RU2514469C1

RU2514469C1 - Multistage centrifugal pump distributor

Info

Publication number: RU2514469C1
Application number: RU2013101077/06A
Authority: RU
Inventors: Виктор Георгиевич Островский; Марина Петровна Пещеренко; Сергей Николаевич Пещеренко; Александр Исаакович Рабинович
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-04-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: distributor comprises cylindrical case, top disc with ledges made at outer end face surface abutting on case wall, bottom disc and vanes arranged between said discs. Said flat ledges feature cross-section area decreasing from case wall, ledge lateral edges being located perpendicular to top disc surface.

EFFECT: higher resistance to abrasion.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным многоступенчатым насосам, и может быть использовано для подъема из скважин жидкости с высоким содержанием механических примесей.The invention relates to a pump engineering industry, in particular to multi-stage submersible pumps, and can be used for lifting liquids with a high content of solids from wells.

Известна конструкция направляющего аппарата ступени погружного центробежного насоса, состоящая из цилиндрического корпуса, нижнего диска, верхнего диска, между которыми размещены лопатки, образующие обратные каналы, на верхней поверхности верхнего диска направляющего аппарата расположены дугообразные ребра (Патент на ПМ №57395 РФ, МГЖ F04D 13/10,2006).A known design of the guide apparatus of a submersible centrifugal pump stage, consisting of a cylindrical body, a lower disk, an upper disk, between which blades forming return channels are located, arcuate ribs are located on the upper surface of the upper disk of the guide device (Patent for PM No. 57395 RF, FGD F04D 13 / 10,2006).

Недостатком данной конструкции является возможность износа корпуса аппарата из-за накопления абразивных частиц у его стенки.The disadvantage of this design is the possibility of wear of the apparatus due to the accumulation of abrasive particles at its wall.

Наиболее близким к заявляемому является направляющий аппарат многоступенчатого центробежного насоса, содержащий цилиндрический корпус, верхний диск, на наружной торцевой поверхности которого выполнены выступы в форме радиальных ребер, сопряженных со стенкой корпуса, нижний диск и размещенные между дисками лопатки, образующие обратные каналы (WO 2011/097341, E21B 43/12, опубл.11.08.2011). Ребра имеют прямоугольное поперечное сечение и снабжены со стороны передней кромки уклонами, примыкающими к стенке корпуса и предназначенными для перемещения абразивных частиц.Closest to the claimed is a guiding apparatus of a multistage centrifugal pump, comprising a cylindrical body, an upper disk, on the outer end surface of which there are protrusions in the form of radial ribs mating with the wall of the housing, a lower disk and vanes placed between the disks forming return channels (WO 2011 / 097341, E21B 43/12, publ. 11.08.2011). The ribs have a rectangular cross section and are provided on the leading edge side with slopes adjacent to the wall of the casing and designed to move abrasive particles.

Наличие ребер способствует снижению скорости гидроабразивного износа корпуса и верхнего диска направляющего аппарата лишь в течение ограниченного промежутки времени из-за износа самих ребер вследствие неоптимальной геометрической конфигурации.The presence of ribs helps to reduce the rate of hydroabrasive wear of the casing and the upper disk of the guide apparatus only for a limited period of time due to wear of the ribs themselves due to non-optimal geometric configuration.

Задачей настоящего изобретения является повышение гидроабразивной стойкости направляющего аппарата.The objective of the present invention is to increase the hydroabrasive resistance of the guide apparatus.

Указанный технический результат достигается тем, что в направляющем аппарате центробежного многоступенчатого насоса, содержащем цилиндрический корпус, верхний диск с выступами на наружной торцевой поверхности, примыкающими к стенке корпуса, нижний диск и лопатки, размещенные между дисками, согласно изобретению, выступы выполнены плоскими с площадью окружного сечения, уменьшающейся от стенки корпуса к его центру, при этом боковые кромки выступов расположены перпендикулярно поверхности верхнего диска.The specified technical result is achieved by the fact that in the guide apparatus of a centrifugal multistage pump containing a cylindrical body, the upper disk with protrusions on the outer end surface adjacent to the wall of the housing, the lower disk and vanes located between the disks according to the invention, the protrusions are made flat with the area of the circumferential section, decreasing from the wall of the housing to its center, while the lateral edges of the protrusions are perpendicular to the surface of the upper disk.

Боковые кромки выступов могут быть криволинейными, прямолинейными или состоять из прямолинейных и криволинейных участков.The lateral edges of the protrusions may be curved, straight, or consist of straight and curved sections.

Для удаления абразивных примесей из направляющего аппарата в центральной части верхнего диска могут быть выполнены отверстия.Holes can be made to remove abrasive impurities from the guide vane in the central part of the upper disk.

В предлагаемом направляющем аппарате плоские выступы, вытянутые вдоль стенки корпуса, смещают поток абразивных частиц к центру направляющего аппарата, снижая тем самым износ цилиндрического корпуса.In the proposed guiding apparatus, flat protrusions elongated along the wall of the casing displace the flow of abrasive particles to the center of the guiding apparatus, thereby reducing wear on the cylindrical casing.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена ступень с заявленным направляющим аппаратом, продольный разрез; на фиг.2 - направляющий аппарат в аксонометрии; на фиг.3 - направляющий аппарат с прямолинейными боковыми кромками выступов, вид сверху; на фиг.4 - то же с боковыми кромками выступов из прямолинейных и криволинейных участков.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a step with the claimed guide apparatus, a longitudinal section; figure 2 - guide apparatus in a perspective view; figure 3 - guide apparatus with rectilinear lateral edges of the protrusions, top view; figure 4 is the same with the lateral edges of the protrusions from rectilinear and curved sections.

Направляющий аппарат 1 состоит из цилиндрического корпуса 3, внутри которого установлено рабочее колесо 2, верхнего диска 4 и нижнего диска 5 с лопатками 6, образующими обратные каналы (фиг.1). Между нижним диском 7 рабочего колеса 2 и верхним диском 4 направляющего аппарата 1 расположена пазуха 8, ограниченная по внешнему радиусу цилиндрическим корпусом 3. В пределах пазухи 8 на наружной торцевой поверхности верхнего диска 4 выполнены выступы 9, которые примыкают к стенке корпуса 3. Выступы 9 (фиг.2-4) ограничены сопряженными между собой боковыми передней 10 и задней 11 кромками, а основания 12 выступов вытянуты вдоль стенки корпуса 3. Боковые кромки 10 и 11 расположены ортогонально к поверхности верхнего диска 4 и выполнены равными по высоте, причем высота должна быть не менее 1 мм, а количество выступов не менее двух. Передняя 10 и задняя 11 кромки могут быть криволинейными (фиг.2), прямолинейными (фиг.3) или состоять из прямолинейных и криволинейных участков (фиг.4).The guide apparatus 1 consists of a cylindrical body 3, inside of which an impeller 2, an upper disk 4 and a lower disk 5 with blades 6 forming return channels are installed (Fig. 1). Between the lower disk 7 of the impeller 2 and the upper disk 4 of the guide apparatus 1, there is a sinus 8, limited by the outer radius of the cylindrical body 3. Within the sinus 8 on the outer end surface of the upper disk 4 there are protrusions 9 that are adjacent to the wall of the housing 3. Projections 9 (FIGS. 2-4) are limited by the adjacent front 10 and rear 11 edges, and the bases 12 of the protrusions are elongated along the wall of the housing 3. The lateral edges 10 and 11 are located orthogonally to the surface of the upper disk 4 and are made equal in height moreover, the height should be at least 1 mm, and the number of protrusions at least two. The front 10 and rear 11 edges can be curved (figure 2), straight (figure 3) or consist of straight and curved sections (figure 4).

Выступы 9 сформированы таким образом, что при пересечении их окружностями, концентричными стенке корпуса 3, полученные окружные сечения уменьшаются от стенки корпуса к центру аппарата. Передняя кромка 10 выполняется более пологой по сравнению с задней и служит направляющей для движения потока жидкости с абразивными частицами от корпуса 3 направляющего аппарата 1 к оси вращения ступени, а форма задней кромки 11 способствует уменьшению вихреобразования в пазах между выступами 9.The protrusions 9 are formed so that when they intersect with circles concentric with the wall of the housing 3, the resulting circumferential sections decrease from the wall of the housing to the center of the apparatus. The leading edge 10 is more gentle compared to the rear and serves as a guide for the movement of fluid flow with abrasive particles from the housing 3 of the guide apparatus 1 to the axis of rotation of the stage, and the shape of the trailing edge 11 helps to reduce vortex formation in the grooves between the protrusions 9.

В центральной части верхнего диска 4 направляющего аппарата 1 выполнены отверстия 13, предназначенные для удаления абразивных примесей (фиг.1, 3, 4). Для снижения утечек жидкости через пазуху 8 рабочее колесо 2 снабжено уплотнением 14.In the central part of the upper disk 4 of the guide apparatus 1, holes 13 are made for removing abrasive impurities (Figs. 1, 3, 4). To reduce fluid leakage through the sinus 8, the impeller 2 is equipped with a seal 14.

Направляющий аппарат 1 работает следующим образом.Guide apparatus 1 operates as follows.

Поток перекачиваемой жидкости, содержащей абразивные частицы, из обратных каналов направляющего аппарата поступает в центральную часть верхнего диска 4 и перетекает в проточные каналы рабочего колеса, откуда направляется в направляющий аппарат следующей ступени. Вследствие утечек через уплотнение 14 часть потока проникает в пазуху 8, где под действием центробежных сил содержащиеся в нем абразивные частицы прижимаются к корпусу 3. Попадая в пазы между выступами 9, поток жидкости с частицами ударяется в переднюю кромку выступов 10 и, направляемый ею, течет к оси вращения ступени. При ударе скорость частиц снижается, это уменьшает скорость износа основных частей направляющего аппарата. Двигаясь вдоль передней кромки 10 выступа жидкость с частицами попадает в следующий паз между выступами 9. Задняя кромка 11 предотвращает вихреобразование за выступом 9 и направляет частицы к передней кромке 10 следующего выступа. При таком движении наибольшая нагрузка приходится на переднюю кромку 10, поэтому она в первую очередь подвергается разрушению, но ее износ не сказывается на рабочих характеристиках насоса.The flow of pumped liquid containing abrasive particles from the return channels of the guide apparatus enters the central part of the upper disk 4 and flows into the flow channels of the impeller, from where it is sent to the guide apparatus of the next stage. Due to leaks through the seal 14, part of the flow penetrates into the sinus 8, where, under the action of centrifugal forces, the abrasive particles contained therein are pressed against the housing 3. Once in the grooves between the protrusions 9, the fluid flow with particles hits the leading edge of the protrusions 10 and flows through it to the axis of rotation of the step. Upon impact, the particle speed decreases, this reduces the wear rate of the main parts of the guide apparatus. Moving along the leading edge 10 of the protrusion, liquid with particles enters the next groove between the protrusions 9. The trailing edge 11 prevents vortex formation behind the protrusion 9 and directs the particles to the leading edge 10 of the next protrusion. With this movement, the largest load falls on the leading edge 10, therefore, it is primarily destroyed, but its wear does not affect the pump’s performance.

Через отверстия 13, выполненные в верхнем диске 4, частицы, скопившиеся в пазухе 8 под рабочим колесом 2, возвращаются в обратные каналы направляющего аппарата 1, где подхватываются основным потоком жидкости и через рабочее колесо выводятся из ступени, что предотвращает износ корпуса направляющего аппарата.Through the openings 13 made in the upper disk 4, particles accumulated in the bosom 8 under the impeller 2 are returned to the return channels of the guide apparatus 1, where they are picked up by the main fluid flow and removed from the stage through the impeller, which prevents wear of the guide apparatus housing.

Таким образом, благодаря наличию в пазухе между рабочим колесом и направляющим аппаратом выступов заявляемой формы, которые перемещают абразивные частицы в центральную часть ступени и снижают скорость их движения, уменьшается скорость износа корпуса направляющего аппарата.Thus, due to the presence in the sinus between the impeller and the guide apparatus of the protrusions of the claimed form, which move the abrasive particles to the central part of the stage and reduce their speed, the wear rate of the housing of the guide apparatus decreases.

Claims

1. The guide apparatus of a centrifugal multistage pump, comprising a cylindrical body, an upper disk with protrusions on the outer end surface adjacent to the wall of the housing, a lower disk and vanes placed between the disks, characterized in that the protrusions are made flat with a sectional area decreasing from the wall of the housing, while the lateral edges of the protrusions are perpendicular to the surface of the upper disk.

2. The guide apparatus according to claim 1, characterized in that the lateral edges of the protrusions are made curved and / or rectilinear.

3. The guide apparatus according to claim 1, characterized in that the holes are made in the central part of the upper disk.