RU211070U1

RU211070U1 - STAGE OF SUBMERSIBLE MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU211070U1
Application number: RU2022100710U
Authority: RU
Inventors: Константин Георгиевич Мухамадеев
Original assignee: Константин Георгиевич Мухамадеев
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Полезная модель относится к гидромашиностроению, преимущественно к конструкции малодебитного погружного центробежного насоса, и может быть использована при добыче из скважин пластовой жидкости, воды и других жидких сред с широким диапазоном изменения механических примесей. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит закрытое центробежное рабочее колесо 1, включающее ведущий 2 и ведомый диски 3 с размещенными между ними лопастями 4, и направляющий аппарат 5, включающий обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещены две лопатки 6, образующие два симметричных проточных канала. Лопасти 4 рабочего колеса 1 выполнены в виде двух изогнутых V-образных лопастей 4, где одна изогнутая направляющая V-образной лопасти 4 выполнена значительно короче другой, длинная часть V-образной лопасти 4 имеет угол охвата 2,2-2,8 раза больше, чем короткая, и между смежными короткими и длинными направляющими V-образными лопастями 4 образуется проточный канал, причем ведущий диск 2 выполнен меньшего диаметра, чем ведомый 3, и концы V-образных лопастей 4 выступают за периметр ведущего диска 2, соединяя проточную часть межлопаточного пространства с глухой частью. Такая конструкция обеспечивает передачу энергии вихря, сосредоточенного в глухой части V-образных лопастей 4, основному потоку жидкости. Это уменьшает рассеивание энергии вихря и повышает за счет этого напор рабочего колеса 1, увеличивая КПД.

The utility model relates to hydraulic engineering, mainly to the design of a low-rate submersible centrifugal pump, and can be used in the production of formation fluid, water and other liquid media from wells with a wide range of mechanical impurities. The stage of a submersible multistage centrifugal pump contains a closed centrifugal impeller 1, including a driving 2 and driven disks 3 with blades 4 placed between them, and a guide vane 5, including a cage, lower and upper disks, between which two blades 6 are placed, forming two symmetrical flow channel. The blades 4 of the impeller 1 are made in the form of two curved V-shaped blades 4, where one curved guide of the V-shaped blade 4 is made much shorter than the other, the long part of the V-shaped blade 4 has an angle of coverage 2.2-2.8 times greater, than short, and between adjacent short and long guide V-shaped blades 4 a flow channel is formed, and the drive disk 2 is made of a smaller diameter than the driven 3, and the ends of the V-shaped blades 4 protrude beyond the perimeter of the drive disk 2, connecting the flow part of the interscapular space with a blind part. This design ensures the transfer of the energy of the vortex, concentrated in the deaf part of the V-shaped blades 4, the main flow of the liquid. This reduces the energy dissipation of the vortex and thereby increases the pressure of the impeller 1, increasing the efficiency.

Description

Полезная модель относится к гидромашиностроению, преимущественно к конструкции малодебитного погружного центробежного насоса и может быть использована при добыче из скважин пластовой жидкости, воды и других жидких сред с широким диапазоном изменения механических примесей.The utility model relates to hydraulic engineering, mainly to the design of a low-rate submersible centrifugal pump and can be used in the production of formation fluid, water and other liquid media from wells with a wide range of mechanical impurities.

Известна ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, описанная в патенте RU 141221 U1, содержащая закрытое центробежное рабочее колесо, включающее ведущий и ведомый диски с размещенными между ними лопастями, и направляющий аппарат, включающий обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещены лопатки, образующие проточные каналы, проточные каналы имеют высоту в диапазоне 3,5-6,5 мм, лопасти рабочего колеса выполнены с углом охвата средней линии 120-150°, а лопатки направляющего аппарата выполнены с углом охвата 180-230°.A stage of a submersible multistage centrifugal pump is known, described in patent RU 141221 U1, containing a closed centrifugal impeller, including driving and driven disks with blades placed between them, and a guide vane, including a cage, lower and upper disks, between which blades are placed, forming flow-through channels, flow channels have a height in the range of 3.5-6.5 mm, the impeller blades are made with an angle of coverage of the center line of 120-150°, and the guide vanes are made with an angle of coverage of 180-230°.

Такая конструкция не позволяет получить высокий КПД для насосов производительностью 13 м³/сут. в связи с высоким рассеиванием энергии вихря и низким напором, создаваемым рабочего колеса.This design does not allow obtaining high efficiency for pumps with a capacity of 13 m ³ /day. due to the high energy dissipation of the vortex and the low head generated by the impeller.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, обеспечивающей высокий КПД для насосов производительностью 13 м³/сут., при этом обеспечивается технический результат как круто падающая напорная характеристика, исключающая работу насоса на повышенной подаче, и повышается износостойкость за счет уменьшения нагрузки на опорную шайбу.The task to be solved by the claimed utility model is to create a stage of a submersible multistage centrifugal pump that provides high efficiency for pumps with a capacity of 13 m ³ /day, while providing a technical result as a steeply falling head characteristic, excluding the operation of the pump at an increased flow, and increased wear resistance by reducing the load on the support washer.

Заявленный технический результат достигается ступенью погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащей закрытое центробежное рабочее колесо, включающее ведущий и ведомый диски с размещенными между ними лопастями, и направляющий аппарат, включающий обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещены лопатки, образующие два симметричных проточных канала. Согласно полезной модели лопасти рабочего колеса выполнены в виде двух изогнутых V-образных лопастей, где одна изогнутая направляющая V-образной лопасти выполнена значительно короче другой, длинная часть V-образной лопасти имеет угол охвата 2,2-2,8 раза больше, чем короткая, и между смежными короткими и длинными направляющими V-образными лопастями образуется проточный канал, причем ведущий диск выполнен меньшего диаметра, чем ведомый, и концы V-образных лопастей выступают за периметр ведущего диска, соединяя проточную часть межлопаточного пространства с глухой частью.The claimed technical result is achieved by a stage of a submersible multistage centrifugal pump, containing a closed centrifugal impeller, including driving and driven disks with blades placed between them, and a guide vane, including a cage, lower and upper disks, between which blades are placed, forming two symmetrical flow channels. According to the utility model, the impeller blades are made in the form of two curved V-shaped blades, where one curved guide of the V-shaped blade is made much shorter than the other, the long part of the V-shaped blade has a wrap angle of 2.2-2.8 times greater than the short one. , and a flow channel is formed between adjacent short and long guide V-shaped blades, and the driving disk is made of a smaller diameter than the driven one, and the ends of the V-shaped blades protrude beyond the perimeter of the driving disk, connecting the flow part of the interscapular space with the blind part.

В короткой изогнутой направляющей V-образных лопастей выполнен канал.A channel is made in a short curved guide of V-shaped blades.

Концы лопаток направляющего аппарата, расположенные на внешнем конце, выполнены выступающими за покрывной диск.The ends of the vanes of the guide vane, located at the outer end, are made protruding beyond the covering disk.

По краю наружной стороны ведущего диска рабочего колеса выполнены выступы в виде ребер, выступающие на одинаковую высоту по всей своей длине над поверхностью диска и образующие радиальные каналы.Along the edge of the outer side of the drive disk of the impeller, projections in the form of ribs are made, protruding to the same height along their entire length above the surface of the disk and forming radial channels.

Фиг. 1 - Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, разрез.Fig. 1 - Stage of a submersible multistage centrifugal pump, section.

Фиг. 2 - Рабочее колесо продольный разрез.Fig. 2 - Impeller longitudinal section.

Фиг. 3 - Рабочее колесо поперечный разрез.Fig. 3 - Impeller cross section.

Фиг. 4 - Ведущий диск, вид на ребра.Fig. 4 - Leading disk, view of the ribs.

Фиг. 5 - Направляющий аппарат продольный разрез.Fig. 5 - Guide apparatus longitudinal section.

Фиг. 6 - Направляющий аппарат поперечный разрез.Fig. 6 - Guide vane cross section.

Фиг.7 - Напорно-расходная характеристика ступени.Fig.7 - Pressure-flow characteristic of the stage.

Осуществляется заявленная полезная модель следующим образом.The claimed utility model is implemented as follows.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержит закрытое центробежное рабочее колесо 1, включающее ведущий 2 и ведомый диски 3 с размещенными между ними лопастями 4, и направляющий аппарат 5, включающий обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещены две лопатки 6, образующие два симметричных проточных канала. Лопасти 4 рабочего колеса 1 выполнены в виде двух изогнутых V-образных лопастей 4, где одна изогнутая направляющая V-образной лопасти 4 выполнена значительно короче другой, длинная часть V-образной лопасти 4 имеет угол охвата 2,2-2,8 раза больше, чем короткая, и между смежными короткими и длинными направляющими V-образными лопастями 4 образуется проточный канал, причем ведущий диск 2 выполнен меньшего диаметра, чем ведомый 3, и концы V-образных лопастей 4 выступают за периметр ведущего диска 2, соединяя проточную часть межлопаточного пространства с глухой частью. Такая конструкция обеспечивает передачу энергии вихря, сосредоточенного в глухой части V-образных лопастей 4, основному потоку жидкости. Это уменьшает рассеивание энергии вихря и повышает за счет этого напор рабочего колеса 1, увеличивая КПД и одновременно обеспечивая круто падающую напорная характеристику, исключающую работу насоса на повышенной подаче, а также повышается износостойкость за счет уменьшения нагрузки на опорную шайбу.The stage of a submersible multistage centrifugal pump contains a closed centrifugal impeller 1, including a driving 2 and driven disks 3 with blades 4 placed between them, and a guide vane 5, including a cage, lower and upper disks, between which two blades 6 are placed, forming two symmetrical flow channels. The blades 4 of the impeller 1 are made in the form of two curved V-shaped blades 4, where one curved guide of the V-shaped blade 4 is made much shorter than the other, the long part of the V-shaped blade 4 has an angle of coverage 2.2-2.8 times greater, than short, and between adjacent short and long guide V-shaped blades 4 a flow channel is formed, and the drive disk 2 is made of a smaller diameter than the driven 3, and the ends of the V-shaped blades 4 protrude beyond the perimeter of the drive disk 2, connecting the flow part of the interscapular space with a blind part. This design ensures the transfer of the energy of the vortex, concentrated in the deaf part of the V-shaped blades 4, the main flow of the liquid. This reduces the energy dissipation of the vortex and thereby increases the pressure of the impeller 1, increasing the efficiency and at the same time providing a steeply falling pressure characteristic, which excludes the operation of the pump at an increased flow, and also increases wear resistance by reducing the load on the support washer.

Желательно в короткой изогнутой направляющей V-образных лопастей 4 выполнить канал 7. Это позволит дополнительно увеличить передачу энергии вихря, сосредоточенного в глухой части V-образных лопастей 4, основному потоку жидкости.It is desirable to make a channel 7 in the short curved guide of the V-shaped blades 4. This will further increase the transfer of the energy of the vortex concentrated in the blind part of the V-shaped blades 4 to the main fluid flow.

Концы 8 лопаток 6 направляющего аппарата 5, расположенные на внешнем конце, выполнены выступающими за покрывной диск. Это позволяет захватывать вихри, образующиеся ребрами рабочего колеса 1, и, тем самым, повышать напор ступени.The ends 8 of the blades 6 of the guide apparatus 5, located at the outer end, are made protruding beyond the covering disk. This makes it possible to capture the vortices generated by the ribs of the impeller 1 and thereby increase the stage head.

По краю наружной стороны ведущего диска 2 рабочего колеса 1 выполнены выступы в виде ребер 9, выступающие на одинаковую высоту по всей своей длине над поверхностью диска 2 и образующие радиальные каналы. При вращении рабочего колеса 1 ребра 9 взаимодействуют с лопатками 6 направляющего аппарата 5, создавая дополнительный напор. Кроме того, закручивая жидкость в пространстве между ведущим диском 2 рабочего 1 колеса и стенкой направляющего аппарата 5 ребра 9, уменьшают силу прижатия рабочего колеса 1 к его опоре, уменьшая тем самым трение в опоре и потребляемую колесом 1 мощность, что и приводит к повышению КПД.Along the edge of the outer side of the driving disk 2 of the impeller 1, protrusions are made in the form of ribs 9, protruding to the same height along their entire length above the surface of the disk 2 and forming radial channels. When the impeller 1 rotates, the ribs 9 interact with the blades 6 of the guide vane 5, creating additional pressure. In addition, by swirling the liquid in the space between the drive disk 2 of the impeller 1 and the wall of the guide vane 5, the ribs 9 reduce the pressing force of the impeller 1 against its support, thereby reducing the friction in the support and the power consumed by the wheel 1, which leads to an increase in efficiency. .

Заявленную полезную модель можно изготовить известными методами из известных материалов.The claimed utility model can be made by known methods from known materials.

Claims

1. The stage of a submersible multistage centrifugal pump, containing a closed centrifugal impeller, including driving and driven disks with blades placed between them, and a guide vane, including a cage, lower and upper disks, between which there are blades forming two symmetrical flow channels, characterized in that that the blades of the impeller are made in the form of two curved V-shaped blades, where one curved guide of the V-shaped blade is made much shorter than the other, the long part of the V-shaped blade has an angle of coverage 2.2-2.8 times greater than the short one , and a flow channel is formed between adjacent short and long guide V-shaped blades, and the driving disk is made of a smaller diameter than the driven one, and the ends of the V-shaped blades protrude beyond the perimeter of the driving disk, connecting the flow part of the interscapular space with the blind part.

2. Stage according to claim 1, characterized in that a channel is made in a short curved guide of the V-shaped blades.

3. The stage according to claim 1, characterized in that the ends of the guide vane blades, located at the outer end, are made protruding beyond the covering disk.

4. The stage according to claim 1, characterized in that on the edge of the outer side of the drive disk of the impeller, protrusions in the form of ribs are made, protruding to the same height along their entire length above the surface of the disk and forming radial channels.