RU146402U1

RU146402U1 - DIRECT VECTOR ELECTRIC PUMP WITH HOLE ROTOR SHAFT

Info

Publication number: RU146402U1
Application number: RU2014102020/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Арсентьевич Чашков; Роман Юрьевич Чашков
Original assignee: Юрий Арсентьевич Чашков; Роман Юрьевич Чашков
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2014-10-10

Abstract

Электронасос прямоточный лопастной с полым валом ротора, отличающийся тем, что внутри вала ротора на внутренней поверхности закреплены лопасти, концы вала ротора выходят симметрично через подшипники электродвигателя и соединены с помощью упорных подшипников и сальников с муфтами вращения, имеющими внутри выправляющие лопатки и фланцы для соединения с трубопроводами.A direct-flow vane electric pump with a hollow rotor shaft, characterized in that the blades are fixed inside the rotor shaft on the inner surface, the ends of the rotor shaft come out symmetrically through the bearings of the electric motor and are connected by thrust bearings and oil seals with rotation couplings having straightening vanes and flanges inside for connection with pipelines.

Description

Полезная модель «электронасос прямоточный лопастной, с полым валом ротора» относится к области насосостроения, и может быть использован для перекачки различных по вязкости жидкостей.The utility model "direct-flow vane electric pump with a hollow rotor shaft" refers to the field of pump engineering, and can be used for pumping liquids of various viscosities.

Известно несколько типов электронасосов с полым валом ротора.Several types of electric pumps with a hollow rotor shaft are known.

По патенту на изобретение №2470189 в корпусе центробежного насоса размещен электродвигатель с полым ротором для улучшения охлаждения обмоток статора и ротора, а работа по перемещению жидкости, часть которой проходит внутри ротора, выполняется центробежным колесом. Конструкция такого электронасоса имеет все недостатки, присущие насосам с центробежным рабочим колесом: сложность формы корпуса, трудности сборки большого количества деталей и технического обслуживания вращающихся частей, несимметричная нагрузка на подшипники, большие изменения направления движения жидкости, приводящие к турбулентности и кавитации. Перекачиваемая внутри корпуса под давлением жидкость может проникнуть через сальниковые уплотнения внутрь электродвигателя и привести к его неисправности.According to the patent for invention No. 2470189, a centrifugal pump motor has a hollow rotor motor for improving cooling of the stator and rotor windings, and the work of moving the fluid, some of which passes inside the rotor, is performed by a centrifugal wheel. The design of such an electric pump has all the drawbacks inherent in centrifugal impeller pumps: the complexity of the casing shape, the difficulty of assembling a large number of parts and the maintenance of rotating parts, the asymmetric load on the bearings, large changes in the direction of fluid motion, leading to turbulence and cavitation. The fluid pumped inside the housing under pressure can penetrate the stuffing box seals into the motor and cause it to malfunction.

По патенту на изобретение №2432499 в корпусе центробежного насоса размещен электродвигатель с полым ротором для улучшения охлаждения обмоток статора и ротора. Весь объем жидкости засасывается установленной внутри ротора крыльчаткой, но выходной напор создается центробежным колесом через выправляющее устройство. Поэтому конструкция такого электронасоса также имеет все недостатки, присущие насосам с центробежным рабочим колесом: сложность формы корпуса, трудности сборки большого количества деталей и технического обслуживания вращающихся частей, несимметричная нагрузка на подшипники, резкие изменения направления движения жидкости, приводящие к турбулентности и кавитации. Перекачиваемая внутри корпуса под давлением жидкость может проникнуть через сальниковые уплотнения внутрь электродвигателя и привести к его неисправности.According to the patent for the invention No. 2432499 in the centrifugal pump housing is placed an electric motor with a hollow rotor to improve cooling of the stator and rotor windings. The entire volume of liquid is sucked in by the impeller installed inside the rotor, but the output pressure is created by the centrifugal wheel through the straightening device. Therefore, the design of such an electric pump also has all the drawbacks inherent in centrifugal impeller pumps: the complexity of the body shape, the difficulty of assembling a large number of parts and the maintenance of rotating parts, the asymmetric load on the bearings, sudden changes in the direction of fluid movement, leading to turbulence and cavitation. The fluid pumped inside the housing under pressure can penetrate the stuffing box seals into the motor and cause it to malfunction.

По французскому патенту на изобретение FR 2127607 лопастной насос состоит из отрезка трубы с жестко закрепленными внутри лопастями. Для вращения такого насоса требуются внешние приводы, требующие специальных схем крепления и передачи вращения. Такие приводы требуют дополнительных затрат на изготовление и эксплуатацию, снижают общий КПД всего устройства.According to the French patent for invention FR 2127607, a vane pump consists of a pipe section with blades rigidly fixed inside. To rotate such a pump, external drives are required that require special mounting and transmission rotation schemes. Such drives require additional costs for manufacturing and operation, reduce the overall efficiency of the entire device.

Задачи, решаемые заявителем - простота конструкции, повышение КПД и надежности работы электронасоса, снижение затрат на производство и техническое обслуживание.The tasks solved by the applicant are simplicity of design, increased efficiency and reliability of the electric pump, reduced production and maintenance costs.

Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в простоте конструкции и повышении КПД из-за отсутствия внешнего привода насоса, значительном уменьшении турбулентности и опасности кавитации за счет прямоточного движения жидкости, повышении надежности работы за счет устранения риска протечек жидкости внутрь электродвигателя, дополнительного охлаждения обмоток электродвигателя протекающей внутри вала ротора жидкостью.The technical result obtained by using the utility model consists in simplicity of design and increased efficiency due to the lack of an external pump drive, a significant reduction in turbulence and the risk of cavitation due to direct-flow fluid movement, increased operational reliability by eliminating the risk of fluid leakage into the electric motor, and additional cooling windings of an electric motor fluid flowing inside the rotor shaft.

Указанный технический результат достигается тем, что электродвигатель имеет вращающийся в стандартных подшипниках крышек корпуса ротор с полым валом, с жестко закрепленными на внутренней поверхности вала лопастями, развернутыми под углом к оси вращения ротора и непосредственно выполняющими роль лопастного насоса. Концы полого вала ротора выходят симметрично за крышки корпуса электродвигателя, что исключает попадание перекачиваемой жидкости внутрь электродвигателя и выход его из строя. Концы полого вала ротора соединены через упорные подшипники и сальники с одинаковыми муфтами вращения, которые имеют лопатки выправляющего устройства внутри и стандартные фланцы для крепления трубопроводов. Электронасос устанавливается в прямолинейный участок трубопровода, соединяется с трубопроводами при помощи стандартных фланцев с сохранением проходного сечения всего участка, и на этом участке перекачиваемая жидкость движется без изменения общего направления движения. Конструкция всего электронасоса симметрично сбалансирована, что повышает надежность работы подшипников электродвигателя. Все подшипники доступны для смазки, контроля их состояния и температуры, технического обслуживания.The specified technical result is achieved by the fact that the electric motor has a rotor rotating in standard bearings of the housing covers with a hollow shaft, with blades rigidly fixed on the inner surface of the shaft, rotated at an angle to the axis of rotation of the rotor and directly acting as a vane pump. The ends of the hollow shaft of the rotor go symmetrically beyond the covers of the motor housing, which eliminates the ingress of the pumped liquid into the motor and its failure. The ends of the hollow shaft of the rotor are connected through thrust bearings and seals with the same rotation couplings, which have the vanes of the straightening device inside and standard flanges for fastening the pipelines. The electric pump is installed in a straight section of the pipeline, connected to the pipelines using standard flanges while maintaining the flow area of the entire section, and in this section the pumped liquid moves without changing the general direction of movement. The design of the entire electric pump is symmetrically balanced, which increases the reliability of the motor bearings. All bearings are available for lubrication, monitoring of their condition and temperature, maintenance.

Сущность полезной модели поясняется чертежом с изображением общего вида электронасоса прямоточного лопастного с полым валом ротора в разрезе.The essence of the utility model is illustrated by a drawing with the image of a General view of a direct-flow vane electric pump with a hollow rotor shaft in a section.

Предлагаемая полезная модель содержит: корпус 1 электродвигателя с лапами крепления (на чертеже не показаны) к основе, обмотки статора 2, ротор 3 с полым валом и выступающими из корпуса его концами, лопасти 4 внутри полого вала ротора, две одинаковые муфты вращения 9 с упорными подшипниками 5, сальниками 6, стандартными фланцами 7 (отверстия крепления на чертеже не показаны), и выправляющими лопатками 8 внутри фланцев. Для дополнительного охлаждения обмоток электродвигателя ротор имеет стандартные лопатки (на чертеже не показаны) для принудительной прокачки воздуха через вентиляционные отверстия 10 корпуса.The proposed utility model includes: a motor housing 1 with mounting legs (not shown in the drawing) to the base, stator windings 2, rotor 3 with hollow shaft and ends protruding from the housing, blades 4 inside the hollow rotor shaft, two identical rotation couplings 9 with thrust bearings 5, oil seals 6, standard flanges 7 (mounting holes are not shown in the drawing), and straightening blades 8 inside the flanges. For additional cooling of the motor windings, the rotor has standard blades (not shown in the drawing) for forced pumping of air through the ventilation holes 10 of the housing.

Электронасос прямоточный лопастной с полым ротором работает следующим образом.The direct-flow electric pump with a hollow rotor works as follows.

При вращении ротора развернутые под углом к его оси лопасти захватывают жидкость и создают закрученный поток, имеющий кинетическую энергию движения, которая превращается в потенциальную энергию давления после лопаток выправляющего устройства муфты. Т.к. диаметр полого ротора и подсоединяемых трубопроводов одинаковый, то движение жидкости, в отличие от центробежных насосов, прямолинейное, поэтому значительно сокращается потеря мощности, а из-за отсутствия турбулентности потока уменьшается опасность появления кавитации и увеличивается срок эксплуатации лопастей.When the rotor rotates, the blades swiveled at an angle to its axis capture the fluid and create a swirling flow having kinetic energy of movement, which turns into potential pressure energy after the blades of the clutch straightening device. Because the diameter of the hollow rotor and the connected pipelines is the same, the fluid movement, in contrast to centrifugal pumps, is rectilinear, therefore, the power loss is significantly reduced, and due to the absence of turbulence in the flow, the risk of cavitation and the life of the blades increase.

Поток жидкости охлаждает ротор, поток воздуха внутри корпуса охлаждает обмотки статора и поверхность ротора, что улучшает общий температурный режим работы электродвигателя и подшипников ротора и значительно повышает надежность работы полезной модели.The fluid flow cools the rotor, the air flow inside the housing cools the stator windings and the rotor surface, which improves the overall temperature regime of the electric motor and rotor bearings and significantly increases the reliability of the utility model.

При симметричном угле установки лопастей в роторе устройство можно использовать в реверсивном режиме перекачки жидкости без отсоединения трубопроводов, т.к. упорные подшипники в муфтах одинаково воспринимают осевое усилие при любом вращении ротора.With a symmetrical angle of installation of the blades in the rotor, the device can be used in the reverse mode of pumping fluid without disconnecting the pipelines, as thrust bearings in couplings equally perceive axial force at any rotation of the rotor.

Объем и напор перекачиваемой жидкости при использовании асинхронного двигателя можно менять ступенчато - за счет переключения обмоток, или плавно - за счет изменения частоты тока.The volume and pressure of the pumped liquid when using an induction motor can be changed stepwise - by switching the windings, or smoothly - by changing the current frequency.

Claims

A direct-flow vane electric pump with a hollow rotor shaft, characterized in that the blades are fixed inside the rotor shaft on the inner surface, the ends of the rotor shaft come out symmetrically through the bearings of the electric motor and are connected by thrust bearings and oil seals with rotation couplings having straightening vanes and flanges inside for connection with pipelines.