повышает долговечность данного уплотнения, увеличивает срок его эксплуатации, а, следовательно, и срок эксплуатации насоса в целом;- increases the durability of this seal, increases its service life, and, consequently, the life of the pump as a whole;

- расширяет температурный диапазон перекачиваемой жидкости;- expands the temperature range of the pumped liquid;

- увеличивает возможность использования оседиагональных насосов при перекачке нефтепродуктов, химически активных жидкостей, а также применения их в атомной промышленности.- increases the possibility of using sedimentary pumps for pumping petroleum products, chemically active liquids, as well as their use in the nuclear industry.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому полезная модель соответствует критерию «новизна».The above distinguishing features are new in comparison with the prototype, so the utility model meets the criterion of "novelty."

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1, 2 представлены продольные разрезы насосов.in FIG. 1, 2 are longitudinal sections of pumps.

на фиг. 3 представлен узел А - торцовое уплотнение в увеличенном виде.in FIG. 3 shows a node A - mechanical seal in an enlarged view.

Оседиагональный шнековый насос фиг. 1 содержит корпус 1 с осевым подводом 2 и спиральным отводом 3, ротор 4, включающий в себя вал 5 с консольно закрепленным на нем рабочим колесом 6, выполненным в виде шнека с винтовыми лопастями. Вал 5 установлен в подшипниках 7 и 8, которые закреплены в корпусе подшипниковых опор 9. Между корпусом подшипниковых опор 9 и рабочим колесом 6 расположена разгрузочная камера 10. Подшипник 7 изолирован от разгрузочной камеры 10 торцовым уплотнением (А).The axial screw pump of FIG. 1 comprises a housing 1 with an axial inlet 2 and a spiral outlet 3, a rotor 4, including a shaft 5 with an impeller 6 console mounted thereon, made in the form of a screw with screw blades. The shaft 5 is installed in bearings 7 and 8, which are fixed in the housing of the bearing bearings 9. Between the housing of the bearing bearings 9 and the impeller 6 there is a discharge chamber 10. The bearing 7 is isolated from the discharge chamber 10 by a mechanical seal (A).

Идентичный по принципу действия оседиагональный насос, представленный на фиг. 2, содержит корпус 1 с осевым подводом 2, и спиральным отводом 3, ротор 4, включающий в себя вал 5, с консольно закрепленным на нем рабочим колесом 6, выполненным в виде шнека с винтовыми лопастями. Вал 5 установлен в подшипниках 7 и 8, которые закреплены в корпусе подшипниковых опор 9.The axial-diagonal pump shown in FIG. 2, comprises a housing 1 with an axial inlet 2, and a spiral outlet 3, a rotor 4, including a shaft 5, with an impeller 6 cantileverly mounted on it, made in the form of a screw with screw blades. The shaft 5 is installed in bearings 7 and 8, which are fixed in the housing of the bearing bearings 9.

Между корпусом подшипниковых опор 9 и рабочим колесом 6 расположена разгрузочная камера 10. Подшипник 7 изолирован от разгрузочной камеры 10 торцовым уплотнением (А).An unloading chamber 10 is located between the bearing housing 9 and the impeller 6. The bearing 7 is isolated from the unloading chamber 10 by a mechanical seal (A).

Торцовое уплотнение, представленное на фиг. 3, представляет собой блок монтажной готовности, состоящий из вращающихся и не вращающихся элементов.The mechanical seal shown in FIG. 3, is a mounting block, consisting of rotating and non-rotating elements.

Вращающиеся элементы включают в себя гильзу 11, обойму 12, пружины 13 и уплотнительное кольцо 14.Rotating elements include a sleeve 11, a cage 12, springs 13 and an o-ring 14.

Не вращающиеся элементы включают в себя корпус подшипниковых опор 9, уплотнительное кольцо 15 и манжету 16.Non-rotating elements include a bearing housing 9, an o-ring 15 and a sleeve 16.

Кольца 14 и 15, образующие пару трения, выполнены из карбида кремния или керамики.The rings 14 and 15, forming a friction pair, are made of silicon carbide or ceramic.

Манжета 16 служит для предотвращения попадания уплотняемой среды в подшипник, а также для исключения попадания смазки подшипника в полость уплотнения.Cuff 16 is used to prevent the medium being sealed into the bearing, and also to prevent the bearing lubricant from entering the seal cavity.

Пружины 13 обеспечивают предварительное поджатие уплотнительных колец 14 и 15.The springs 13 provide pre-compression of the sealing rings 14 and 15.

Насосы работают следующим образом:The pumps operate as follows:

Жидкость при вращении рабочего колеса засасывается в осевой подвод и нагнетается в спиральный отвод, получая приращение энергии от винтовых лопастей, перемещаясь с меньшего диаметра на больший, повышает свой напор за счет увеличения окружной скорости потока жидкости. Неподвижное уплотнительное кольцо 15 и вращающееся с валом уплотнительное кольцо 14 образуют между собой пару трения. За счет регулирования натяжения пружины 13 добиваются необходимого торцового натяжения между уплотнительными кольцами 14 и 15. Стыкуемые поверхности колец 14 и 15 предотвращают попадание перекачиваемой жидкости в полость подшипников.During rotation of the impeller, the fluid is sucked into the axial inlet and is pumped into a spiral outlet, receiving an increment of energy from the screw blades, moving from a smaller diameter to a larger one, increases its pressure due to an increase in the peripheral velocity of the fluid flow. The fixed sealing ring 15 and the rotating ring 14 rotating with the shaft form a friction pair. By adjusting the tension of the spring 13, the necessary mechanical tension is achieved between the sealing rings 14 and 15. The abutting surfaces of the rings 14 and 15 prevent the pumped liquid from entering the bearing cavity.

Предлагаемое уплотнение из карбида кремния или керамики надежно защищает подшипники от попадания перекачиваемой жидкости.The proposed silicon carbide or ceramic seal protects the bearings against ingress of the pumped liquid.

За счет применения такой системы уплотнения повышается надежность работы насоса и его долговечность.Due to the use of such a sealing system, the reliability of the pump and its durability are increased.

Возможны различные варианты применения торцового уплотнения в оседиагональных насосах различных размеров с различными техническими характеристиками.There are various options for the use of mechanical seals in axial-diagonal pumps of various sizes with different technical characteristics.

Оседиагональный шнековый насос незаменим при перекачке сложных жидкостей. По сравнению с другими видами лопастных насосов он обладает несомненными преимуществами. Прежде всего, имеет более высокую производительность и всасывающую способность. Второй весомый плюс - возможность перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических примесей. Третье неоспоримое преимущество - энергоемкость, т.е. более компактные размеры и меньший вес. Сюда также можно добавить простоту в использовании, техническом обслуживании и ремонте.The Osediagonal screw pump is indispensable for pumping complex liquids. Compared with other types of vane pumps, it has undoubted advantages. First of all, it has higher performance and suction capacity. The second significant plus is the ability to pump liquids with a high content of solids. The third indisputable advantage is energy intensity, i.e. more compact sizes and less weight. This also includes ease of use, maintenance and repair.

Claims

1. An axial-diagonal screw pump, comprising a housing with an axial inlet and a spiral outlet, a rotor including a shaft with a cantilever-mounted impeller made in the form of a screw with screw blades, mounted in bearings, which are fixed in the housing of the bearing bearings, and the bearing with the side of the impeller is isolated from the unloading chamber by means of a mechanical seal, in the form of rings forming a friction pair, one of which is installed in the bearing housing and the other on the shaft with the possibility of odzhatiya its spring, characterized in that the mechanical seal is adapted to additional security step in the form of a cuff mounted behind the seal rings.

2. Osediagonal screw pump according to claim 1, characterized in that the sealing rings are made of silicon carbide.