RU2448280C1 - Radial-flow pump casing - Google Patents
Radial-flow pump casing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448280C1 RU2448280C1 RU2011121074/06A RU2011121074A RU2448280C1 RU 2448280 C1 RU2448280 C1 RU 2448280C1 RU 2011121074/06 A RU2011121074/06 A RU 2011121074/06A RU 2011121074 A RU2011121074 A RU 2011121074A RU 2448280 C1 RU2448280 C1 RU 2448280C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- spiral
- impeller
- turn
- diffuser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям корпусов центробежных насосов с двухвитковыми отводами.The invention relates to pump engineering, and in particular to the designs of the bodies of centrifugal pumps with double-turn bends.
Известен корпус центробежного насоса, содержащий двухвитковый отвод со смещенными на 180° внешним и внутренним витками, первый из которых включает спиральный, обводной и диффузорный участки, а второй - спиральный и диффузорный участки, в котором внешний виток выполнен с площадью начального сечения, составляющей 1,15…1,80 площади начального сечения внутреннего витка, и площади конечного сечения, составляющей 1,2…2,5 площади конечного сечения внутреннего витка (SU №1710853 A1, опубл. 07.02.92).A known centrifugal pump housing containing a two-turn outlet with 180 ° external and internal turns, the first of which includes spiral, bypass and diffuser sections, and the second includes spiral and diffuser sections, in which the external turn is made with an initial cross-sectional area of 1, 15 ... 1.80 of the initial cross-sectional area of the inner coil, and the final cross-sectional area of 1.2 ... 2.5 the final cross-sectional area of the inner coil (SU No. 1710853 A1, publ. 07.02.92).
Известен центробежный насос, выполненный с корпусом, содержащим двухвитковый спиральный отвод, включающий внутренний виток, имеющий спиральный и диффузорный каналы, и внешний виток, имеющий спиральный и обводной каналы. Обводной канал выполнен состоящим из диффузорного участка, участка с постоянной площадью проходного сечения и конфузорного участка (SU 1178958 A, опубл. 15.09.1985).A known centrifugal pump made with a housing containing a two-turn spiral outlet, including an internal coil having a spiral and diffuser channels, and an external coil having a spiral and bypass channels. The bypass channel is made up of a diffuser section, a section with a constant passage area and a confuser section (SU 1178958 A, publ. 15.09.1985).
Известен центробежный насос, выполненный с корпусом, содержащим рабочее колесо с лопатками и двухвитковый отвод. Внутренний виток состоит из последовательно расположенных спирального, диффузорного и обводного каналов. Площадь входного сечения обводного канала выбрана равной площади выходного сечения спирального канала внутреннего витка. Площади входных сечений общего и внутреннего спиральных каналов равны (SU 1298427 A1, опубл. 23.03.1987).Known centrifugal pump made with a housing containing an impeller with blades and a two-turn outlet. The inner turn consists of sequentially arranged spiral, diffuser and bypass channels. The area of the input section of the bypass channel is chosen equal to the area of the output section of the spiral channel of the inner loop. The areas of the input sections of the common and internal spiral channels are equal (SU 1298427 A1, publ. 23.03.1987).
Недостатками известных решений являются относительно невысокая эффективность выравнивания потоков жидкости, значительные гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода, что в целом приводит к недостаточной разгрузке радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса с использованием в его составе известного корпуса.The disadvantages of the known solutions are the relatively low efficiency of equalizing fluid flows, significant hydraulic losses in the external and internal branches of the outlet, which generally leads to insufficient unloading of the radial forces of the impeller of a centrifugal pump using a well-known casing.
Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении гидродинамических характеристик корпуса и энергетических характеристик насосов, выполненных с предлагаемым корпусом, повышение эффективности выравнивания потоков жидкости в двухвитковом отводе, снижении энергозатрат на перекачивание жидкостей и, как следствие, повышении КПД, надежности и долговечности насосов, выполненных с предлагаемым корпусом.The problem solved by the invention is to improve the hydrodynamic characteristics of the housing and the energy characteristics of the pumps made with the proposed housing, increasing the efficiency of equalizing fluid flows in a two-turn outlet, reducing energy costs for pumping liquids and, as a result, increasing the efficiency, reliability and durability of pumps made with the proposed housing.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый корпус центробежного насоса, согласно изобретению, предназначен для размещения в нем ротора насоса в виде вала с рабочим колесом и направляющего аппарата, при этом корпус выполнен со спиральным отводом, включающим два витка - внешний и внутренний, каждый из которых имеет входной спиральный и выходной диффузорный участки, последовательно соединенные между собой во внутреннем витке и через обводной участок во внешнем, начальное поперечное сечение внешнего витка выполнено первым по ходу закрутки спирали, а внутреннего витка - вторым, расположено за первым со смещением по спирали и совмещено в радиально-осевой плоскости ротора с начальным сечением обводного участка внешнего витка, при этом сумма площадей их начального поперечного сечения равна площади выходного сечения спирального участка внешнего витка, а сумма аналогичных площадей начальных поперечных сечений внешнего витка и смежного с ним диффузорного участка внутреннего витка равна площади выходного поперечного сечения спирального участка внутреннего витка, причем внешний и внутренний витки разделены внутриотводной стенкой, которая в зоне разделения участков обводного внешнего и спирального внутреннего из указанных витков выполнена спирально-цилиндрической, а в зоне смежных диффузорных участков делит их площади поперечного сечения на входе в соотношенииThe problem is solved in that the proposed centrifugal pump housing, according to the invention, is designed to accommodate a pump rotor in it in the form of a shaft with an impeller and a guide apparatus, while the housing is made with a spiral outlet, including two turns - external and internal, each of which has an input spiral and output diffuser sections connected in series with each other in the inner turn and through the bypass section in the outer turn, the initial cross section of the outer turn is made first along the spiral twist, and the second turn, the second, located behind the first with a displacement in a spiral and combined in the radial-axial plane of the rotor with the initial cross section of the bypass section of the external turn, while the sum of the areas of their initial cross section is equal to the area of the output section of the spiral section of the external turn, and the sum of the similar areas of the initial cross sections of the outer turn and the adjacent diffuser portion of the inner turn is equal to the area of the output cross section of the spiral portion of the inner turn, The external and internal coils are separated by an internal branch wall, which is made spiral-cylindrical in the zone of separation of sections of the bypass external and spiral internal of these turns, and in the zone of adjacent diffuser sections it divides their cross-sectional areas at the input in the ratio
FД1:FД2=1,5±0,15F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15
где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходеwhere F D1 and F D2 is the initial cross-sectional area of the diffuser section of the outer and inner turns, respectively, followed by smooth alignment of the indicated cross section to the output ratio
FB1=FB2 F B1 = F B2
где FB1>FД1, FB2>FД2,where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,
FB1 и FB2 - площади выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков.F B1 and F B2 - the area of the output section of the diffuser section, respectively, of the external and internal coils.
При этом корпус центробежного насоса может быть выполнен горизонтальным, разъемным, содержит крышку, проточную часть, включающую всасывающую и напорную полости с разделяющим их рабочим колесом по ходу потока перекачиваемой жидкости, например нефти, а также входной и выходной патрубки, расположенные ниже плоскости разъема.In this case, the centrifugal pump housing can be made horizontal, detachable, contains a cover, a flow part, including a suction and pressure cavities with an impeller separating them along the flow of the pumped liquid, such as oil, as well as the inlet and outlet nozzles located below the plane of the connector.
Направляющий аппарат соосно с валом может быть неподвижно установлен в корпусе насоса между выходом из рабочего колеса и напорной полостью по ходу движения перекачиваемого потока, при этом направляющий аппарат содержит кольцевую платформу с внутренним диаметром, превышающим диаметр рабочего колеса, и систему расположенных на нем выравнивающих поток тонких лопаток со спиральной закруткой, противоположно направленной относительно закрутки лопаток рабочего колеса и плавно расширяющихся к внешнему контуру с образованием между нами системы диффузорных каналов, при этом радиальная ширина упомянутой кольцевой платформы направляющего аппарата и проекции лопаток на условную осевую плоскость ротора принята практически перекрывающей с обеспечением вращения колеса разницу между радиальными размерами условной осесимметричной контурной окружности, охватывающей указанное рабочее колесо, и аналогичной окружностью с радиусом, равным минимальному радиальному расстоянию от оси ротора до ближайшей точки каждого из витков упомянутого двухвиткового отвода при вариабельном изменении конструкции диаметра рабочего колеса и универсальном сохранении размеров корпуса и отвода насоса.The guide apparatus coaxially with the shaft can be fixedly mounted in the pump housing between the outlet of the impeller and the pressure cavity in the direction of the pumped flow, while the guide apparatus contains an annular platform with an inner diameter exceeding the diameter of the impeller, and a system of thin blades with a spiral twist, oppositely directed relative to the twist of the impeller blades and gradually expanding to the outer contour with the formation of a system between us topics of diffuser channels, while the radial width of the said annular platform of the guide apparatus and the projection of the blades on the conditional axial plane of the rotor is taken to practically overlap with the provision of rotation of the wheel, the difference between the radial dimensions of the conditional axisymmetric contour circle covering the impeller and a similar circle with a radius equal to the minimum the radial distance from the axis of the rotor to the closest point of each of the turns of the said two-turn outlet with variable of changing the design of the diameter of the impeller and the universal preservation of the dimensions of the housing and pump outlet.
Корпус и крышка могут быть выполнены, предпочтительно, литыми из стали, а патрубки - под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно к оси насоса.The casing and cover can be made, preferably, cast of steel, and the nozzles can be welded to pipelines and directed horizontally, perpendicular to the axis of the pump.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, заключается в улучшении гидродинамических характеристик корпуса и энергетических характеристик насосов, выполненных с предлагаемым корпусом, снижении энергозатрат на перекачивание жидкостей, что достигается за счет разработанных в изобретении формы корпуса насоса с двухвитковой закруткой напорного потока перекачиваемой жидкости при найденной конфигурации спиральных, обводного и диффузорных участков и соотношении площадей их начальных и выходных сечений, что позволяет существенно снизить гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода и обеспечивает эффективную разгрузку радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса, выполненного с предлагаемым корпусом.The technical result provided by the given set of features is to improve the hydrodynamic characteristics of the casing and the energy characteristics of the pumps made with the proposed casing, reducing the energy consumption for pumping liquids, which is achieved due to the shape of the pump casing with a two-turn swirl of the pressure flow of the pumped liquid developed in the invention spiral, bypass and diffuser sections and the ratio of the areas of their initial and output sections, which can significantly reduce hydraulic losses in the external and internal coils of the outlet and provides effective unloading of the radial forces of the impeller of the centrifugal pump, made with the proposed housing.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг.1 показан корпус центробежного насоса с двухвитковым отводом (повернут на 90°), продольный разрез;figure 1 shows the body of a centrifugal pump with a two-turn outlet (rotated 90 °), a longitudinal section;
на фиг.2 - корпус центробежного насоса с двухвитковым отводом с установленным в нем направляющим аппаратом (повернут на 90°), продольный разрез;figure 2 - the body of a centrifugal pump with a two-turn outlet with a guide apparatus installed in it (rotated 90 °), a longitudinal section;
на фиг.3 - проточная часть корпуса центробежного насоса, продольный разрез.figure 3 - flowing part of the housing of a centrifugal pump, a longitudinal section.
Корпус 1 центробежного насоса предназначен для размещения в нем ротора насоса в виде вала 2 с рабочим колесом 3 и направляющего аппарата 4.The
Корпус 1 выполнен со спиральным отводом, включающим два витка 5 и 6 внешний и внутренний соответственно. Внутренний виток 6 имеет последовательно соединенные между собой входной спиральный участок 7 и выходной диффузорный участок 8. Внешний виток 5 входной спиральный участок 9 и выходной диффузорный участок 10 соединены между собой через обводной участок 11. Начальное поперечное сечение внешнего витка 5 выполнено первым по ходу закрутки спирали, а внутреннего витка 6 - вторым, расположено за первым со смещением по спирали и совмещено в радиально-осевой плоскости ротора с начальным сечением обводного участка 11 внешнего витка 5. Сумма площадей их начального поперечного сечения равна площади выходного сечения спирального участка 9 внешнего витка 5, а сумма аналогичных площадей начальных поперечных сечений внешнего витка 5 и смежного с ним диффузорного участка 8 внутреннего витка 6 равна площади выходного поперечного сечения спирального участка 7 внутреннего витка 6.The
Внешний и внутренний витки 5 и 6 разделены внутриотводной стенкой 12. Внутриотводная стенка 12 в зоне разделения обводного участка 11 внешнего витка 5 и спирального участка 7 внутреннего витка 6 выполнена спирально-цилиндрической, а в зоне смежных диффузорных участков 8, 10 делит их площади поперечного сечения на входе в соотношенииThe outer and inner coils 5 and 6 are separated by an intra-branch wall 12. The intra-branch wall 12 in the separation zone of the circumferential section 11 of the outer coil 5 and the spiral section 7 of the inner coil 6 is made spiral-cylindrical, and in the zone of adjacent diffuser sections 8, 10 divides their cross-sectional areas at the input ratio
FД1:FД2=1,5±0,15F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15
где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходеwhere F D1 and F D2 is the initial cross-sectional area of the diffuser section of the outer and inner turns, respectively, followed by smooth alignment of the indicated cross section to the output ratio
FB1=FB2 F B1 = F B2
где FB1>FД1, FB2>FД2,where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,
FB1 и FB2 - площадь выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков,F B1 and F B2 - the area of the output section of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns,
FC1 и FC2 - площадь начального сечения спирального участка соответственно внешнего и внутреннего витков.F C1 and F C2 - the initial cross-sectional area of the spiral section of the outer and inner turns, respectively.
Корпус центробежного насоса выполнен горизонтальным, разъемным, содержит крышку 13, проточную часть 14, включающую всасывающую и напорную полости с разделяющим их рабочим колесом 3 по ходу потока перекачиваемой жидкости, например нефти, а также входной и выходной патрубки 15 и 16 соответственно, расположенные ниже плоскости разъема.The housing of the centrifugal pump is horizontal, detachable, contains a
Направляющий аппарат 4 соосно с валом 2 неподвижно установлен в корпусе 1 насоса между выходом из рабочего колеса 3 и напорной полостью проточной части 14 по ходу движения перекачиваемого потока. Направляющий аппарат 4 содержит кольцевую платформу 17 с внутренним диаметром, превышающим диаметр рабочего колеса 3, и систему расположенных на нем выравнивающих поток тонких лопаток 18 со спиральной закруткой, противоположно направленной относительно закрутки лопаток рабочего колеса 3 и плавно расширяющихся к внешнему контуру с образованием между ними системы диффузорных каналов. Радиальная ширина кольцевой платформы 17 направляющего аппарата 4 и проекции лопаток 18 на условную осевую плоскость ротора принята практически перекрывающей с обеспечением вращения рабочего колеса 3 разницу между радиальными размерами условной осесимметричной контурной окружности, охватывающей указанное рабочее колесо 3 и аналогичной окружностью с радиусом, равным минимальному радиальному расстоянию от оси ротора до ближайшей точки каждого из витков 5, 6 двухвиткового отвода при вариабельном изменении конструкции диаметра рабочего колеса 3 и универсальном сохранении размеров корпуса 1 и отвода насоса.The
Корпус 1 и крышка 13 насоса выполнены, предпочтительно, литыми из стали, а патрубки 15, 16 - под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно оси насоса.The
Работу центробежного насоса с использованием в его конструкции заявляемого корпуса осуществляют следующим образом.The operation of a centrifugal pump using the claimed housing in its design is as follows.
Перекачиваемую жидкость из напорной полости проточной полости 14 подают в витки 5 и 6 двухвиткового отвода, где пропускают с выравнивающим снижением скоростей и детурбулизацией потоков через последовательную систему спиральных участков 7, 9, обводного участка 11 и диффузорных участков 8, 10 двухвитковой части корпуса 1 насоса, обеспечивая максимальное выравнивание скоростей на выходе из диффузорных участков 8, 10. При этом существенно снижаются гидравлические потери при выходе жидкости в нагнетательную линию и радиальные силы, действующие на рабочее колесо 3 центробежного насоса, что особенно актуально для крупных, например, магистральных нефтяных насосов с точки зрения повышения их ресурса работы.The pumped liquid from the pressure cavity of the
Таким образом, за счет оптимизации конструкции проточной части корпуса центробежного насоса обеспечивается максимально полное выравнивание потоков жидкости в двухвитковом отводе, что позволяет существенно снизить гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода.Thus, due to the optimization of the design of the flowing part of the centrifugal pump casing, the most complete alignment of the fluid flows in the double-turn outlet is ensured, which can significantly reduce hydraulic losses in the external and internal turns of the outlet.
Claims (4)
FД1:FД2=1,5±0,15,
где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходе
FB1=FВ2, где FB1>FД1, FB2>FД2,
FB1 и FB2 - площади выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков.1. A centrifugal pump housing, characterized in that it is designed to accommodate a pump rotor in it in the form of a shaft with an impeller and a guiding apparatus, while the housing is made with a spiral outlet, including two turns, external and internal, each of which has an input spiral and the output diffuser sections connected in series with each other in the inner turn and through the bypass section in the outer turn, the initial cross section of the outer turn is made first along the spiral, and the second turn is second, positioned behind the first with a helical offset and aligned in the radial-axial plane of the rotor with the initial section of the circumferential section of the outer turn, the sum of the areas of their initial cross section equal to the area of the output section of the spiral section of the outer turn, and the sum of similar areas of the initial cross sections of the outer turn and adjacent to it, the diffuser portion of the inner coil is equal to the area of the output cross section of the spiral portion of the inner coil, with the outer and inner coils separated by an inner branch wall, which separation zone and the outer circumferential portions of the helical turns of said internal spiral-formed cylindrical, and in the zone adjacent diffuser portions divides their cross-sectional area at the inlet to the ratio
F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15,
where F D1 and F D2 is the initial cross-sectional area of the diffuser section of the outer and inner turns, respectively, followed by smooth alignment of the indicated cross section to the output ratio
F B1 = F B2 , where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,
F B1 and F B2 - the area of the output section of the diffuser section, respectively, of the external and internal coils.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121074/06A RU2448280C1 (en) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | Radial-flow pump casing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121074/06A RU2448280C1 (en) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | Radial-flow pump casing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2448280C1 true RU2448280C1 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011121074/06A RU2448280C1 (en) | 2011-05-26 | 2011-05-26 | Radial-flow pump casing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2448280C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2936645B1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-02-12 | Sulzer Ag | Centrifugal pump |
| SU1178958A1 (en) * | 1984-03-11 | 1985-09-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Two-loop volute diffuser |
| SU1298427A1 (en) * | 1985-05-12 | 1987-03-23 | Московский Институт Химического Машиностроения | Centrifugal pump |
| SU1710853A1 (en) * | 1990-01-15 | 1992-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Гидравлического Машиностроения | Centrifugal pump |
| CN1892046A (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-10 | 上海东方泵业(集团)有限公司 | Dual-scroll pump |
-
2011
- 2011-05-26 RU RU2011121074/06A patent/RU2448280C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2936645B1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-02-12 | Sulzer Ag | Centrifugal pump |
| SU1178958A1 (en) * | 1984-03-11 | 1985-09-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Two-loop volute diffuser |
| SU1298427A1 (en) * | 1985-05-12 | 1987-03-23 | Московский Институт Химического Машиностроения | Centrifugal pump |
| SU1710853A1 (en) * | 1990-01-15 | 1992-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Гидравлического Машиностроения | Centrifugal pump |
| CN1892046A (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-10 | 上海东方泵业(集团)有限公司 | Dual-scroll pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9574562B2 (en) | System and apparatus for pumping a multiphase fluid | |
| CN102588294B (en) | Barrel-type multistage pump | |
| RU2327902C1 (en) | Centrifugal screw pump | |
| RU2472039C1 (en) | Structural row of vertical electrically driven oil pumps | |
| CN103958854A (en) | Two-stage supercharging device | |
| AU2013333059A1 (en) | Hydraulic machine | |
| CN103032370B (en) | Efficient asymmetric guide blade body matched with annular pumping chamber | |
| RU2449173C1 (en) | Centrifugal pump | |
| RU2448280C1 (en) | Radial-flow pump casing | |
| RU2511967C1 (en) | Turbo-pump unit, and cold, hot and industrial water pumping method | |
| US2311024A (en) | Guide apparatus for centrifugal blowers and pumps | |
| CN203067340U (en) | Efficient asymmetric guide vane body matched with annular pumping chamber | |
| RU2537205C1 (en) | Crude booster pump and crude booster pump impeller | |
| CN103278413B (en) | Testing apparatus suitable for inducers with different parameters | |
| RU2340795C1 (en) | Centrifugal reaction impeller | |
| CN204739000U (en) | Axial -flow pump impeller structure that leaked on no leaf top | |
| RU2448275C1 (en) | Radial-flow pump | |
| RU169498U1 (en) | CENTRIFUGAL SECTIONAL TWO FLOW PUMP | |
| RU2448279C1 (en) | Radial-flow pump diffuser | |
| RU2468255C1 (en) | Vertical oil electric pump unit (versions), and shaft line of vertical electric pump unit (versions) | |
| RU2745095C1 (en) | Horizontal multistage sectional centrifugal pump | |
| RU2126485C1 (en) | Toroidal turbine | |
| CN104632704A (en) | Vertical shaft pump | |
| CN103883558B (en) | Efficient non-uniform wrap angle guide vane body matched with annular pumping chamber | |
| CN109779920B (en) | Two-stage speed-increasing peripheral pump device based on planetary gear train |