RU2791079C1 - Unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces - Google Patents

Unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2791079C1
RU2791079C1 RU2022121244A RU2022121244A RU2791079C1 RU 2791079 C1 RU2791079 C1 RU 2791079C1 RU 2022121244 A RU2022121244 A RU 2022121244A RU 2022121244 A RU2022121244 A RU 2022121244A RU 2791079 C1 RU2791079 C1 RU 2791079C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unloading
pump
ring
working surface
flat
Prior art date
Application number
RU2022121244A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Никита Олегович Ковалев
Фердинанд Шайхиевич Забиров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2791079C1 publication Critical patent/RU2791079C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pump engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of pump engineering, namely to devices for unloading the rotors of centrifugal sectional pumps from the axial force of the rotor during start-up and operation of the pump. The unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces includes a housing 1, a shaft 2 with an unloading disk 3 fixed on it, a movable unloading ring 4 with a flat working surface and a fixed response ring 5, the working surface of which is divided by geometrically closed bevels at an angle to the flat working surface and radial grooves. The setting of the wedge gap between the fixed and movable parts of the device determines the creation of a lubricating layer 10 between the relief rings in the end gap 9. The lubricating layer is continuously renewed by the pump when the pumped liquid enters from the radial slot 8 between the distance sleeve 7 and the discharge sleeve 6 into the discharge chamber 11, preventing contact the interaction of the relief rings in the mode of wear by seizure during the start of the pump by providing a hydrodynamic mode of operation of the friction pairs.
EFFECT: ensuring the temperature regime of the pump in accordance with regulatory requirements by preventing contact interaction of a pair of relief rings during wear in the setting mode and ensuring the required contact strength of the working surfaces of the relief rings.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к разгрузочным устройствам для уравновешивания осевых сил роторов центробежных секционных насосов для перекачки нефти, нефтяной эмульсии и пластовой воды.The invention relates to pump engineering, in particular to unloading devices for balancing the axial forces of the rotors of centrifugal sectional pumps for pumping oil, oil emulsion and formation water.

В процессе работы центробежного секционного насоса на ротор агрегата действует осевое усилие, которое смещает вал с рабочими колесами насоса в сторону всасывающего трубопровода. Для уравновешивания осевого усилия, действующего на ротор в центробежных секционных насосах, применяется разгрузочное устройство, которое обеспечивает равновесие ротора при запуске и работе насоса. С износом разгрузочных колец ротор насоса постепенно смещается в сторону всасывающего трубопровода. Превышение предельно допустимой величины осевого смещения ротора во время работы центробежного секционного насоса по причине высокого износа разгрузочных колец может привести к затиранию передних дисков рабочих колес о направляющие аппараты с последующим образованием сквозных отверстий в передних дисках рабочих колес и снижению КПД насосного агрегата. Также процесс запуска центробежного секционного насоса нередко сопровождается перегревом узла разгрузочного устройства по причине сухого трения плоских рабочих поверхностей разгрузочных колец, что приводит к охрупчиванию металла, повышению интенсивности и неравномерности износа разгрузочных колец.During the operation of a centrifugal sectional pump, an axial force acts on the rotor of the unit, which displaces the shaft with the pump impellers towards the suction pipeline. To balance the axial force acting on the rotor in centrifugal sectional pumps, an unloading device is used, which ensures the balance of the rotor during start-up and operation of the pump. With wear of the unloading rings, the pump rotor gradually shifts towards the suction pipeline. Exceeding the maximum permissible value of the axial displacement of the rotor during operation of a centrifugal sectional pump due to high wear of the unloading rings can lead to rubbing of the front disks of the impellers against the guide vanes, followed by the formation of through holes in the front disks of the impellers and a decrease in the efficiency of the pumping unit. Also, the process of starting a centrifugal sectional pump is often accompanied by overheating of the unloading device assembly due to dry friction of the flat working surfaces of the unloading rings, which leads to metal embrittlement, increased intensity and uneven wear of the unloading rings.

Для повышения износостойкости колец узла разгрузочного устройства предлагалось изготовление разгрузочных колец из легированных сталей, проводить термообработку, наносить на рабочую поверхность износостойкие покрытия, но указанные мероприятия не приносили значительного эффекта и оказывались дорогостоящими.To increase the wear resistance of the rings of the unloader assembly, it was proposed to manufacture unloading rings from alloyed steels, carry out heat treatment, apply wear-resistant coatings to the working surface, but these measures did not bring a significant effect and turned out to be expensive.

Известно гидравлическое разгрузочное устройство [А.с. №1492092 СССР, МПК F04D 29/04, опубл., 07.07.1989], содержащее корпус насоса с крышкой, размещенные в корпусе вал, опорную пяту, закрепленную с радиальными и осевым зазорами относительно корпуса на упругом основании, выполненном в виде кольца. В крышке напротив периферийного участка пяты выполнен кольцевой выступ. На валу установлен разгрузочный диск, образующий с пятой торцевую щель во время работы насоса. Установка пяты на упругом основании обеспечивает равномерность торцевого зазора в окружном направлении.Known hydraulic unloading device [AS. No. 1492092 of the USSR, IPC F04D 29/04, publ., 07/07/1989], containing a pump housing with a cover, a shaft placed in the housing, a support foot fixed with radial and axial clearances relative to the housing on an elastic base made in the form of a ring. An annular protrusion is made in the cover opposite the peripheral section of the heel. An unloading disk is installed on the shaft, which forms an end slot with the fifth during pump operation. Installing the heel on an elastic base ensures the uniformity of the end gap in the circumferential direction.

К недостаткам известного устройства следует отнести невозможность обеспечения стабильных свойств материала упругого основания во время работы устройства при повышенных температурах, имеющего место при запуске насоса при недостаточном количестве перекачиваемой жидкости внутри насоса.The disadvantages of the known device include the impossibility of ensuring stable properties of the material of the elastic base during operation of the device at elevated temperatures, which occurs when the pump is started with an insufficient amount of pumped liquid inside the pump.

Известно гидравлическое разгрузочное устройство с податливым упорным кольцом, содержащее щелевой зазор, образованный выступами диска разгрузки и корпуса насоса [А.с. №1569435 СССР, МПК F04D 29/04, опубл. 07.06.1990]. Выступ образуется сопряжением упругого кольца с жестким предохранительным кольцом. Вследствие деформации упругого кольца торцевая щель принимает форму конфузора, что увеличивает несущую способность узла гидравлической разгрузки. Предполагается возможность контакта выступа разгрузочного диска с жестким предохранительным кольцом в нерасчетных режимах работы насоса, что исключает работу упругого кольца в режиме сухого трения.Known hydraulic unloader with a pliable thrust ring containing a slotted gap formed by the protrusions of the discharge disk and the pump housing [A.S. No. 1569435 USSR, IPC F04D 29/04, publ. 06/07/1990]. The protrusion is formed by pairing the elastic ring with a rigid safety ring. Due to the deformation of the elastic ring, the end gap takes the form of a confuser, which increases the bearing capacity of the hydraulic unloading unit. It is assumed that the protrusion of the unloading disk can contact with a rigid safety ring in off-design modes of operation of the pump, which excludes the operation of the elastic ring in the dry friction mode.

К недостаткам известного устройства следует отнести неустойчивость данной системы уравновешивания осевых сил ротора по причине наличия в разгрузочной камере упругого элемента, вызывающего при работе устройства колебание торцевого зазора.The disadvantages of the known device include the instability of this system for balancing the axial forces of the rotor due to the presence of an elastic element in the unloading chamber, which causes the end gap to fluctuate during operation of the device.

Для восприятия осевого усилия ротора центробежного многоступенчатого секционного насоса может быть использовано разгрузочное устройство центробежного насоса для уравновешивания осевой силы [Пат. №2165038 РФ, МПК F04D 29/04,опубл. 10.04.2001]. Устройство содержит скрепленную с валом гидропятуи закрепленный на корпусе насоса подпятник. На гидропяте и на подпятнике размещены дополнительные опорные поверхности в разгрузочной камере и уплотняющие поверхности торцевого щелевого уплотнения. Уплотняющие поверхности щелевого уплотнения отделены кольцевым каналом от дополнительных опорных поверхностей. Кольцевой канал сообщен с открытым районом, а также с открытыми и закрытыми каналами.To perceive the axial force of the rotor of a centrifugal multistage sectional pump, an unloading device of a centrifugal pump can be used to balance the axial force [US Pat. No. 2165038 RF, IPC F04D 29/04, publ. 04/10/2001]. The device contains a thrust bearing fastened to the shaft and fixed on the pump housing. Additional bearing surfaces in the unloading chamber and sealing surfaces of the mechanical slotted seal are placed on the hydraulic foot and on the thrust bearing. The sealing surfaces of the gap seal are separated by an annular channel from additional supporting surfaces. The ring channel is connected with the open area, as well as with open and closed channels.

При номинальном режиме работы насоса между гидропятой и подпятником образуется саморегулируемый зазор. Из центральной части жидкость течет по кольцевому каналу, главным образом по открытым и закрытым каналам и выходит через зазор между уплотняющими поверхностями.At the nominal operating mode of the pump, a self-adjusting gap is formed between the hydraulic bearing and the thrust bearing. From the central part, the liquid flows through the annular channel, mainly through open and closed channels, and exits through the gap between the sealing surfaces.

При переходных режимах работы устройство работает как опорный подшипник скольжения, частично разгруженный гидростатической силой. Осевая нагрузка распределяется на уплотняющие поверхности и на дополнительные поверхности в разгрузочной камере. Наличие открытых каналов обеспечивает смачивание дополнительных поверхностей перекачиваемой жидкостью, что обеспечивает их смазку и охлаждение.During transient operating conditions, the device operates as a journal bearing partially unloaded by hydrostatic force. The axial load is distributed on the sealing surfaces and on additional surfaces in the unloading chamber. The presence of open channels provides wetting of additional surfaces with the pumped liquid, which ensures their lubrication and cooling.

Недостатком данного устройства является его низкие долговечность и надежность ввиду отсутствия на рабочей поверхности пяты наклонных участков, что не позволит при переходных режимах работы насоса создать клиновой захват и существенно снизить силу трения между контактирующими поверхностями, сведя потери мощности на трение к минимуму, обеспечив, тем самым, полноценное охлаждение контактируемых поверхностей.The disadvantage of this device is its low durability and reliability due to the absence of inclined sections on the working surface of the heel, which will not allow creating a wedge grip during transient operation of the pump and significantly reduce the friction force between the contact surfaces, minimizing the power loss due to friction, thereby ensuring , complete cooling of contact surfaces.

Для уравновешивания осевой силы ротора может быть использовано гидравлическое разгрузочное устройство центробежного секционного многоступенчатого насоса с наклонными несущими поверхностями, использованное в качестве прототипа при описании изобретения [Полезная модель №204236 РФ, МПК F04D 29/04,опубл. 17.05.2021].To balance the axial force of the rotor can be used hydraulic unloader centrifugal sectional multistage pump with inclined bearing surfaces, used as a prototype in the description of the invention [Useful model No. 204236 RF, IPC F04D 29/04, publ. May 17, 2021].

Эффективность использования указанной модели заключается в снижении потерь на трение и в обеспечении гидродинамического режима работы контактируемых поверхностей пар трения разгрузочных колец, что позволяет предотвратить контактное взаимодействие разгрузочных колец в режиме износа схватыванием во время запуска насоса.The efficiency of using this model is to reduce friction losses and to ensure the hydrodynamic mode of operation of the contact surfaces of the friction pairs of the relief rings, which makes it possible to prevent the contact interaction of the relief rings in the mode of wear by seizure during pump start-up.

Разгрузочное устройство центробежного многоступенчатого насоса включает корпус, закрепленный на роторе вращающийся разгрузочный диск с подвижным разгрузочным кольцом плоской формы рабочей поверхности, и ответным разгрузочным кольцом, жестко закрепленным на крышке нагнетания. Рабочая поверхность ответного разгрузочного кольца разделена на сегментные плоские участки, необходимые для восприятия осевой силы ротора, сквозные радиальные канавки и сквозные скосы под углом к плоской поверхности, которые создают в опоре непрерывно возобновляемый смазочный слой.The unloading device of a centrifugal multistage pump includes a housing, a rotating unloading disk fixed on the rotor with a movable unloading ring of a flat shape of the working surface, and a reciprocal unloading ring rigidly fixed to the discharge cover. The working surface of the reciprocal unloading ring is divided into segmented flat sections necessary for the perception of the axial force of the rotor, through radial grooves and through bevels at an angle to the flat surface, which create a continuously renewed lubricating layer in the support.

Смазочный клин из перекачиваемой нефтяной эмульсии образуется посредством разделения рабочей поверхности неподвижного кольца сквозными радиальными канавками и скосами отдельных ее частей по всей ширине кольца. Образование гидродинамического давления в клиновом зазоре происходит посредством увлечения нефтяной эмульсии в данный зазор из радиальных канавок при вращательном движении подвижного разгрузочного кольца относительно неподвижного, за счет чего рабочие поверхности разгрузочных колец будут работать в режиме жидкостного трения, что обеспечит их полноценную смазку и охлаждение.A lubricating wedge from a pumped oil emulsion is formed by dividing the working surface of the fixed ring with through radial grooves and bevels of its individual parts along the entire width of the ring. The formation of hydrodynamic pressure in the wedge gap occurs due to the entrainment of the oil emulsion into this gap from the radial grooves during the rotational movement of the movable relief ring relative to the stationary one, due to which the working surfaces of the relief rings will operate in the liquid friction mode, which will ensure their full lubrication and cooling.

К недостаткам данного устройства следует отнести недостаточную прочность устройства вследствие уменьшения площади опорной поверхности из-за сквозных наклонных участков и сквозных радиальных проточек, а также повышенные гидравлические потери в разгрузочной камере по причине наличия на неподвижном разгрузочном кольце сквозных радиальных канавок и отдельных наклонных поверхностей, скошенных по всей ширине неподвижного разгрузочного кольца.The disadvantages of this device include insufficient strength of the device due to a decrease in the area of the supporting surface due to through inclined sections and through radial grooves, as well as increased hydraulic losses in the unloading chamber due to the presence of through radial grooves on the stationary unloading ring and separate inclined surfaces beveled along the entire width of the fixed unloading ring.

Задачей изобретения является повышение долговечности и надежности разгрузочного узла центробежного секционного насоса при гидродинамическом режиме работы пар трения за счет образования смазочного клина между рабочими поверхностями разгрузочных колец, работающих в одной паре трения, а также обеспечение равномерного распределения контактных давлений на рабочих поверхностях разгрузочных колец с целью обеспечения равномерного изнашивания разгрузочных колец в процессе запуска и эксплуатации насоса.The objective of the invention is to increase the durability and reliability of the unloading unit of a centrifugal sectional pump in the hydrodynamic mode of operation of friction pairs due to the formation of a lubricating wedge between the working surfaces of the unloading rings operating in the same friction pair, as well as ensuring a uniform distribution of contact pressures on the working surfaces of the unloading rings in order to ensure uniform wear of the unloading rings during the start-up and operation of the pump.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении оптимального температурного режима работы разгрузочного устройства и снижении потерь на трение контактируемых рабочих поверхностей разгрузочных колец посредством предотвращения взаимодействия разгрузочных колец в режиме износа схватыванием и обеспечения равномерного изнашивания разгрузочных колец при гидродинамическом режиме их работы.The technical result obtained by using the proposed invention is to ensure the optimal temperature mode of operation of the unloading device and reduce the friction losses of the contacting working surfaces of the unloading rings by preventing the interaction of the unloading rings in the setting wear mode and ensuring uniform wear of the unloading rings in the hydrodynamic mode of their operation.

Поставленная задача достигается за счет того, что разгрузочное устройство центробежного секционного насоса с непрерывно возобновляемым смазочным слоем, включающее корпус, установленный в нем закрепленный на роторе разгрузочный диск с подвижным разгрузочным кольцом плоской формы рабочей поверхности, и жестко закрепленным на крышке нагнетания ответным разгрузочным кольцом, согласно предлагаемому техническому решению, рабочая торцевая поверхность ответного разгрузочного кольца разделена геометрически замкнутыми скосами, отделенными от полости разгрузочной камеры сплошными перегородками и глухими радиальными проточками, соединяющими разгрузочную камеру с полостями, образованными замкнутыми наклонными участками ответного разгрузочного кольца и плоской рабочей поверхностью подвижного кольца для подачи перекачиваемой жидкости из полости разгрузочной камеры в область с геометрически замкнутыми наклонными участками.The task is achieved due to the fact that the unloading device of a centrifugal sectional pump with a continuously renewable lubricating layer, including a housing installed in it, a unloading disk fixed on the rotor with a movable unloading ring of a flat shape of the working surface, and a mating unloading ring rigidly fixed on the discharge cover, according to According to the proposed technical solution, the working end surface of the reciprocal unloading ring is divided by geometrically closed bevels, separated from the cavity of the unloading chamber by solid partitions and blind radial grooves connecting the unloading chamber with cavities formed by closed inclined sections of the reciprocal unloading ring and a flat working surface of the movable ring for supplying the pumped liquid from the cavity of the unloading chamber to the area with geometrically closed inclined sections.

Согласно предлагаемому изобретению, разгрузочное устройство центробежного секционного насоса включает корпус, закрепленный на роторе насоса разгрузочный диск с подвижным разгрузочным кольцом плоской формы рабочей поверхности, и жестко закрепленным на крышке нагнетания ответным разгрузочным кольцом. Полость между подвижным и ответным разгрузочными кольцами образует разгрузочную камеру.According to the invention, the unloading device of a centrifugal sectional pump includes a housing, a unloading disk fixed on the pump rotor with a movable unloading ring of a flat shape of the working surface, and a mating unloading ring rigidly fixed to the discharge cover. The cavity between the movable and reciprocal unloading rings forms an unloading chamber.

Новым является то, что рабочая торцевая поверхность ответного разгрузочного кольца разделена отдельными геометрически замкнутыми скосами под углом к плоской поверхности, предназначенными для образования непрерывно возобновляемого смазочного клинового зазора между подвижным и ответным разгрузочным кольцом, и радиальными проточками, соединяющими разгрузочную камеру с полостями, образованными замкнутыми наклонными участками ответного разгрузочного кольца и плоской рабочей поверхностью подвижного кольца, и предназначенными для подачи перекачиваемой жидкости из полости разгрузочной камеры в область с геометрически замкнутыми наклонными участками.What is new is that the working end surface of the reciprocal unloading ring is divided by separate geometrically closed bevels at an angle to the flat surface, designed to form a continuously renewable lubricating wedge gap between the movable and reciprocal unloading ring, and radial grooves connecting the unloading chamber with cavities formed by closed inclined sections of the reciprocal unloading ring and a flat working surface of the movable ring, and designed to supply the pumped liquid from the cavity of the unloading chamber to the area with geometrically closed inclined sections.

Образование в опоре непрерывно возобновляемого смазочного слоя достигается установкой клинового зазора между рабочими поверхностями подвижной и неподвижной частями устройства, что позволяет обеспечить полноценное охлаждение и требуемую несущую способность разгрузочного узла.The formation of a continuously renewable lubricating layer in the support is achieved by setting a wedge gap between the working surfaces of the movable and fixed parts of the device, which allows for full cooling and the required bearing capacity of the unloading unit.

Смазочный клин из перекачиваемой жидкости образуется посредством разделения рабочей поверхности ответного кольца глухими скосами под углом к плоской поверхности. Образование гидродинамического давления в клиновом зазоре происходит за счет увлечения перекачиваемой жидкости в данный зазор из полостей, образованных пространством между геометрически замкнутыми скосами ответного кольца и плоской поверхностью подвижного разгрузочного кольца. Сплошные перегородки, отделяющие полость разгрузочной камеры от геометрически замкнутых наклонных участков ответного кольца на внутреннем диаметре рабочей поверхности разгрузочных колец, создают дополнительные опорные поверхности, что позволит снизить нагруженность осевой опоры, равномерно распределить рабочие нагрузки в контактных поверхностях разгрузочных колец и обеспечить их равномерное изнашивание.The lubricating wedge of the pumped liquid is formed by dividing the working surface of the mating ring with blind bevels at an angle to the flat surface. The formation of hydrodynamic pressure in the wedge gap occurs due to the entrainment of the pumped liquid into this gap from the cavities formed by the space between the geometrically closed bevels of the reciprocal ring and the flat surface of the movable discharge ring. Solid partitions that separate the cavity of the unloading chamber from the geometrically closed inclined sections of the counter ring on the inner diameter of the working surface of the unloading rings create additional supporting surfaces, which will reduce the load on the axial support, evenly distribute the working loads in the contact surfaces of the unloading rings and ensure their uniform wear.

На фигуре 1 изображено разгрузочное устройство, на фигуре 2 представлено ответное разгрузочное кольцо.The figure 1 shows the unloading device, the figure 2 shows the reciprocal unloading ring.

Разгрузочное устройство состоит из корпуса 1 насоса с размещенным в нем валом 2. На валу закреплен разгрузочный диск 3. На разгрузочном диске 3 закреплено разгрузочное кольцо 4 с плоской рабочей поверхностью. На напорной крышке гидравлической машины неподвижно закреплено ответное разгрузочное кольцо 5, плоская рабочая поверхность которого разделена глухими скосами под углом к плоской поверхности. В корпусе напорной крышки установлена втулка разгрузки 6, образуя с установленной на валу насоса дистанционной втулкой 7 радиальную щель 8. Между рабочими поверхностями двух разгрузочных колец образуется торцевая щель 9 с непрерывно возобновляемым смазочным слоем 10. Разгрузочная камера 11 образована внутренней полостью межкольцевого пространства.The unloading device consists of a pump housing 1 with a shaft 2 placed in it. An unloading disk 3 is fixed on the shaft. An unloading ring 4 with a flat working surface is fixed on the unloading disk 3. On the discharge cover of the hydraulic machine, a reciprocal unloading ring 5 is fixed, the flat working surface of which is divided by blind bevels at an angle to the flat surface. Discharge sleeve 6 is installed in the discharge cover housing, forming a radial slot 8 with the distance sleeve 7 installed on the pump shaft. An end slot 9 is formed between the working surfaces of the two discharge rings with a continuously renewable lubricating layer 10. The discharge chamber 11 is formed by an internal cavity of the annular space.

Рабочая поверхность ответного разгрузочного кольца (фиг. 2) включает плоскую поверхность 12, которая разделена геометрически замкнутыми наклонными участками 13 с радиусом закругления R длиной каждого наклонного участка l под углом α к плоской поверхности и радиальными проточками 14 шириной s. Причем кривизна наружной стенки наклонной поверхности определяется величиной наружного диаметра наклонных участков - окружностью диаметром Dc, центр которой совпадает с центром разгрузочного кольца наружным диаметром Dн. Сплошные перегородки 15 толщиной m отделяют полости геометрически замкнутых наклонных участков 13 от полости разгрузочной камеры 11 и являются дополнительными опорными поверхностями при взаимном контакте двух разгрузочных колец, работающих в одной паре трения.The working surface of the reciprocal unloading ring (Fig. 2) includes a flat surface 12, which is divided by geometrically closed inclined sections 13 with a radius of curvature R, the length of each inclined section l at an angle α to the flat surface and radial grooves 14 with a width s. Moreover, the curvature of the outer wall of the inclined surface is determined by the value of the outer diameter of the inclined sections - a circle with a diameter D c , the center of which coincides with the center of the discharge ring with an outer diameter D n . Solid partitions 15 with a thickness m separate the cavities of the geometrically closed inclined sections 13 from the cavity of the unloading chamber 11 and are additional supporting surfaces in the mutual contact of two unloading rings operating in one friction pair.

Предлагаемое разгрузочное устройство работает следующим образом. При работе насоса часть перекачиваемой жидкости из последней ступени поступает в разгрузочную камеру 11 через кольцевой зазор 8 между втулкой разгрузки 6 и дистанционной втулкой 7 (фиг. 1). При движении вращающегося подвижного разгрузочного кольца 4 относительно неподвижно закрепленного ответного кольца 5 перекачиваемая жидкость поступает из разгрузочной камеры 11 через радиальные проточки 14 (фиг. 2) между плоской поверхностью 12 ответного кольца и сплошными перегородками 15 в область с наклонными участками рабочей поверхности 13, откуда увлекается на плоскую рабочую поверхность 12, создавая гидродинамическое давление в образуемом жидкостном клине с обеспечением непрерывно возобновляемого смазочного слоя 10.The proposed unloading device works as follows. When the pump is running, part of the pumped liquid from the last stage enters the unloading chamber 11 through the annular gap 8 between the unloading sleeve 6 and the spacer sleeve 7 (Fig. 1). When the rotating movable discharge ring 4 moves relative to the fixed response ring 5, the pumped liquid flows from the discharge chamber 11 through radial grooves 14 (Fig. 2) between the flat surface 12 of the response ring and solid partitions 15 into the area with inclined sections of the working surface 13, from where it is carried away on a flat working surface 12, creating hydrodynamic pressure in the liquid wedge formed to provide a continuously renewable lubricating layer 10.

Давление перекачиваемой жидкости на подвижное кольцо 4 и разгрузочный диск 3 смещает ротор насоса в сторону нагнетания. Торцевой зазор 9 между кольцами 4 и 5 увеличивается при смещении ротора в сторону нагнетания, а давление в разгрузочной камере 11 снижается до тех пор, пока создаваемое им усилие не будет уравновешено осевым усилием, действующим в сторону всасывания. Работа устройства в этом случае аналогична работе прототипа.The pressure of the pumped liquid on the movable ring 4 and the unloading disc 3 shifts the pump rotor towards the discharge side. The end gap 9 between the rings 4 and 5 increases with the displacement of the rotor towards the discharge side, and the pressure in the unloading chamber 11 decreases until the force generated by it is balanced by the axial force acting towards the suction side. The operation of the device in this case is similar to that of the prototype.

При переходных режимах работы насоса, когда величина осевой силы ротора превышает величину силы давления в разгрузочной камере, плоские участки 12 рабочей поверхности ответного кольца 5 соприкасаются с плоской рабочей поверхностью подвижного кольца 4, устройство будет частично разгружено гидростатическим давлением, образуемым непрерывно возобновляемым смазочным слоем между взаимодействующими поверхностями разгрузочных колец. Благодаря наклонным участкам 13, расположенных под углом к плоской поверхности 12, плоские рабочие поверхности разгрузочных колец будут работать в режиме жидкостного трения, что обеспечит их полноценную смазку и охлаждение, а сплошные перегородки 15 позволят создать дополнительные опорные поверхности в осевой опере и равномерно распределить нагрузку на рабочих поверхностях двух разгрузочных колец, работающих в одной паре трения.In transient modes of operation of the pump, when the magnitude of the axial force of the rotor exceeds the magnitude of the pressure force in the discharge chamber, flat sections 12 of the working surface of the return ring 5 come into contact with the flat working surface of the movable ring 4, the device will be partially unloaded by the hydrostatic pressure formed by a continuously renewable lubricating layer between the interacting the surfaces of the relief rings. Due to the inclined sections 13, located at an angle to the flat surface 12, the flat working surfaces of the relief rings will operate in the liquid friction mode, which will ensure their full lubrication and cooling, and the solid partitions 15 will create additional support surfaces in the axial opera and evenly distribute the load on working surfaces of two unloading rings operating in one pair of friction.

Claims (1)

Разгрузочное устройство центробежного секционного насоса с непрерывно возобновляемым смазочным слоем, включающее корпус, закрепленный на роторе разгрузочный диск с подвижным разгрузочным кольцом, имеющим плоскую форму рабочей поверхности, и закрепленное на крышке нагнетания ответное разгрузочное кольцо, рабочая поверхность которого разделена на сегментные плоские участки, радиальные проточки и скосы под углом к плоской поверхности, отличающееся тем, что рабочая торцевая поверхность ответного разгрузочного кольца разделена геометрически замкнутыми скосами, отделенными от полости разгрузочной камеры сплошными перегородками и глухими радиальными проточками, соединяющими разгрузочную камеру с полостями, образованными замкнутыми наклонными участками ответного разгрузочного кольца и плоской рабочей поверхностью подвижного кольца для подачи перекачиваемой жидкости из полости разгрузочной камеры в область с геометрически замкнутыми наклонными участками.Unloading device of a centrifugal sectional pump with a continuously renewable lubricating layer, including a housing, a discharge disk mounted on the rotor with a movable discharge ring having a flat shape of the working surface, and a return unloading ring fixed on the discharge cover, the working surface of which is divided into segmented flat sections, radial grooves and bevels at an angle to a flat surface, characterized in that the working end surface of the reciprocal unloading ring is divided by geometrically closed bevels separated from the cavity of the unloading chamber by solid partitions and blind radial grooves connecting the unloading chamber with cavities formed by closed inclined sections of the reciprocal unloading ring and a flat the working surface of the movable ring for supplying the pumped liquid from the cavity of the unloading chamber to the area with geometrically closed inclined sections.
RU2022121244A 2022-08-03 Unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces RU2791079C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791079C1 true RU2791079C1 (en) 2023-03-02

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827928C1 (en) * 2024-02-22 2024-10-03 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Centrifugal multistage horizontal double-seat pump for pumping oil and oil products

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2498633A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-29 Ksb Aktiengesellschaft Element that defines a gap and is to be mounted on a shaft
RU2246638C2 (en) * 2003-04-07 2005-02-20 ООО ПКФ "Техновек" Horizontal centrifugal pump
RU2249728C2 (en) * 2002-07-27 2005-04-10 Анатолий Александрович Евтушенко Centrifugal multistage pump
RU204236U1 (en) * 2020-11-24 2021-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" HYDRAULIC UNLOADING DEVICE OF CENTRIFUGAL SECTIONAL MULTI-STAGE PUMP

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249728C2 (en) * 2002-07-27 2005-04-10 Анатолий Александрович Евтушенко Centrifugal multistage pump
CA2498633A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-29 Ksb Aktiengesellschaft Element that defines a gap and is to be mounted on a shaft
RU2246638C2 (en) * 2003-04-07 2005-02-20 ООО ПКФ "Техновек" Horizontal centrifugal pump
RU204236U1 (en) * 2020-11-24 2021-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" HYDRAULIC UNLOADING DEVICE OF CENTRIFUGAL SECTIONAL MULTI-STAGE PUMP

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827928C1 (en) * 2024-02-22 2024-10-03 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Centrifugal multistage horizontal double-seat pump for pumping oil and oil products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5545014A (en) Variable displacement vane pump, component parts and method
JP4454699B2 (en) Thrust bearing
RU2589735C2 (en) Pump for transfer of molten metal
CN109026817B (en) Self-adjusting drum system
US5716201A (en) Variable displacement vane pump with vane tip relief
KR20200105282A (en) Vain rotary compressor
US5545018A (en) Variable displacement vane pump having floating ring seal
NO20200860A1 (en) A sealing arrangement
US5833438A (en) Variable displacement vane pump having cam seal with seal land
RU2791079C1 (en) Unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces
US5738500A (en) Variable displacement vane pump having low actuation friction cam seal
RU212223U1 (en) Hydraulic unloader of a centrifugal sectional pump with a continuously renewable lubricant layer
RU2726977C1 (en) Submersible multistage centrifugal pump
US11867176B1 (en) Method and apparatus for a submersible multistage labyrinth-screw pump
US3582241A (en) Power transmission
RU204236U1 (en) HYDRAULIC UNLOADING DEVICE OF CENTRIFUGAL SECTIONAL MULTI-STAGE PUMP
RU202692U1 (en) SUBMERSIBLE SUBMERSIBLE BOREHOLE CENTRIFUGAL PUMP WITH COMPRESSION DIAGRAM ASSEMBLY
RU189399U1 (en) CIRCULATING PUMP, SEALED WITH A MOLDED ELECTRIC MOTOR
RU226027U1 (en) ROTARY VANE PUMP
RU2389917C1 (en) Complex (radial-axial) water sliding bearing
RU175711U1 (en) Centrifugal condensate pump
RU2726967C1 (en) Protector for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor
JP2022534048A (en) Variable displacement lubricating oil pump
RU2165038C2 (en) Relief device of centrifugal pump for balancing axial force
RU106925U1 (en) SLIDING BEARING