RU33412U1

RU33412U1 - Centrifugal pump

Info

Publication number: RU33412U1
Application number: RU2003119220/20U
Authority: RU
Inventors: Ш.Р. Агеев; В.Д. Анохин; О.И. Кириленко
Original assignee: Анохин Владимир Дмитриевич; Кириленко Ольга Ивановна
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2003-10-20

Description

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым насосам, предназначенным, например, для заводнения нефтяных пластов.The utility model relates to the field of pump engineering, in particular to multi-stage pumps intended, for example, for waterflooding of oil reservoirs.

Известен многоступенчатый центробежный насос, содержащий корпус, рабочие ступени и рабочий вал, на котором закреплены центробежные колеса рабочих ступеней, при этом рабочие ступени последовательно сообщены друг с другом своими входными и выходными полостями, а всасывающая полость насоса сообщена с входным каналом насоса (см. SU 26612, МПК F04D 29/10, 2002 г.).A multi-stage centrifugal pump is known, comprising a housing, working steps and a working shaft, on which the centrifugal wheels of the working steps are fixed, while the working steps are successively connected to each other by their inlet and outlet cavities, and the suction cavity of the pump is in communication with the pump inlet (see SU 26612, IPC F04D 29/10, 2002).

Недостатком данного насоса является возникновение кавитационных явлений в насосе при достижении им высоких давлений на выходе, или при понижении давления во всасывающей полости, что снижает надежность работы насоса.The disadvantage of this pump is the occurrence of cavitation phenomena in the pump when it reaches high outlet pressures, or when the pressure in the suction cavity decreases, which reduces the reliability of the pump.

Наиболее близким является центробежный насос, содержащий корпус с всасывающей полостью, одну или несколько последовательно сообщенных своими входными и выходными полостями рабочих ступеней с рабочими колесами, которые соединены с рабочим валом, иThe closest is a centrifugal pump containing a housing with a suction cavity, one or more successively connected by their inlet and outlet cavities of the working stages with the impellers, which are connected to the impeller, and

устройство для предотвращения кавитации, расположенное во всасывающей полости, (см SU 2181853, F04D 9/04, 2001 г.).a device for preventing cavitation located in the suction cavity (see SU 2181853, F04D 9/04, 2001).

Недостатком данного насоса является плохая ремонтопригодность, поскольку при замене изношенного рабочего колеса первой ступени необходимо производить и замену элементов устройства для предотвращения кавитации, которые подвергаются несравненно меньщему износу, чем рабочее колесо, и не имеют, таких как колесо, жестких требований к форме поверхности.The disadvantage of this pump is poor maintainability, since when replacing a worn impeller of the first stage, it is necessary to replace the elements of the device to prevent cavitation, which are much less wear than the impeller, and do not have, such as a wheel, strict requirements for surface shape.

20031192202003119220

IllllllllilllilllllillilllllllllllliillilillillIllllllllilllilllllillilllllllllllliillilillill

20031192202003119220

F04D 9/04 Центробежный насос.F04D 9/04 Centrifugal pump.

l mffif)l mffif)

Для улучшения ремонтопригодности центробежного насоса, содержащего корпус с всасывающей полостью, одну или несколько последовательно сообщенных своими входными и выходными полостями рабочих ступеней с рабочими колесами, которые соединены с рабочим валом, и устройство для предотвращения кавитации, расположенное во всасывающей полости, предлагается корпус выполнить виде пакета соосно расположенных дисков, зажатых между передней, расположенной со стороны всасывающей полости, и задней крыщками, рабочие колеса расположить между дисками, соединение рабочих колес с валом выполнить разборным, устройство для предотвращения кавитации выполнить в виде дополнительной насосной ступени, включающей трубчатый статор, и расположенный в нем щнековый рабочий орган, связанный с рабочим валом насоса, при этом полость статора дополнительной насосной ступени должна быть сообщена со всасывающей полостью насоса и с входной полостью первой ступени, а отношение диаметра шнекового рабочего органа к наибольшему диаметру рабочего колеса первой ступени, и отнощение длины шнекового рабочего органа к наибольщему диаметру рабочего колеса первой ступени соответственно должны лежать в пределах 0,4 d/D 0,8, и 0,2 L/D 0,6, где d - наибольщий диаметр шнекового рабочего органа; D - наибольший диаметр рабочего колеса первой ступени; L - длина шнекового рабочего органа.To improve the maintainability of a centrifugal pump containing a housing with a suction cavity, one or more working stages connected in turn by its inlet and outlet cavities with impellers that are connected to the working shaft, and a device for preventing cavitation located in the suction cavity, it is proposed that the housing be made in the form of a packet coaxially located discs sandwiched between the front, located on the side of the suction cavity, and the rear covers, place the impellers between the discs , the connection of the impellers with the shaft should be collapsible, the device for preventing cavitation should be made in the form of an additional pump stage, including a tubular stator, and the screw element located in it, connected with the working shaft of the pump, while the stator cavity of the additional pump stage should be in communication with the suction the pump cavity and the inlet cavity of the first stage, and the ratio of the diameter of the screw working element to the largest diameter of the impeller of the first stage, and the ratio of the length of the screw working body to the largest diameter of the impeller of the first stage, respectively, should lie within 0.4 d / D 0.8, and 0.2 L / D 0.6, where d is the largest diameter of the screw working body; D is the largest diameter of the impeller of the first stage; L is the length of the screw working body.

Для повыщения КПД насоса за счет уменьщения гидравлических потерь при переходе от дополнительной ступени к первой ступени, между рабочим колесом первой ступени и щнековым рабочим органом дополнительной ступени может быть расположен элемент с профилированной поверхностью, обеспечивающей плавный переход из полости статора к входной полости первой ступени.To increase the efficiency of the pump by reducing hydraulic losses during the transition from the additional stage to the first stage, an element with a profiled surface can be located between the impeller of the first stage and the screw working element of the additional stage, which ensures a smooth transition from the stator cavity to the input cavity of the first stage.

Статор дополнительной насосной ступени может быть выполнен коническим и направлен своей вершиной в строну первой ступени, что позволит уменьшить гидравлические потери за счет согласования скоростей потоков жидкости на выходе из дополнительной ступени и входе в первую ступень.The stator of the additional pumping stage can be made conical and directed by its apex to the side of the first stage, which will reduce hydraulic losses by matching the flow rates of the liquid at the outlet of the additional stage and the entrance to the first stage.

Статор дополнительной насосной ступени для упрошения конструкции может быть выполнен цилиндрическим.The stator of the additional pump stage to simplify the design can be made cylindrical.

На чертеже представлен продольный разрез центробежного насоса, в котором статор дополнительной ступени выполнен цилиндрическим.The drawing shows a longitudinal section of a centrifugal pump, in which the stator of the additional stage is cylindrical.

Насос содержит корпус, который выполнен в виде пакета соосно расположенных дисков 1, зажатых между передней, расположенной со стороны всасывающей полости 2, и задней крышками 3 и 4. В корпусе расположены одна или несколько последовательно сообшенных своими входными и выходными полостями 5 и 6 рабочих ступеней. Рабочие ступени содержат рабочие колеса 7, которые расположены между дисками 1 и соединены с рабочим валом 8, при этом соединение рабочих колес с валом выполнено разборным, например шпоночным. Во всасывающей полости расположено устройство для предотвращения кавитации, выполненное в виде дополнительной насосной ступени, включающей трубчатый статор 9, и расположенный в нем шнековый рабочий орган 10, связанный с рабочим валом 8 насоса. Полость статора сообщена со всасывающей полостью 2 насоса и с входной полостью 5 первой ступени. Отношение наибольшего диаметра d шнекового рабочего органа к наибольшему диаметру D рабочего колеса первой ступени лежит в пределах от 0,4 до 0,8 включительно (0,4 d/D 0,8), а отношение длины L шнекового рабочего органа к наибольшему диаметру D рабочего колеса первой ступени - в пределах от 0,2 до 0,6 включительно (0,2 L/D 0,6).The pump contains a housing, which is made in the form of a package of coaxially arranged disks 1, sandwiched between the front, located on the side of the suction cavity 2, and the rear covers 3 and 4. In the housing there are one or more sequentially connected 5 and 6 working stages with their input and output cavities . The working stages contain impellers 7, which are located between the disks 1 and connected to the impeller 8, while the connection of the impellers with the shaft is made collapsible, for example keyed. A device for preventing cavitation is located in the suction cavity, made in the form of an additional pump stage, including a tubular stator 9, and a screw working element 10 located in it, connected to the working shaft 8 of the pump. The stator cavity is in communication with the suction cavity 2 of the pump and with the inlet cavity 5 of the first stage. The ratio of the largest diameter d of the screw working element to the largest diameter D of the first stage impeller lies in the range from 0.4 to 0.8 inclusive (0.4 d / D 0.8), and the ratio of the length L of the screw working body to the largest diameter D the impeller of the first stage - in the range from 0.2 to 0.6 inclusive (0.2 L / D 0.6).

Между рабочим колесом первой ступени и шнековым рабочим органом дополнительной ступени может быть расположен элемент 11 с профилированной поверхностью 12, обеспечивающей плавный переход из полости статора к входной полости первой ступени.Between the impeller of the first stage and the screw working element of the additional stage, an element 11 can be located with a profiled surface 12, which provides a smooth transition from the stator cavity to the input cavity of the first stage.

Статор дополнительной насосной ступени может быть выполнен коническим (на чертеже не показано) и направлен своей вершиной в строну первой ступени.The stator of the additional pump stage can be made conical (not shown in the drawing) and directed by its apex to the side of the first stage.

Работает насос следующим образом.The pump operates as follows.

Насос предварительно заполняется перекачиваемой жидкостью. При вращении рабочего вала 8 и связанных с ним центробежных рабочих колес 7 рабочих ступеней рабочая жидкость (в частности вода) поступает во всасывающую полость 2 откуда шнековым рабочим органом 10 нагнетается во входную полость 5 первой ступени. Из входной полости первой ступени рабочая лшдкость рабочим колесом 7 первой ступени нагнетается в ее выходную полость 6 и связанную с ней входную полость 5 второй ступени. Последовательно пройдя таким образом все рабочие ступени рабочая жидкость нагнетается в напорную полость насоса и далее в выходной канал. Наличие дополнительной насосной ступени со шнековым рабочим органом 10 позволяет несколько увеличить давление рабочей жидкости во входной полости первой ступени и тем самым предотвратить возникновение кавитации в рабочих ступенях. За счет относительно небольшого по сравнению с рабочими ступенями диаметра и отсутствию резких поворотов потока рабочей жидкости предотвращается возможность возникновения кавитации в самой дополнительной насосной ступени, что в целом позволяет повысить надежность работы насоса. При ремонте разъединяются крышки 3 и 4 и диски 1 корпуса, рабочие колеса 7 снимаются с рабочего вала 8 и заменяются на новые, при этом шнековый рабочий орган может оставаться на рабочем валу.The pump is pre-filled with the pumped liquid. When the working shaft 8 and the associated centrifugal impellers 7 of the working stages rotate, the working fluid (in particular water) enters the suction cavity 2 from where it is pumped into the inlet cavity 5 of the first stage by a screw working body 10. From the inlet cavity of the first stage, the working pressure is pumped by the impeller 7 of the first stage into its outlet cavity 6 and the inlet cavity 5 of the second stage connected with it. Having subsequently passed all the working stages in such a way, the working fluid is pumped into the pressure cavity of the pump and further into the outlet channel. The presence of an additional pump stage with a screw working element 10 allows you to slightly increase the pressure of the working fluid in the inlet cavity of the first stage and thereby prevent the occurrence of cavitation in the working stages. Due to the relatively small diameter compared to the working stages and the absence of sharp turns of the working fluid flow, the possibility of cavitation in the additional pump stage is prevented, which generally improves the reliability of the pump. During the repair, the covers 3 and 4 and the disks 1 of the case are disconnected, the impellers 7 are removed from the working shaft 8 and replaced with new ones, while the screw working body can remain on the working shaft.

Claims

1. A centrifugal pump comprising a housing with a suction cavity, one or more successive stages connected by its inlet and outlet cavities with impellers that are connected to the working shaft, and a device for preventing cavitation located in the suction cavity, characterized in that the housing is made in the form of a package of coaxially located disks sandwiched between the front, located on the suction cavity side and the back covers, the impellers are located between the disks, the connection of the impellers with the scar is made collapsible, the device for preventing cavitation is made in the form of an additional pump stage, including a tubular stator, and a screw working element located in it, connected with the working shaft of the pump, while the stator cavity of the additional pump stage is in communication with the suction cavity of the pump and with the inlet cavity of the first steps, and the ratio of the diameter of the screw working element to the largest diameter of the impeller of the first stage and the ratio of the length of the screw working body to the largest diameter of the working the oles of the first stage, respectively, is 0.4≤d / D≤0.8 and 0.2≤L / D≤0.6, where d is the largest diameter of the screw working element, D is the largest diameter of the impeller of the first stage, L is the length screw working body.

2. The pump according to claim 1, characterized in that between the impeller of the first stage and the screw working body of the additional stage there is an element with a profiled surface that provides a smooth transition from the stator cavity to the input cavity of the first stage.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the stator of the additional pump stage is made conical and directed at its apex to the side of the first stage.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the stator of the additional pump stage is cylindrical.