RU183414U1

RU183414U1 - CENTRIFUGAL ONE-STAGE PUMP OUTPUT DEVICE

Info

Publication number: RU183414U1
Application number: RU2017145631U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Руденко
Original assignee: Акционерное общество "ГМС Ливгидромаш"
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2018-09-21

Abstract

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно к выходным устройствам центробежных насосов двухстороннего входа для перекачивания жидкостей, и позволяет обеспечить работу насоса с максимальным КПД на магистральных трубопроводах с уменьшенным уровнем подачи рабочей среды (менее 0,5-0,6 Q) при сохранении оптимальных размеров корпусных деталей насоса для номинальной подачи, за счет обеспечения возможности изменения входных характеристик спирального отвода насоса в зависимости от выходных характеристик рабочего колеса. Выходное устройство центробежного одноступенчатого насоса содержит спиральный канал отвода рабочей жидкости и размещенное в нем выходное направляющее устройство, выполненное в виде дисков с вырезами под языки спирального канала отвода и с наружным диаметром, превышающим диаметр расположения языков спирального канала отвода, при этом на внутренней поверхности дисков в зоне выхода из рабочего колеса выполнено утолщение, увеличивающее толщину диска до его выходной кромки. Выполненные на дисках утолщения могут образовывать либо прямую форму выходного канала, либо его диффузорную, либо конфузорную форму. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely, to the output devices of centrifugal pumps of double-sided inlet for pumping liquids, and allows to ensure pump operation with maximum efficiency in main pipelines with a reduced level of medium supply (less than 0.5-0.6 Q) while maintaining the optimal dimensions of the pump casing for nominal flow, due to the possibility of changing the input characteristics of the spiral pump outlet depending on the output characteristics of the impeller. The output device of a centrifugal single-stage pump contains a spiral channel for discharging the working fluid and an output guide device located in it, made in the form of disks with cutouts for the languages of the spiral channel of the drain and with an outer diameter exceeding the diameter of the languages of the spiral channel of the drain, while on the inner surface of the disks a zone of exit from the impeller is made thickening, increasing the thickness of the disk to its output edge. The thickenings made on the disks can form either the direct shape of the output channel, or its diffuser, or confuser shape. 3 s.p. f-ly, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно, к выходным устройствам центробежных насосов двухстороннего входа для перекачивания жидкостей, используемых в тепловой и атомной энергетике, водоснабжении, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов и других областях промышленности.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely, to the output devices of double-inlet centrifugal pumps for pumping liquids used in the thermal and nuclear energy, water supply, oil refining and petrochemical industries, in the pipeline transportation of oil and oil products and other industries.

Центробежные насосы двухстороннего входа со спиральным отводом широко используются на магистральных трубопроводах, подтверждая высокую экономичность и надежность при номинальных подачах. Вместе с тем, технология ввода в действие и эксплуатация магистральных трубопроводов требуют изменения подачи насосов. Ввиду особенностей технологического процесса транспорта нефти режимы работы могут находиться в диапазонах 30-125% от номинальной подачи и 50-110% от номинального напора. Для возможности осуществления требуемого гибкого регулирования в широких интервалах параметров в насосном агрегате применяются сменные рабочие колеса. Однако, несмотря на замену рабочих колес, ввиду того, что отвод остается неизменным, он является неоптимальным для требуемого режима работа и получение максимально-высокой эффективности насоса не представляется возможным. Задачу можно решить путем применения сменных статорных элементов, в сочетании с которыми сменные рабочие колеса образуют сменную проточную часть насоса.Double-inlet centrifugal pumps with a spiral outlet are widely used on main pipelines, confirming high efficiency and reliability at rated flows. At the same time, the technology of commissioning and operation of trunk pipelines requires a change in the pump flow. Due to the nature of the oil transportation process, operating modes can be in the range of 30-125% of the nominal flow and 50-110% of the nominal pressure. To be able to carry out the required flexible regulation in wide ranges of parameters, replaceable impellers are used in the pump unit. However, despite the replacement of the impellers, due to the fact that the outlet remains unchanged, it is not optimal for the required mode of operation and it is not possible to obtain the highest possible pump efficiency. The problem can be solved by using interchangeable stator elements, in combination with which interchangeable impellers form a replaceable flow part of the pump.

Известно выходное устройство центробежного одноступенчатого насоса, содержащий спиральный отвод корпуса насоса и установленный в радиальном пространстве, ограниченным наружным диаметром рабочего колеса и языками отвода, направляющий аппарат, выполненный в виде многоканальной вставки с наружным диаметром, превышающим языки отвода, у которого диаметрально противоположные каналы выполнены с выборками для сопряжения с языками отвода (Патент №103108, опубл. 27.03.2010).The output device of a centrifugal single-stage pump is known, comprising a spiral outlet of the pump housing and installed in a radial space limited by the outer diameter of the impeller and the tongues of the outlet, a guide apparatus made in the form of a multi-channel insert with an outer diameter exceeding the tongues of the outlet, in which diametrically opposite channels are made with samples for interfacing with retraction languages (Patent No. 103108, publ. 03/27/2010).

Известное выходное устройство обеспечивает безударное натекание потока на языки двухзавиткового отвода, тем самым повышая КПД насоса. Вместе с тем, при недостаточности радиального пространства установка лопаточного направляющего аппарата практически невозможна. В таких случаях, как правило, возможна установка только направляющих устройств типа безлопаточных диффузоров.The known output device provides shock-free flow flow into the languages of the two-turn tap, thereby increasing the efficiency of the pump. However, with insufficient radial space, the installation of a blade guide apparatus is almost impossible. In such cases, as a rule, it is possible to install only guiding devices such as bladeless diffusers.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение работы центробежного одноступенчатого насоса с максимальным КПД на магистральных трубопроводах с уменьшенным уровнем подачи рабочей среды (менее 0,5-0,6 Q_ном) при сохранении оптимальных размеров корпусных деталей насоса для номинальной подачи, за счет обеспечения возможности изменения входных характеристик спирального отвода насоса в зависимости от выходных характеристик рабочего колеса, путем оптимизации выходного направляющего устройства в виде безлопаточного диффузора.The task to which the claimed utility model is directed is to ensure the operation of a centrifugal single-stage pump with maximum efficiency on main pipelines with a reduced level of fluid supply (less than 0.5-0.6 Q _nom ) while maintaining the optimum dimensions of the pump casing for nominal flow , due to the possibility of changing the input characteristics of the spiral pump outlet depending on the output characteristics of the impeller, by optimizing the output guide device in the form e bladeless diffuser.

Технический результат тем, что в выходном устройстве центробежного одноступенчатого насоса, содержащем спиральный канал отвода рабочей жидкости и размещенное в нем выходное направляющее устройство, последнее выполнено в виде дисков, установленных с обеих сторон рабочего колеса, с наружным диаметром, превышающим диаметр расположения языков спирального канала отвода, при этом на внутренней поверхности дисков в зоне выхода из рабочего колеса выполнено утолщение, увеличивающее толщину диска до его выходной кромки, причем диски выполнены с вырезами под языки спирального канала отвода.The technical result is that in the output device of a centrifugal single-stage pump containing a spiral channel for removing the working fluid and an output guide device located in it, the latter is made in the form of disks mounted on both sides of the impeller with an outer diameter exceeding the diameter of the tongue of the spiral channel moreover, on the inner surface of the disks in the zone of exit from the impeller, a thickening is made, increasing the thickness of the disk to its output edge, and the disks are made with cutouts for the languages of the spiral channel of the tap.

Утолщение дисков, выполненные на дисках могут быть выполнены либо с постоянной толщиной, либо с убывающей в направлении выходной кромки дисков толщиной с образованием между дисками диффузорного выходного канала, либо с возрастающей в направлении выходной кромки дисков толщиной с образованием между дисками конфузорного выходного канала.The thickening of the disks made on the disks can be performed either with a constant thickness, or with a thickness decreasing in the direction of the output edge of the disks with the formation of a diffuser output channel between the disks, or with a thickness increasing in the direction of the output edge of the disks with the formation of a confuser output channel between the disks.

Использование в качестве выходного направляющего устройства безлопаточного диффузора, выполненного в виде двух дисков с утолщением, позволяет в условиях недостаточности радиального пространства для установки лопаточного направляющего аппарата оптимизировать параметры на входе в спиральный отвод насоса, согласованные с выходными характеристиками рабочего колеса при напорах менее 0,5-0,6 Q_ном, и тем самым минимизировать потери в проточной части насоса (преобразование кинетической энергии в потенциальную с наименьшими потерями в отводе насоса), что повышает КПД насоса.The use of a bladeless diffuser as an output guiding device made in the form of two disks with a thickening allows, in conditions of insufficient radial space for installing a blade guiding apparatus, to optimize the parameters at the inlet to the spiral pump outlet, which are consistent with the output characteristics of the impeller at pressures less than 0.5- 0,6 Q _nom and thereby minimize losses in the flow of the pump (kinetic energy into potential with minimal losses in the outlet e pump), which increases the efficiency of the pump.

Выполнение дисков с наружным диаметром, большим диаметра расположения языков спирального канала отвода, и с вырезами для размещения внутри спирального канала отвода позволяет обеспечить максимальное соответствие контурам отвода насоса.The implementation of disks with an outer diameter that is larger than the diameter of the tongue arrangement of the spiral outlet channel, and with cutouts for placement inside the spiral outlet channel, allows for maximum compliance with the pump outlet contours.

Выполненные на дисках утолщения могут образовывать либо прямую форму выходного канала, либо его диффузорную, либо конфузорную форму. Каждая из этих форм канала оптимальна для соответствующего рабочего колеса, рассчитанного на определенный напор. Выполнение утолщения в безлопаточном диффузоре позволяют уменьшить крутизну напорной характеристики, а использование прямой, диффузорной или конфузорной формы - выполнить оптимальное сочетание безлопаточного диффузора с меридианным сечением спирального отвода.The thickenings made on the disks can form either the direct shape of the output channel, or its diffuser, or confuser shape. Each of these channel shapes is optimal for a corresponding impeller designed for a specific head. The thickening in the bladeless diffuser allows to reduce the steepness of the pressure characteristic, and the use of a direct, diffuser or confuser shape allows the optimal combination of the bladeless diffuser with the meridian section of the spiral outlet.

Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 представлен схематичный продольный разрез насоса с предлагаемым безлопаточным диффузором на выходе из рабочего колеса; на фиг. 2 - представлен поперечный разрез выходного устройства насоса со спиральным отводом; на фиг. 3 представлен поперечный разрез выходного устройства насоса с двухзавитковым спиральным отводом; на фиг. 4 укрупненно представлено место А фиг. 1 в случае образования между дисками безлопаточного диффузора диффузорного канала; на фиг. 5 укрупненно представлено место А фиг. 1 в случае образования между дисками безлопаточного диффузора конфузорного канала.The utility model is illustrated graphically, where in FIG. 1 shows a schematic longitudinal section of a pump with the proposed bezlopatnogo diffuser at the exit of the impeller; in FIG. 2 is a cross-sectional view of a pump outlet with a spiral outlet; in FIG. 3 is a cross-sectional view of a pump output device with a double-scroll spiral outlet; in FIG. 4, enlarged location A of FIG. 1 in the case of the formation between the disks of a bladeless diffuser of a diffuser channel; in FIG. 5 shows enlarged location A of FIG. 1 in the case of the formation between the disks of a bladeless diffuser of a confuser channel.

Выходное устройство центробежного насоса содержит выходной спиральный канал 1, образованный корпусом насоса 2 насоса. Внутри спирального канала 1 в радиальном пространстве, ограниченном наружным диаметром рабочего колеса 3 (на уменьшенных подачах (менее 0,5 Q_ном) целесообразно применение однопоточного рабочего колеса 3 (см. фиг. 1)) с двух сторон от рабочего колеса 3 размещены два диска 4, образующие безлопаточный диффузор. Диски 4 выполнены со ступеньками 5, увеличивающими толщину дисков 4 до их выходной кромки и формирующие канал 6, согласующий выход из рабочего колеса 3 с входом в спиральный канал 1. Канал 6 в зависимости от входных параметров рабочего колеса 3 может быть выполнен прямым, диффузорным или конфузорным. Корпус 2 выполнен с языком 7, образованным на месте перехода корпуса 2 в выходной патрубок 8 (см. фиг. 2), а в случае двухзавиткового спирального отвода (см. фиг. 3) на внутренней поверхности корпуса 2 размещен язык 9. Наружный диаметр дисков 4 превышает диаметр расположения языков 7 и 9 спирального канала 1, при этом диски 4 имеют вырезы 10, 11 под языки 7 и 9 для размещения в канале 1.The output device of the centrifugal pump contains an output spiral channel 1 formed by the pump casing 2 of the pump. Inside the spiral channel 1 in a radial space limited by the outer diameter of the impeller 3 (at reduced feeds (less than 0.5 Q _nom ) it is advisable to use a single-threaded impeller 3 (see Fig. 1)) two disks are placed on both sides of the impeller 3 4 forming a bladeless diffuser. The disks 4 are made with steps 5 that increase the thickness of the disks 4 to their output edge and form a channel 6, matching the exit from the impeller 3 with the entrance to the spiral channel 1. Channel 6, depending on the input parameters of the impeller 3, can be made direct, diffuser, or confused. The housing 2 is made with the tongue 7 formed at the junction of the housing 2 into the outlet pipe 8 (see Fig. 2), and in the case of a double-scroll spiral outlet (see Fig. 3), the tongue 9 is placed on the inner surface of the housing 2. The outer diameter of the disks 4 exceeds the diameter of the arrangement of languages 7 and 9 of the spiral channel 1, while the disks 4 have cutouts 10, 11 for languages 7 and 9 for placement in channel 1.

Утолщения 5 дисков 4 могут быть выполнены с постоянной толщиной, при этом канал 6 является прямым, а могут быть выполнены и с переменной толщиной, при этом если толщина дисков убывает в направлении выходной кромки, то канал 6 представляет собой диффузорный канал, а если толщина дисков возрастает в направлении выходной кромки, то канал 6 представляет собой конфузорный канал (см. фиг. 4).The thickenings 5 of the disks 4 can be made with a constant thickness, while the channel 6 is straight, and can be made with a variable thickness, while if the thickness of the disks decreases in the direction of the output edge, then channel 6 is a diffuser channel, and if the thickness of the disks increases in the direction of the output edge, the channel 6 is a confuser channel (see Fig. 4).

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Перекачиваемая среда при вращении вала от привода перекачиваемая среда через входной патрубок и подводы поступает к рабочему колесу 3, где происходит преобразование энергии привода в энергию потока. Из рабочего колеса 3 перекачиваемая среда поступает в выходное направляющее устройство, представляющее собой безлопаточный диффузор, где в образованном дисками 4 канале 6 происходит выравнивание потока и частичное преобразование энергии с минимальными потерями. Из выходного направляющего устройства перекачиваемая среда поступает в спиральный канал 1, где происходит дальнейшее преобразование энергии, и через напорный патрубок 8 - в трубопровод.The pumped medium when the shaft rotates from the drive, the pumped medium through the inlet pipe and inlets enters the impeller 3, where the drive energy is converted into flow energy. From the impeller 3, the pumped medium enters the output guide device, which is a bezelless diffuser, where in the channel 6 formed by the disks 4, the flow is balanced and the energy is partially converted with minimal losses. The pumped medium flows from the output guide device to the spiral channel 1, where further energy conversion takes place, and through the discharge pipe 8 to the pipeline.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить экономичность и надежность работы насоса на его подачах, меньших (менее 0,5-0,6 Q_ном) номинальной, за счет образования в сочетании со сменными рабочими колесами, рассчитанными на заданную подачу, сменной проточной части насоса. При этом сохраняются оптимальные размеры корпусных деталей насоса, рассчитанных на номинальную подачу.Thus, the proposed utility model allows to increase the efficiency and reliability of the pump at its feeds that are less (less than 0.5-0.6 Q _nom ) nominal, due to the formation, in combination with interchangeable impellers designed for a given feed, of a replaceable flow part pump. At the same time, the optimal dimensions of the pump casing parts, designed for rated flow, are maintained.

Claims

1. The output device of a centrifugal single-stage pump containing a spiral channel for discharging the working fluid and an output guide device located in it, characterized in that the output guide device is made in the form of disks mounted on both sides of the impeller with an outer diameter exceeding the diameter of the arrangement of the languages of the spiral a tap channel, while on the inner surface of the disks in the zone of exit from the impeller, a thickening is made that increases the thickness of the disk to its output edge, and The claims were made with cutouts for the languages of the spiral channel of the tap.

2. The output device according to claim 1, characterized in that the thickenings of the disks are made with a constant thickness in the direction of the output edge.

3. The output device according to claim 1, characterized in that the thickenings of the disks are made with decreasing thickness in the direction of the output edge with the formation of a diffuser output channel between the disks.

4. The output device according to claim 1, characterized in that the thickenings of the disks are made with increasing thickness in the direction of exit with the formation of a confuser output channel between the disks.