RU104261U1

RU104261U1 - CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU104261U1
Application number: RU2010138841/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Игнатьевич Бирюков; Григорий Васильевич Визенков; Елена Григорьевна Князева; Игорь Борисович Твердохлеб
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Управляющая компания "Группа "ГМС" (ООО "УК"Группа ГМС")
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2011-05-10

Abstract

1. Центробежный насос, содержащий корпус с двухзавитковым спиральным отводом и размещенное в корпусе рабочее колесо, отличающийся тем, что он содержит профилированную вставку, установленную в спиральном отводе за рабочим колесом и выполненную в виде двух спиральных каналов, образованных боковыми и периферийными стенками и лопатками, внутренняя поверхность каждой из которых образует входной участок одного из спиральных каналов, а внешняя поверхность образует выходной участок другого спирального канала, причем профилированная вставка установлена в отводе с возможностью состыковки ее лопаток с языками отвода. ! 2. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что профиль внутренней поверхности лопаток выполнен с возможностью обеспечения безударного натекания потока из рабочего колеса в спиральные каналы, а профиль внешней поверхности лопаток выполнен с возможностью обеспечения плавного натекания потока из спиральных каналов на языки отвода. ! 3. Насос по п.2, отличающийся тем, что периферийная стенка каждого спирального канала профилированной вставки выполнена на всю длину канала. ! 4. Насос по п.2, отличающийся тем, что периферийная стенка каждого спирального канала профилированной вставки выполнена на части длины канала. 1. A centrifugal pump comprising a casing with a double helical spiral outlet and an impeller located in the housing, characterized in that it comprises a profiled insert installed in the spiral outlet behind the impeller and made in the form of two spiral channels formed by side and peripheral walls and vanes, the inner surface of each of which forms the input section of one of the spiral channels, and the external surface forms the output section of the other spiral channel, and the profiled insert It becomes a challenge, with its interfacing with the retraction of the blades languages. ! 2. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the profile of the inner surface of the blades is configured to ensure shock-free flow flow from the impeller into the spiral channels, and the profile of the outer surface of the blades is configured to ensure smooth flow of the flow from the spiral channels to the outlet languages. ! 3. The pump according to claim 2, characterized in that the peripheral wall of each spiral channel of the profiled insert is made over the entire length of the channel. ! 4. The pump according to claim 2, characterized in that the peripheral wall of each spiral channel of the profiled insert is made on a part of the length of the channel.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к центробежным насосам, предназначенным для перекачивания нефти, нефтепродуктов, воды и других жидкостей, и может быть использована преимущественно в нефтяном трубопроводном транспорте.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, in particular to centrifugal pumps designed for pumping oil, oil products, water and other liquids, and can be used mainly in oil pipeline transport.

Известен центробежный горизонтальный одноступенчатый насос типа НМ для перекачивания нефти по магистральным трубопроводам, содержащий корпус со спиральным отводом и размещенное в корпусе рабочее колесо. Спиральный отвод корпуса данного насоса выполнен в виде двухзавитковой спирали для уменьшения радиальных сил, действующих на ротор, рабочее колесо - двустороннего входа, закреплено на валу, установленном на выносных подшипниках скольжения, а концевые уплотнения ротора выполнены торцового типа. Остаточное осевое усилие ротора воспринимается радиально-упорными подшипниками. [Центробежные нефтяные насосы для магистральных трубопроводов: Каталог / Под общей редакцией В.А.Головина. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989. - с.5].Known centrifugal horizontal single-stage pump type NM for pumping oil through pipelines containing a housing with a spiral outlet and an impeller located in the housing. The spiral outlet of the casing of this pump is made in the form of a two-winding spiral to reduce the radial forces acting on the rotor, the impeller is a two-way input, mounted on a shaft mounted on remote sliding bearings, and the end seals of the rotor are made of mechanical type. The residual axial force of the rotor is perceived by angular contact bearings. [Centrifugal oil pumps for main pipelines: Catalog / Edited by V.A. Golovin. - M .: TSINTIkhimneftemash, 1989. - p.5].

Регламенты ввода в действие и эксплуатации нефтепроводов на различных этапах его вывода на проектную мощность требуют обеспечения соответствующей подачи насосов. Так, на первой стадии эксплуатации, перекачивание нефти проводится при подаче (0,2..0,5)Q_ном (где Q_ном - подача насоса для проектной мощности трубопровода), на второй стадии - на (0,6..0,8)Q_ном, а на последующих стадиях подача достигает Q_ном,. Напор насоса для уменьшенных подач остается таким же, как и для номинальной подачи или может быть несколько меньше. Как известно, при работе центробежных насосов на подачах ниже номинальной существенно снижается КПД насоса, увеличиваются пульсации давления, вибрация насоса, и снижается надежность его работы.The regulations for the commissioning and operation of oil pipelines at various stages of its commissioning at design capacity require adequate pumping. Thus, in a first stage of operation, the pumping of oil is carried out when applying (0,2..0,5) Q _nom (wherein Q _nom - feed pump for pipeline design capacity) for the second step - by (0,6..0, 8) Q _nom , and in subsequent stages, the feed reaches Q _nom,. The pump head for reduced feeds remains the same as for the nominal feed or may be slightly less. As you know, when centrifugal pumps operate at feeds below the nominal, the pump efficiency decreases significantly, pressure pulsations, pump vibrations increase, and its reliability decreases.

В практике применения центробежных насосов для их эксплуатации при уменьшенной подаче предусматриваются сменные ротора с рабочими колесами на соответствующие подачи. Однако, несмотря на то, что замена рабочих колес приводит к некоторому повышению экономичности насоса на этих режимах и несколько увеличивает надежность его работы по сравнению с работой насоса с ротором для номинального режима, эта мера является недостаточной, поскольку спиральный отвод корпуса насоса рассчитан на номинальный режим, а расстояние между выходными кромками рабочего колеса и языками спирального отвода (определяющими его входной размер) значительно больше оптимального. Под языками спирального отвода понимаются участок корпуса, сформированный в зоне перехода спирального корпуса в выходной патрубок насоса, а также перегородка, расположенная на стенке корпуса спирального отвода для разделения потока, формирующая двухзавитковую спираль отвода.In the practice of using centrifugal pumps for their operation with reduced feed, replaceable rotors with impellers for the corresponding feeds are provided. However, despite the fact that the replacement of the impellers leads to a slight increase in the efficiency of the pump in these modes and slightly increases the reliability of its operation compared to the operation of the pump with a rotor for the nominal mode, this measure is insufficient, since the spiral outlet of the pump casing is designed for the nominal mode and the distance between the outlet edges of the impeller and the languages of the spiral outlet (determining its input size) is much greater than the optimum. The languages of the spiral outlet mean a section of the casing formed in the zone of transition of the spiral casing to the pump outlet pipe, as well as a partition located on the wall of the spiral outlet casing to separate the flow, forming a double-coil spiral outlet.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение работы насоса с максимальным КПД на режимах, отличных от номинального, (в диапазоне подач от 0,2 Q_ном до 0,8 Q_ном) при сохранении оптимальных размеров корпусных деталей насоса для номинальной подачи, путем обеспечения возможности изменения входных характеристик спирального отвода насоса в зависимости от выходных характеристик рабочего колеса.The task to which the claimed utility model is directed is to ensure that the pump operates with maximum efficiency in modes other than the nominal one (in the feed range from 0.2 Q _nom to 0.8 Q _nom ) while maintaining the optimum dimensions of the pump casing for the nominal supply, by providing the ability to change the input characteristics of the spiral pump outlet, depending on the output characteristics of the impeller.

Технический результат достигается тем, что центробежный насос, содержащий корпус с двухзавитковым спиральным отводом и размещенное в корпусе рабочее колесо, дополнительно содержит профилированную вставку, установленную в спиральном отводе за рабочим колесом и выполненную в виде двух спиральных каналов, образованных боковыми и периферийными стенками и лопатками, внутренняя поверхность каждой из которых образует входной участок одного из спиральных каналов, а внешняя поверхность образует выходной участок другого спирального канала, причем профилированная вставка установлена в отводе с возможностью состыковки ее лопаток с языками отвода.The technical result is achieved in that the centrifugal pump, comprising a housing with a double helical spiral outlet and an impeller located in the housing, further comprises a profiled insert installed in the spiral outlet behind the impeller and made in the form of two spiral channels formed by side and peripheral walls and vanes, the inner surface of each of which forms the input section of one of the spiral channels, and the external surface forms the output section of another spiral channel, Rich profiled insert is mounted in the retraction engages with its blades to drain languages.

Кроме того, профиль внутренней поверхности лопаток вставки выполнен с возможностью обеспечения безударного натекания потока из рабочего колеса в спиральные каналы, а профиль внешней поверхности лопаток выполнен с возможностью обеспечения плавного натекания потока из спиральных каналов на языки отвода, при этом периферийная стенка каждого спирального канала профилированной вставки может быть выполнена на часть длины или на всю длину канала.In addition, the profile of the inner surface of the blades of the insert is made with the possibility of providing shock-free flow from the impeller into the spiral channels, and the profile of the outer surface of the blades is made with the possibility of smooth flow of the flow from the spiral channels into the exhaust tongues, while the peripheral wall of each spiral channel of the profiled insert can be performed for part of the length or for the entire length of the channel.

Наличие профилированной вставки, выполненной в виде двух спиральных каналов, образованных боковыми и периферийными стенками и лопатками, и установленной в спиральном отводе за рабочим колесом с возможностью состыковки ее лопаток с языками отвода, позволяет оптимизировать входные размеры спирального отвода относительно выходных размеров рабочего колеса.The presence of a profiled insert made in the form of two spiral channels formed by the side and peripheral walls and blades, and installed in a spiral outlet behind the impeller with the possibility of matching its blades with the outlet languages, allows optimizing the input dimensions of the spiral outlet relative to the output dimensions of the impeller.

Выполнение профиля внутренней поверхности лопаток с возможностью обеспечения безударного натекания потока из рабочего колеса в спиральные каналы, а профиля внешней поверхности лопаток с возможностью обеспечения плавного натекания потока из спиральных каналов на языки отвода позволяет минимизировать гидравлические потери при работе насоса, что способствует увеличению его КПД.Performing a profile of the inner surface of the blades with the possibility of providing shock-free flow from the impeller to the spiral channels, and a profile of the outer surface of the blades with the possibility of providing a smooth flow of flow from the spiral channels to the tap languages, minimizes hydraulic losses during pump operation, which increases its efficiency.

Выполнение в профилированной вставке периферийной стенки канала на всю его длину позволяет при подаче насоса (0,2...0,5 Q_ном) организовать отвод насоса в виде двух закрытых спиральных каналов с оптимальными проходными сечениями для минимизации гидравлических потерь. Для уровня подач (0,6..0,8)Q_ном достаточно выполнение периферийной стенки на часть длины канала.Performing in the profiled insert the peripheral wall of the channel over its entire length allows the pump outlet (0.2 ... 0.5 Q _nom ) to organize the pump outlet in the form of two closed spiral channels with optimal flow sections to minimize hydraulic losses. For the feed level (0.6..0.8) Q _{nom, it is} sufficient to carry out a peripheral wall to a part of the channel length.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены:The inventive utility model is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом в исполнении для номинальной подачи (поперечный разрез);figure 1 - the flow part of the pump with a two-turn bend in the design for nominal flow (cross section);

на фиг.2 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом в исполнении для номинальной подачи (продольный разрез);figure 2 - flow part of the pump with a two-turn bend in the design for nominal flow (longitudinal section);

на фиг.3 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом и профилированной вставкой для подач (0,2..0,5)Q_ном. (поперечный разрез);figure 3 - flow part of the pump with a two-turn branch and a profiled insert for feeds (0.2..0.5) Q _nom . (cross section);

на фиг.4 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом и профилированной вставкой для подач (0,2..0,5)Q_ном. (продольный разрез);figure 4 - flow part of the pump with a two-turn branch and a profiled insert for feeds (0.2..0.5) Q _nom. (lengthwise cut);

на фиг.5 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом и профилированной вставкой с уменьшенной протяженностью периферийной стенки для подач (0,6..0,8)Q_ном. (поперечный разрез);figure 5 - flow part of the pump with a two-turn branch and a profiled insert with a reduced length of the peripheral wall for feeds (0.6..0.8) Q _nom. (cross section);

на фиг.6 - проточная часть насоса с двухзавитковым отводом и профилированной вставкой с уменьшенной протяженностью периферийной стенки для подач (0,6..0,8)Q_ном (продольный разрез).figure 6 - flow part of the pump with a two-turn branch and a profiled insert with a reduced length of the peripheral wall for feeds (0.6..0.8) Q _nom (longitudinal section).

Центробежный насос содержит корпус 1 с крышкой 2, внутренняя полость которых образует спиральный отвод 3. Корпус 1 выполнен с языками 4 и 5, один из которых (язык 4) образован на месте перехода корпуса в выходной патрубок 6, а другой (язык 5) размещен на внутренней стенке корпуса 1 и является перегородкой (разделителем выходного потока), образующей двухзавитковую спираль отвода 3.The centrifugal pump contains a housing 1 with a cover 2, the internal cavity of which forms a spiral outlet 3. Housing 1 is made with languages 4 and 5, one of which (tongue 4) is formed at the place of transition of the housing into the outlet pipe 6, and the other (tongue 5) is placed on the inner wall of the housing 1 and is a partition (separator of the output stream), forming a two-winding spiral tap 3.

Внутри отвода размещено рабочее колесо 7 с односторонним или двухсторонним входом. Для исполнений насоса на подачи меньше номинальных в корпусе располагается профилированная вставка 8 с двумя спиральными каналами, образованными боковыми и периферийными стенками 9 и 10, и лопатками 11. Внутренняя поверхность каждой из лопаток 11 образует входной участок одного из спиральных каналов, а внешняя поверхность каждой из лопаток 11 образует выходной участок другого спирального канала. Вставка 8 установлена в спиральном отводе 3 так, что лопатки 11 состыковываются с языками 4 и 5, как бы удлиняя их. Профиль внутренней поверхности лопаток 11 выполнен с возможностью обеспечения безударного натекания потока из рабочего колеса 7 в спиральные каналы вставки 8, а профиль внешней поверхности лопаток 11 выполнен с возможностью обеспечения плавного натекания потока из спиральных каналов на языки 4 и 5 отвода.Inside the tap placed the impeller 7 with a single or double entry. For pump versions with less than nominal feeds, a profiled insert 8 with two spiral channels formed by side and peripheral walls 9 and 10 and vanes 11 is located in the housing. The inner surface of each of the vanes 11 forms the inlet section of one of the spiral channels, and the outer surface of each the blades 11 forms the outlet portion of another spiral channel. The insert 8 is installed in the spiral outlet 3 so that the blades 11 are joined with the tongues 4 and 5, as if lengthening them. The profile of the inner surface of the blades 11 is made with the possibility of providing shockless leakage of the flow from the impeller 7 into the spiral channels of the insert 8, and the profile of the outer surface of the blades 11 is made with the possibility of smooth flowing of the flow from the spiral channels into the languages 4 and 5 of the outlet.

Насос работает следующим образом. При вращении вала от привода перекачиваемая среда через входной патрубок и подводы поступает к рабочему колесу 7. В результате взаимодействия лопастей рабочего колеса 7 с потоком жидкости происходит преобразование механической энергии привода в энергию потока. Из рабочего колеса 7 перекачиваемая среда поступает в спиральные каналы профилированной вставки 8, а затем через спиральный отвод 3 и напорный патрубок 6 - в трубопровод.The pump operates as follows. When the shaft rotates from the drive, the pumped medium passes through the inlet pipe and leads to the impeller 7. As a result of the interaction of the impeller blades 7 with the fluid flow, the mechanical energy of the drive is converted into flow energy. From the impeller 7, the pumped medium enters the spiral channels of the profiled insert 8, and then through the spiral outlet 3 and the pressure pipe 6 into the pipeline.

Полезная модель позволяет повысить экономичность и надежность работы насоса на подачах меньших номинальной при сохранении оптимальных размеров корпусных деталей насоса, рассчитанных на номинальную подачу.The utility model allows to increase the efficiency and reliability of the pump at feeds less than the nominal while maintaining the optimal dimensions of the pump casing, designed for the nominal flow.

Claims

1. A centrifugal pump comprising a casing with a double helical spiral outlet and an impeller located in the housing, characterized in that it comprises a profiled insert installed in the spiral outlet behind the impeller and made in the form of two spiral channels formed by side and peripheral walls and vanes, the inner surface of each of which forms the input section of one of the spiral channels, and the external surface forms the output section of the other spiral channel, and the profiled insert It becomes a challenge, with its interfacing with the retraction of the blades languages.

2. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the profile of the inner surface of the blades is configured to ensure shock-free flow flow from the impeller into the spiral channels, and the profile of the outer surface of the blades is configured to ensure smooth flow of the flow from the spiral channels to the outlet languages.

3. The pump according to claim 2, characterized in that the peripheral wall of each spiral channel of the profiled insert is made over the entire length of the channel.

4. The pump according to claim 2, characterized in that the peripheral wall of each spiral channel of the profiled insert is made part of the length of the channel.