RU113544U1

RU113544U1 - PUMP

Info

Publication number: RU113544U1
Application number: RU2011139589/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Заякин; Михаил Альбертович Мохов; Михаил Юрьевич Захаров
Original assignee: Владимир Иванович Заякин
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-02-20

Abstract

Насос, содержащий корпус, входной и выходной каналы, размещенную в корпусе обойму с выполненными в ней канавками, установленный в обойме ротор, состоящий из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу, а каждая секция ротора содержит установленные на приводном валу разделительный диск и лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщаются через канавки в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции ротора, отличающийся тем, что обойма выполнена из последовательно установленных секций, а каждая секция обоймы содержит коническую камеру, в которую помещено лопастное колесо, выполненное в виде конического шнека, а межлопастные каналы лопастного колеса выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки, на внутренней поверхности конической камеры выполнены прерывистые очистные спиральные канавки с направлением нарезки, противоположным к винтовой нарезке конического шнека, а наружные поверхности конического шнека выполнены из эластомера (например из полиуретана). A pump containing a housing, inlet and outlet channels, a cage with grooves in the casing, a rotor installed in the cage, consisting of sections sequentially mounted one after the other on the drive shaft, and each section of the rotor contains a separating disc mounted on the drive shaft and an impeller, the inter-blade channels of which communicate through grooves in the cage with the inter-blade channels of the wheel in the subsequent section of the rotor, characterized in that the cage is made of sequentially installed sections, and each section of the cage contains a conical chamber in which the impeller is placed, made in the form of a conical screw , and the inter-blade channels of the impeller are made in the form of a multi-start screw thread, intermittent cleaning spiral grooves are made on the inner surface of the conical chamber with the cutting direction opposite to the screw thread of the conical screw, and the outer surfaces of the conical screw are made of elastomer (for example, z polyurethane).

Description

Полезная модель относится к области производства насосов и может применяться при создании вентиляторов, компрессоров или машин для перекачки многофазных сред. В частности, заявляемое техническое решение может быть использовано в нефтяной промышленности при создании насосов для добычи и перекачки нефти.The utility model relates to the field of production of pumps and can be used to create fans, compressors or machines for pumping multiphase media. In particular, the claimed technical solution can be used in the oil industry to create pumps for oil production and pumping.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является насос, содержащий корпус, входной и выходной каналы, размещенную в корпусе обойму с выполненными в ней канавками. Установленный в обойме ротор, состоит из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу. А каждая секция ротора содержит установленные на приводном валу разделительный диск и лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщаются через канавки в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции ротора [Патент на полезную модель №57389. МПК F04C 2/00. Насос. Заявка №2006106593/22 от 02.03.2006. Опубл. БИ №28, 10.10.2006].Closest to the claimed technical solution is a pump containing a housing, inlet and outlet channels, a cage with grooves made in it, housed in the housing. A rotor mounted in a ferrule consists of sections sequentially mounted one after the other on a drive shaft. And each section of the rotor contains a spacer disc and a blade wheel mounted on the drive shaft, the inter-blade channels of which communicate through grooves in the holder with the inter-blade wheel channels in the subsequent section of the rotor [Utility Model Patent No. 57389. IPC F04C 2/00. Pump. Application No. 2006106593/22 of 02.03.2006. Publ. BI No. 28, 10/10/2006].

Недостатком известного устройства является его относительно невысокий коэффициент полезного действия, что связано с преобладанием роли вихревых рабочих процессов, по сравнению с лопастными рабочими процессами. Также недостатком является относительно низкая технологичность при производстве и при эксплуатации, что связано с большим количеством деталей, где требуется высокая точность изготовления.A disadvantage of the known device is its relatively low efficiency, which is associated with the predominance of the role of vortex work processes, compared with paddle work processes. Another disadvantage is the relatively low manufacturability during production and operation, which is associated with a large number of parts where high manufacturing accuracy is required.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение, как коэффициента полезного действия, так и технологичности при производстве и при эксплуатации, за счет усовершенствования гидродинамической схемы машины, при уменьшении количества дорогостоящих деталей.The technical problem solved by the utility model is to increase both the efficiency and manufacturability during production and operation, by improving the hydrodynamic design of the machine, while reducing the number of expensive parts.

Техническим результатом является создание более эффективных и более технологичных насосов, за счет использования более простой гидродинамической схемы насоса и более надежной конструкции для осуществления рабочего процесса в насосе.The technical result is the creation of more efficient and more technologically advanced pumps, through the use of a simpler hydrodynamic design of the pump and a more reliable design for the implementation of the working process in the pump.

Указанный технический результат достигается тем, что насос содержит корпус, входной и выходной каналы, размещенную в корпусе обойму с выполненными в ней канавками. Установленный в обойме ротор, состоит из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу, а каждая секция ротора содержит установленные на приводном валу разделительный диск и лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщаются через канавки в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции ротора. Обойма выполнена из последовательно установленных секций, а каждая секция обоймы содержит коническую камеру, в которую помещено лопастное колесо, выполненное в виде конического шнека, а межлопастные каналы лопастного колеса выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки. На внутренней поверхности конической камеры выполнены прерывистые очистные спиральные канавки с направлением нарезки, противоположным к винтовой нарезке лопастного колеса, а наружные поверхности лопастного колеса выполнены из эластомера.The specified technical result is achieved in that the pump comprises a housing, an input and output channels, a clip with grooves made in it, housed in the housing. The rotor installed in the cage consists of sections sequentially mounted one after the other on the drive shaft, and each rotor section contains a dividing disk and a blade wheel mounted on the drive shaft, the inter-blade channels of which communicate through grooves in the clip with the inter-blade wheel channels in the subsequent section of the rotor. The cage is made of sequentially installed sections, and each section of the cage contains a conical chamber in which a blade wheel is made in the form of a conical screw, and the blade vanes of the blade wheel are made in the form of multi-thread screw cutting. On the inner surface of the conical chamber, intermittent cleaning spiral grooves are made with the cutting direction opposite to the screw cutting of the impeller, and the outer surfaces of the impeller are made of elastomer.

Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения может быть многократно использована в производстве насосов (или компрессоров).The set of essential features of the claimed technical solution can be repeatedly used in the production of pumps (or compressors).

На фигуре 1 представлен разрез насоса (две секции).The figure 1 presents a section of the pump (two sections).

На фигуре 2 представлен секция насоса в изометрии, четверть вида у корпусных деталей удалена и детали смещены друг относительно друга для удобства описания конструкции.The figure 2 presents the section of the pump in isometry, a quarter of the view of the body parts is removed and the parts are offset from each other for the convenience of describing the design.

Насос содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 каналы, размещенную в корпусе 1 обойму 4 с выполненными в ней канавками 5. Установленный в обойме 4 ротор 6, состоит из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу 7, а каждая секция ротора 6 содержит установленные на приводном валу 7 разделительный диск 8 и лопастное колесо 9, межлопастные каналы 10 которого сообщаются через канавки 5 в обойме 4 с межлопастными каналами 10 колеса 9 в последующей секции ротора 6. Обойма 4 выполнена из последовательно установленных секций 11, а каждая секция 11 обоймы 4 содержит коническую камеру 12, в которую помещено лопастное колесо 9, выполненное в виде конического шнека, а межлопастные каналы 10 лопастного колеса 9 выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки. На внутренней поверхности конической камеры 12 выполнены прерывистые очистные спиральные канавки 13 с направлением нарезки, противоположным к винтовой нарезке лопастного колеса 9, а наружные поверхности 14 лопастного колеса 9 выполнены из эластомера, например, из полиуретана.The pump comprises a housing 1, an input 2 and an output 3 channels located in the housing 1 of the yoke 4 with grooves 5 made therein. The rotor 6 installed in the yoke 4 consists of sections sequentially installed one after the other on the drive shaft 7, and each rotor section 6 contains a dividing disk 8 and an impeller 9 mounted on the drive shaft 7, the inter-blade channels 10 of which are communicated through grooves 5 in the cage 4 with the inter-blade channels 10 of the wheel 9 in the subsequent section of the rotor 6. The cage 4 is made of sequentially mounted sections 11, and each the first section 11 of the holder 4 contains a conical chamber 12, in which the impeller 9 is placed, made in the form of a conical screw, and the inter-blade channels 10 of the impeller 9 are made in the form of multi-thread screw cutting. On the inner surface of the conical chamber 12, intermittent cleaning spiral grooves 13 are made with the cutting direction opposite to the screw cutting of the impeller 9, and the outer surfaces 14 of the impeller 9 are made of elastomer, for example, polyurethane.

Насос, по фигурам 1 и 2, работает следующим образом. При вращении приводного вала 7, ротора 6 и соответственно лопастного колеса 9, на жидкость, заполняющую все межлопастные каналы 10, осуществляется силовое воздействие, реализуется преобразование механической энергии в гидравлическую энергию и при этом создается поток жидкости, в направлении от входа 2 к выходу 3, в корпусе 1 насоса. В конической камере 12 реализуется вращательное движение жидкости и под действием центробежных сил жидкость отводится в канавки 5 в обойме 4, в секциях 11. В канавках 5 значение скорости течения уменьшается, что сопровождается ростом статической составляющей давления. Из канавок 5 жидкость направляется на вход следующего лопастного колеса 9, где цикл передачи и преобразования энергии повторяется. Разделительный диск 8 препятствует возвратному течению жидкости, из зоны с высоким давлением в зону с низким давлением, диск 8 выполняет функции осевой опоры и торцевого уплотнения. При этом лопастное колесо 9, выполнено в виде конического шнека, а межлопастные каналы 10 лопастного колеса 9 выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки, при таком исполнении насоса реализуется и вихревой рабочий процесс (характерный для шнековых насосов), и лопастной рабочий процесс, что в целом способствует росту коэффициента полезного действия насоса. Известно, что лопастной рабочий процесс более эффективен по сравнению с вихревым рабочим процессом, проявление лопастного рабочего процесса способствует росту коэффициента полезного действия насоса в целом. Вход лопастного колеса 9 (расположенный в начале конической камеры 12 в месте установки диска 8) сообщается с выходом рабочего колеса 9 через каналы 10.The pump, according to figures 1 and 2, works as follows. When the drive shaft 7, the rotor 6 and, respectively, the impeller wheel 9 are rotated, a force is applied to the liquid filling all the inter-blade channels 10, mechanical energy is converted into hydraulic energy, and a fluid flow is generated in the direction from input 2 to output 3, in the housing 1 of the pump. In the conical chamber 12, the rotational movement of the fluid is realized and under the action of centrifugal forces, the fluid is discharged into the grooves 5 in the ferrule 4, in sections 11. In the grooves 5, the value of the flow velocity decreases, which is accompanied by an increase in the static pressure component. From the grooves 5, the fluid is directed to the input of the next impeller 9, where the cycle of energy transfer and conversion is repeated. The separation disk 8 prevents the return flow of fluid from the high-pressure zone to the low-pressure zone, the disk 8 acts as an axial support and mechanical seal. In this case, the impeller 9 is made in the form of a conical screw, and the inter-blade channels 10 of the impeller 9 are made in the form of multi-thread screw cutting, with this design of the pump both the vortex working process (typical for screw pumps) and the vane working process are realized, which in general contributes to an increase in pump efficiency. It is known that a vane working process is more efficient than a vortex working process, the manifestation of a vane working process contributes to an increase in the efficiency of the pump as a whole. The input of the impeller 9 (located at the beginning of the conical chamber 12 at the installation site of the disk 8) is connected with the output of the impeller 9 through the channels 10.

На внутренней поверхности конической камеры 12 выполнены прерывистые очистные спиральные канавки 13 с направлением нарезки, противоположным к винтовой нарезке лопастного колеса 9, а наружные поверхности 14 лопастного колеса 9 выполнены из эластомера, например, из полиуретана. При перекачке загрязненных сред твердые частицы, попадающие в зазор между коническими наружными поверхностями 14 колеса 9 и камеры 12, за счет упругих свойств эластомера 14, вытесняются в канавки 13. Представленное исполнение канавок 13 способствует быстрому возвращению твердых частиц из канавок 13 в каналы 10, поскольку канавка 13 выполнена прерывистой. Если бы канавка 13 была непрерывной вдоль всей конической поверхности в камере 12, то твердые частицы скапливались бы в канавке 13 и двигались бы исключительно внутри канавки 13, начиная от входа колеса 9 и до выхода из колеса 9, и время контакта твердой частицы со стенкой камеры 12 было бы наибольшим, что провоцирует износ деталей. В представленной же конструкции твердые частицы, пройдя через отрезок прерывистой канавки 13, потоком выносятся в канал 10 и возвращаются в основной поток, и не задерживаются в камере 12. Время контакта твердой частицы со стенкой камеры 12 при этом уменьшается. Это способствует уменьшению износа конической поверхности в камере 12. При этом продлевается срок службы деталей и повышается надежность и эффективность насоса, за счет реализуемого процесса очистки колеса 9 от механических примесей, попадающих в зазор между коническими поверхностями колеса 9 и камеры 12.On the inner surface of the conical chamber 12, intermittent cleaning spiral grooves 13 are made with the cutting direction opposite to the screw cutting of the impeller 9, and the outer surfaces 14 of the impeller 9 are made of elastomer, for example, polyurethane. When pumping contaminated media, solid particles falling into the gap between the conical outer surfaces 14 of the wheel 9 and the chamber 12, due to the elastic properties of the elastomer 14, are displaced into the grooves 13. The presented design of the grooves 13 facilitates the rapid return of solid particles from the grooves 13 to the channels 10, since the groove 13 is discontinuous. If the groove 13 were continuous along the entire conical surface in the chamber 12, then the solid particles would accumulate in the groove 13 and move exclusively inside the groove 13, from the entrance of the wheel 9 to the exit of the wheel 9, and the contact time of the solid particle with the chamber wall 12 would be the largest, which provokes wear of parts. In the presented design, the solid particles passing through a segment of the discontinuous groove 13 are carried by the stream into the channel 10 and returned to the main stream, and are not delayed in the chamber 12. The contact time of the solid particle with the wall of the chamber 12 decreases. This helps to reduce the wear of the conical surface in the chamber 12. At the same time, the service life of the parts is increased and the reliability and efficiency of the pump are increased due to the process of cleaning the wheel 9 from mechanical impurities falling into the gap between the conical surfaces of the wheel 9 and the chamber 12.

Для производства лопастного шнекового колеса 9 из эластомера могут применяться высокопроизводительные технологии, что позволяет исключить использование дорогостоящих деталей. Исключив замкнутые полости из конструкции насоса, и с применением шнековых колес удается упростить гидродинамическую схему насоса и повысить надежность работы насоса при перекачке сред с твердыми включениями. Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение технологичности при производстве и при эксплуатации насосов.For the production of impeller auger wheels 9 from elastomer, high-performance technologies can be used, which eliminates the use of expensive parts. By eliminating closed cavities from the pump design, and using screw wheels, it is possible to simplify the hydrodynamic scheme of the pump and increase the reliability of the pump when pumping media with solid inclusions. Thus, the utility model provides an increase in manufacturability in the production and operation of pumps.

Claims

A pump containing a housing, input and output channels, a cage with grooves made in the casing, a rotor installed in the cage, consisting of sections sequentially mounted one after the other on the drive shaft, and each section of the rotor contains a spacer disk mounted on the drive shaft and a blade wheel, the inter-blade channels of which communicate through grooves in the cage with the inter-blade wheel channels in the subsequent section of the rotor, characterized in that the cage is made of sequentially installed sections, and the waiting section of the ferrule contains a conical chamber in which the impeller is made in the form of a conical screw, and the inter-blade channels of the impeller are made in the form of multiple threaded threads, intermittent cleaning spiral grooves are made on the inner surface of the conical chamber with a cutting direction opposite to that of the conical screw auger, and the outer surfaces of the conical auger are made of elastomer (for example, polyurethane).