RU28519U1 - Напорный коллектор погружного многоступенчатого центробежного насоса - Google Patents

Description

2002134296

пшшшрррмрррп

НАПОРНЫЙ КОЛЛЕКТОР ПОГРУЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к устройствам центробежных насосов, используемых в области энергомашиностроения, конкретно, к устройству напорного коллектора, которое может быть использовано в конструкциях высокорасходных погружных многоступенчатых центробежных насосов, работающих в стесненных условиях и применяемых в системах маслоснабжения мощных паротурбинных установок.

В турбомашинах, в особенности мощных паровых турбинах, работающих с использованием рабочего тела со сверхкритическими параметрами, применяются высокорасходные погружные многоступенчатыецентробежные насосы,

обслуживающие систему маслоснабжения. В качестве рабочего тела обычно используются как минеральные, так синтетические масла. К указанному типу насосов предъявляются определенные ограничения по габаритным размерам, обусловленные особенностями их месторасположения в конструкции масляного бака турбоагрегата, при этом они должны обеспечивать высокий расход подачи рабочего тела при значительной линейной скорости. Повыщение расходной характеристики насоса очевидным путем увеличения диаметра рабочих колес зачастую является невозможным для насосов этого типа, в силу ограниченных возможностей их пространственного размещения, а также повыщения металлоемкости, принимая во внимание индивидуальный характер конструктивных особенностей различных типов турбоагрегатов. В силу указанных причин, не всегда рещает задачу повыщения расхода и путь применения нескольких параллельно работающих насосов, а также спаривания в едином моноблоке двух рабочих колес, работающих на общий напорный коллектор (А.С. СССР, № 1021820, МКИ F 04 D 13/12 1983 год).

Известно устройство общего напорного коллектора, имеющего цилиндрическую форму, применяющегося в двухступенчатых центробежных насосах с рабочими ступенями, выполненными в моноблочной сборке и рабочими колесами с общим приводом. Конструкция насоса с упомянутым общим напорным коллектором цилиндрической формы, обладает компактностью и обеспечивает

МКИ 7: F 04 D 29/44

удовлетворительную расходную характеристику, за счет возможности выбора способа работы ступеней, последовательного или параллельного. Однако в силу того, что ступени насоса работают на общий напорный коллектор независимо друг от друга, его эффективность практически не проявляется, более того, к.п.д. такого насоса оказывается меньшим, нежели у одноступенчатого насоса равной производительности (заявка Франции № 2408739, МКИ F 04 D 13/00,1979 год).

Известно, устройство общего напорного коллектора цилиндрической формы для многоступенчатого погружного центробежного насоса системы смазки мощных паротурбинных установок, выпускаемых Ленинградским металлическим заводом и выбранная в качестве прототипа. Согласно техническому описанию, погружной насос по прототипу, содержит две насосные ступени, выполненные в моноблочной сборке, предусматривающие два рабочих колеса одинакового типоразмера, установленные на общем валу, при этом нагнетательные камеры первой и второй ступени объединены патрубками с общим напорным коллектором цилиндрической формы. Устройство общего напорного коллектора предусматривает расположенный внутри нагнетательный патрубок первой насосной ступепи, выполненный с конфузорным наконечником, входящим соосно в напорный коллектор и образуя со стенкой этого коллектора, диффузорный канал для прохода потока рабочего тела из нагнетательного патрубка последующей (конечной, второй) рабочей ступени.

В результате такого рещения устройства общего напорного коллектора, за счет конфузорного наконечника возникает эжектирующее действие на поток рабочего тела, выходящий из конечной ступени, повышая тем самым общее давление напора и расходный показатель насоса.

Однако, принимая во внимание значительную линейную скорость потока рабочего тела в напорном патрубке, а также неудовлетворительную гидродинамику потока, в следствии возникновения заметного необътекаемого сопротивления, возникающего при встрече потока с поверхностью конфузорного наконечника, на практике часто наблюдаются срывы потока, что приводит к неустойчивой работе погружного насоса, необоснованному снижению величины развиваемого напора, соответственно, к.п.д. насоса, а также надежности работы системы маслоснажения турбоагрегата в целом. (Патент РФ N° 2109989, МПК F 04 D 13/14 1998 год ; опубл. БИ-12/98).

существенное снижение нанорного сопротивления потоку в общем коллекторе при значительной линейной скорости рабочего тела на выходе из напорного патрубка, при этом, при минимальных конструктивных изменениях, улучщить гидродинамику потока в общем напорном коллекторе и тем самым повысить к.п.д. конечной ступени, устойчивость и надежность работы и технико-экономические показатели насоса в целом.

Для достижения желаемого технического результата предлагаемое устройство общего напорного коллектора, имеющего цилиндрическую форму и объединяющего две нагнетательные камеры выходных ступеней многоступенчатого погружного центробежного насоса, выполненные в моноблочной сборке, включающее, расположенный внутри общего коллектора, нагнетательный патрубок предыдущей ступени, снабженный конфузорным наконечником, входящим соосно в общий коллектор и образуя со стенкой последнего, диффузорный кольцевой канал прохода потока рабочего тела из нагнетательного патрубка конечной рабочей ступени, четыре плоских ребра распределения потока в коллекторе, расположенных вертикально по высоте и равномерно по его сечению, дополнительно снабжают гидродинамическим рассекателем потока, выполненным в виде профилированного ребра, треугольного сечения со скругленной, радиусом не более 2 мм., вершиной и коноидными поверхностями, выполненными с радиусом не более чем в 1,4 раза превышающим размер ширины основания ребра рассекателя, жестко закрепленного на конфузорном наконечнике в вертикальной плоскости, строго в месте входа напорного потока конечной ступени в диффузорный канал, при этом высота гидродинамического рассекателя не должна превышать размера зазора диффузорного канала, а ширина основания ребра гидродинамического рассекателя составляет не менее 35% от величины внутреннего диаметра конфузорного наконечника в месте закрепления ребра, при этом длина ребра рассекателя составляет не более 130% от размера диаметра напорного патрубка конечной ступени.

При исследовании отличительных признаков предлагаемой конструкции не выявлено каких-либо известных или аналогичных технических решений, позволяющих решить поставленную конкретную техническую задачу.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного устройства, позволил установить, что заявитель не обнаружил иных технических решений, характеризующихся д р признаками, тождественными (идентичными) вышеуказанным существенным признакам заявленной полезной модели. Это, в свою очередь, позволило выявить совокупность существенных, но отнощении к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в предлагаемом устройстве и изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию новизна полезной модели. Предлагаемое устройство общего напорного коллектора на примере двухступенчатого погружного центробежного насоса системы маслоснабжения иллюстрируется на представленных ниже фигурах 1 и 2. В частности, на фигуре 1 изображен продольный разрез общего напорного коллектора 1, цилиндрической формы, объединяющего нагнетательные патрубки первой 2 и второй 3 ступеней центробежного погружного насоса системы смазки турбоагрегата, а также диффузорный кольцевой канал 4, направляющие ребра 5, конфузорный наконечник напорного патрубка первой ступени 6, ребро гидродинамического рассекателя 7, закрепляемого сваркой на поверхности конфузорного наконечника нагнетательного патрубка предьщущей ступени. На фигуре 2, изображен поперечный разрез по плоскости А -А общего напорного коллектора, где показан вид треугольного сечения ребра гидродинамического рассекателя 7 с верщиной, имеющей радиус скругления не более 2 мм., основание шириной а и боковые поверхности коноидного профиля 8. Предлагаемое устройство общего напорного коллектора на примере ступенчатого погружного центробежного насоса системы маслоснабжения. тает следующим образом. При входе потока рабочего тела из напорной камеры второй ступени через напорный патрубок 3 в диффузорный кольцевой канал 4, поток попадает на гидродинамический рассекатель 7 , имеющего основание шириной а и боковые поверхности коноидного профиля 8. Последний, разделяет поступающий поток на две равные части и существенно улучшая обтекание поверхности конфузорного наконечника напорного патрубка первой ступени 6, значительно снижает величину ударного сопротивления потока и направляет его в кольцевой зазор диффузорного кольцевого канала 4. При этом обеспечивается оптимальная гидродинамика потока, при значительной его линейной скорости тела на выходе из напорного патрубка 3 и улучщается процесс инжектирования в зоне И конфузорного наконечника 6 напорного патрубка первой ступени.

Такое конструктивное исполнение устройства общего нанорного коллектора 1, цилиндрической формы, объединяющего нагнетательные патрубки нервой 2 и второй 3 ступеней центробежного погружного насоса системы смазки турбоагрегата, обеспечивая безударное движение рабочего тела потока рабочего тела из напорной камеры второй ступени через напорный патрубок 3 в диффузорный кольцевой канал 4, существенно снижает величину напорного сопротивления потоку в общем коллекторе. При этом, при минимальных конструктивных изменениях, устройство позволяет улучщить гидродинамику потока в общем напорном коллекторе и тем самым повысить к.п.д. конечной ступени, устойчивость и надежность работы и технико-экономические показатели насоса в целом.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании полезной модели следующей совокупности условий:

предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для

использовании в промыщленности, а именно энергомащиностроении;

-для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждается возможность его осуществления с помощью приведенных в описании заявки средств и методов;

-устройство, воплощающее заявленную полезную модель при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно, существенно снизить величину напорного сопротивления потоку в общем коллекторе на выходе из напорного патрубка конечной ступени, при значительной линейной скорости рабочего тела, при этом, при минимальных конструктивных изменениях, улучщить гидродинамику потока в общем напорном коллекторе и тем самым повысить к.п.д. конечной ступени, устойчивость и надежность работы и технико-экономические показатели насоса в целом.

Следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию патентоспособности промышленная нрнменимость.

Claims (2)

1. Напорный коллектор погружного центробежного многоступенчатого насоса, имеющий цилиндрическую форму и объединяющий две нагнетательные камеры выходных ступеней многоступенчатого погружного центробежного насоса, выполненные в моноблочной сборке, включающий расположенный внутри общего коллектора нагнетательный патрубок предыдущей ступени, снабженный конфузорным наконечником, входящим соосно в общий коллектор и образующим со стенкой последнего, диффузорный кольцевой канал прохода потока рабочего тела из нагнетательного патрубка конечной рабочей ступени, четыре плоских ребра распределения потока в коллекторе, расположенные вертикально по высоте и равномерно по сечению коллектора, отличающийся тем, что коллектор дополнительно снабжен гидродинамическим рассекателем потока, выполненным в виде профилированного ребра треугольного сечения со скругленной вершиной радиусом не более 2 мм, и поверхностями коноидного профиля, жестко закрепленного на конфузорном наконечнике в вертикальной плоскости строго в месте входа напорного потока конечной ступени в диффузорный канал, при этом высота ребра гидродинамического рассекателя не должна превышать размера зазора диффузорного канала.

2. Напорный коллектор погружного насоса по п.1, отличающийся тем, что коноидные поверхности гидродинамического рассекателя потока выполнены с радиусом, не более чем в 1,4 раза превышающим ширину основания ребра рассекателя, которая составляет не менее 35% от размера внутреннего диаметра конфузорного наконечника в месте закрепления ребра, при этом длина ребра рассекателя составляет не более 130% от размера диаметра напорного патрубка конечной ступени.