RU121318U1

RU121318U1 - Многоступенчатый центробежный насос

Info

Publication number: RU121318U1
Application number: RU2012114079/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Елин; Андрей Анатольевич Руденко
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2012-10-20

Abstract

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения и может быть использована в нефтедобывающей промышленности для поддержания пластового давления в нефтяных скважинах, а также для транспортировки нефти. Многоступенчатый центробежный насос содержит входную и напорную крышки, корпус в виде пакета секций с направляющими аппаратами и установленными на валу рабочими колесами. В направляющих аппаратах промежуточных ступеней угол расширения диффузорных каналов в радиальном направлении выполнен в интервале от 4 до 8°, а угол расширения диффузорных каналов в осевом направлении - в интервале от 6 до 11°. Технический результат: снижение радиальных габаритов и массы насоса без уменьшения его экономичности. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к многоступенчатым центробежным насосам и может быть использована в нефтедобывающей промышленности для поддержания пластового давления в нефтяных скважинах, а также для транспортировки нефти.

Известен многоступенчатый центробежный насос типа ЦНС, содержащий входную и напорную крышки, корпус в виде пакета секций с направляющими аппаратами, имеющими диффузорные каналы, и установленными на валу рабочими колесами. Разгрузка осевого усилия ротора осуществляется с помощью гидропяты.

Для получения максимальной экономичности насоса диффузорные каналы направляющего аппарата выполняются с осредненным углом расширения φ_экв, находящимся в интервале:

,

где F₄ - площадь выходного сечения диффузорного канала;

F₃ - площадь входного сечения диффузорного канала;

l - длина диффузорного канала.

При этом угол расширения φ_b диффузорного канала в осевом направлении (угол, связывающий ширину направляющего аппарата на входе и выходе диффузорного канала с длиной диффузорного канала) составляет от 4 до 6°, а угол расширения φ_h диффузорного канала в радиальном направлении (угол, связывающий высоту входного и выходного сечений диффузорного канала с длиной диффузорного канала) составляет от 9 до 11°.

[Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. - М.: Машиностроение. - 1977. - с.87, 235-237.]. Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.

Недостатком известной конструкции являются повышенные радиальные габариты и, как следствие, большая масса насосов, что приводит к повышенным капитальным издержкам изготовителей и потребителей.

В основу полезной модели поставлена задача создания многоступенчатого центробежного насоса, в котором путем изменения параметров существующих конструктивных элементов обеспечивается снижение радиальных габаритов и массы насоса без уменьшения его экономичности.

Поставленная задача достигается тем, что в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем входную и напорную крышки, корпус в виде пакета секций с направляющими аппаратами, имеющими диффузорные каналы, и установленными на валу рабочими колесами, согласно полезной модели направляющие аппараты промежуточной ступени имеют:

- угол расширения φ_h диффузорного канала в радиальном направлении от 4 до 8°;

- угол расширения φ_b, диффузорного канала в осевом направлении от 6 до 11°.

Выполнение угла расширения φ_h диффузорного канала направляющих аппаратов в радиальном направлении в интервале от 4 до 8° позволяет уменьшить радиальные размеры направляющего аппарата и насоса в целом и, как следствие, снизить массу насоса.

Выполнение угла расширения φ_b диффузорного канала направляющих аппаратов в осевом направлении в интервале от 6 до 11° обеспечивает сохранение значения осредненного угла расширения φ_экв диффузорного канала в оптимальном интервале от 7 до 9° при уменьшении угла расширения φ_h диффузорного каналав радиальном направлении до интервала от 4 до 8° и, как следствие, сохранение высокой экономичности насоса при снижении его радиальных габаритов.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:

фиг.1 - многоступенчатый центробежный насос, продольный разрез;

фиг.2 - направляющий аппарат, поперечный разрез;

фиг.3 - развертка диффузорного канала, сечение А-А на фиг.2.

Многоступенчатый центробежный насос содержит входную крышку 1, напорную крышку 2, корпус в виде пакета секций 3 с направляющими аппаратами 4 и установленными на валу 5 рабочими колесами 6. В направляющих аппаратах 4 промежуточных ступеней угол расширения φ_h диффузорного канала 7 (фиг.2) в радиальном направлении выполнен в интервале от 4 до 8°.

Опытным путем установлено, что выполнение угла расширения φ_h диффузорного канала 7 направляющих аппаратов 4 в радиальном направлении в интервале от 4 до 8°, определяемого по формуле:

,

где a ₄ - высота выходного сечения диффузорного канала;

a ₃ - высота входного сечения диффузорного канала;

l - длина диффузорного канала

позволяет уменьшить радиальные размеры направляющего аппарата 4 и насоса в целом, и, как следствие, снизить массу насоса. Уменьшение значения угла φ_h менее 4° приводит к падению экономичности насоса вследствие резкого увеличения скорости перекачиваемой жидкости на выходе из диффузорного канала 7. Увеличение угла φ_h более 8° приводит к значительному увеличению радиальных размеров направляющего аппарата 4. Угол расширения φ_b (фиг.3) диффузорного канала 7 направляющих аппаратов 4 в осевом направлении выполнен в интервале от 6 до 11°.

Выполнение угла расширения φ_b диффузорного канала 7 направляющих аппаратов 4 в осевом направлении в интервале от 6 до 11°, определяемого по формуле:

,

где b₄ - ширина направляющего аппарата на выходе из диффузорного канала;

b₃ - ширина направляющего аппарата на входе в диффузорного канала;

l - длина диффузорного канала

обеспечивает сохранение значения осредненного угла расширения φ_экв диффузорного канала в оптимальном интервале от 7 до 9° при уменьшении угла расширения φ_h диффузорного канала 7 в радиальном направлении до интервала от 4 до 8° и, как следствие, сохранение высокой экономичности насоса при снижениие его радиальных габаритов. Увеличение значения угла φ_b более 11° при выполнении угла расширения φ_h диффузорного канала 7 в радиальном направлении в интервале от 4 до 8° приводит к увеличению значения осредненного угла расширения φ_экв диффузорного канала более 9° и, как следствие, к падению экономичности насоса. Уменьшение значения угла φ_b менее 6° при выполнении угла расширения φ_h диффузорного канала 7 в радиальном направлении в интервале от 4 до 8° приводит к уменьшению значения осредненного угла расширения φ_экв диффузорного канала менее 7°, и как следствие к падению экономичности насоса.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 5 перекачиваемая жидкость через всасывающий патрубок поступает к рабочему колесу 6 и направляющему аппарату 4 первой ступени, проходит по всем ступеням насоса и из направляющего аппарата 4 последней ступени поступает в камеру отвода и напорный патрубок и далее в напорный трубопровод.

Таким образом, в результате использования заявляемой полезной модели обеспечивается технический результат, заключающийся в снижении радиальных габаритов и массы насоса без уменьшения его экономичности. По заявляемой полезной модели изготовлены образцы, которые подтверждают ее работоспособность и ожидаемый технический результат.

Claims

Многоступенчатый центробежный насос, содержащий входную и напорную крышки, корпус в виде пакета секций с направляющими аппаратами, имеющими диффузорные каналы, и установленными на валу рабочими колесами, отличающийся тем, что в направляющих аппаратах промежуточных ступеней угол расширения угла φ_h диффузорных каналов в радиальном направлении выполнен в интервале от 4 до 8°, а угол расширения φ_b диффузорных каналов в осевом направлении - в интервале от 6 до 11°.