SU1763719A1 - Погружной многоступенчатый центробежный насос - Google Patents

Abstract

Использование: в технике по отбору жидкости из глубоких скважин. Сущность изобретени : выполнение в направл ющем аппарате наружного диска со ступицей позвол ет устранить изнашивающее механическое воздействие вала на посадочное отверстие наружного диска, а разъемна  открыта  конструкци  направл ющего аппарата позвол ет применить дл  их изготовлени  более прогрессивные материалы и производительные технологии, улучшающие качественные характеристики ступеней и повышающие ресурс работы насосов в услови х повышенных температур, коррозионных сред и абразивного изнашивани  рабочих поверхностей. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике по отбору жидкость из глубоких скважин, например , к нефтепромысловому оборудованию, и может быть использовано в центробежных погружных электронасосах,

Известен погружной многоступенчатый центробежный электронасос, содержащий набор ступеней, собранных на валу в корпусе в виде трубы. Кажда  из ступеней включает направл ющий аппарат со ступицей, в которой через промежуточную защитную втулку проходит вал, и рабочее колесо, которое со стороны диска без ступицы, контактирует торцом через уплотнительную прокладку с кольцевым выступом внутренней торцевой поверхности направл ющего аппарата.

Роль промежуточной защитной втулки может выполн ть удлиненна  ступица рабочего колеса, как, например, в полимерных колесах.

Ступица направл ющего аппарата  вл етс  своего рода подшипником скольжени  (опорой) дл  вала.

Недостатками этой конструкции  вл ютс :

Жесткий контакт ступицы направл ющего аппарата с длинным тонким валом, который, испытыва  осевое усилие при вращении со скоростью до 2850 об/мин, тер ет свою пр молинейность и стремитс  прин ть волнообразную форму, создава  при этом дополнительные радиальные нагрузки на ступицу направл ющего аппарата и ускор   износ посадочного отверсти  ступицы.

Нетехнологичность деталей ступени из- за наличи  закрытых труднодоступных полостей , образуемых лопаст ми, заключенными между двум  дисками. Это затрудн ет применение прогрессивных материалов и изготобите льн ых Технологий,

В качестве прототипа выбран погружной центробежный электронасос, содержа (Л

С

х| о со VI

ю

щий нар ду с набором последовательно собранных в трубе на валу ступеней установленные периодически промежуточные опоры со сквозными окнами и обрезинен- ной рабочей поверхностью под вал, позвол ющие частично предотвращать изгиб, способствовать уменьшению искривлени  вала и, следовательно, изнашивани  посадочного отверсти .

Недостатками такого решени   вл етс  то, что установка дополнительных промежуточных опор не исключает механическое разбивание отверстий ступиц направл ющих аппаратов, т.к. это предопределено са- мим конструктивным выполнением направл ющего аппарата, как многоопорной системы.

Поскольку в указанном прототипе конструкци  направл ющего аппарата така  же, как и в приведенном выше аналоге, то указанные выше недостатки сохран ютс  (механический, а также гидроабразивный износ отверстий ступиц направл ющих аппаратов ). Это усугубл етс  тем, что направл ющие аппараты по всей большой длине вала  вл ютс  опорами-подшипниками скольжени  дл  вала.

Така  многоопорна  система способствует механическому разбиванию отверстий всего набора направл ющих аппаратов при радиальном биении вращающегос  вала, а проникновение перекачиваемой среды с абразивом в увеличивающийс  зазор в значительной степени способствует износу поверхности трени .

Цель изобретени  - повышение ресурса работы за счет уменьшени  износа контактирующих опорных поверхностей ротора и ступицы наружного диска направл ющего аппарата и упрощени  технологии изготовлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в погружном многоступенчатом центробежном насосе, содержащем цилиндрический корпус, размещенные в нем ступени, кажда  из которых выполнена из установленного на валу с возможностью осевого перемещени  лопастного рабочего колеса со ступицей ротора и неподвижного лопаточного направл ющего аппарата, включающего закрепленный на корпусе лопастной диск с центральным отверстием, лопатками на его наружной торцевой поверхности, обращенный тыльной стороной к торцу рабочего колеса и наружный диск со ступицей, при этом между поверхност ми центрального отверсти  лопастного диска и ступицы наружного диска образован кольцевой входной канал и, по крайней мере, в части направл ющих аппаратов выполнены промежуточные опоры, образованные внутренними поверхност ми ступиц, направл ющие аппараты с промежуточными опорами снабжены демпфирующими кольцами со сквозными окнами, выполненными из эластичного материала и расположенными в кольцевых входных каналах, а наружный диск со ступицей установлен на роторе с возможностью свободного примыкани  к

0 лопаткам направл ющего аппарата.

Выполнение в направл ющем аппарате наружного диска со ступицей, свободно поджимаемого к его лопаст м, посаженного свободно на ротор через промежуточный

5 опорный элемент (вал), позвол ет устранить изнашивающее механическое воздействие вала на посадочное отверстие наружного диска, его разбивку.

Разъемна , открыта  конструкци  на0 правл ющего аппарата позвол ет применить дл  их изготовлени  более прогрессивные материалы и производительные технологии, улучшающие качественные характеристики ступеней и

5 повышающие ресурс работы насосов в услови х повышенных температур, коррозионных сред и абразивного изнашивани  рабочих поверхностей.

Применение комбинированной конст0 рукции промежуточной опоры способствует повышению ее долговечности и эффективности работы насоса.

Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит набор последова5 тельно собранных рабочих ступеней, кажда  из которых состоит из направл ющего аппарата 1 с примыкаемым к его лопаст м наружным диском 2, рабочего колеса-ротора 3, в котором через опреде0 ленные промежутки установлены промежуточные опоры 4. Направл ющие аппараты 1 ст нуты жестко друг с другом встык в корпусе 5 и неподвижны. Ведущим звеном в насосе  вл етс  вращающийс  вал 6, на

5 котором через промежуточную втулку или ступицу рабочего колеса 3 свободно посажена ступица наружного диска 2 направл ющего аппарата 1.

Рабочие колеса 3 посажены на валу 6

0 встык с небольшим зазором по шпонке и своими торцевыми поверхност ми примыкают к внутренней поверхности корпуса направл ющего аппарата 1.

Установленные с определенными про5 межутками между направл ющими аппаратами 1 промежуточные опоры 4 содержат корпус 7 с лопаст ми, наружный диск 8 со ступицей и св зывающее ступицу диска и дно корпуса эластичное кольцо 9 со сквозными окнами.

Погружной многоступенчатый электронасос работает следующим образом.

При вращении вала 6 жидкость, поднимаема  из скважины, поступает из одной ступени насоса в другую, последовательно установленную в общем наборе, увеличива  напор насоса пр мо пропорционально числу рабочих колес 3.

Жидкость, поступающа  из лопасти вращающегос  рабочего колеса 3, приобре- тает скорость и давление. Дл  преобразова- ни  кинетической энергии в энергию давлени  жидкость, выход ща  из рабочего колеса 3, направл етс  в неподвижные каналы направл ющего аппарата 1, установ- ленного между рабочими колесами. Жидкость, поступающа  в рабочее колесо 3, будет выходить из него с большим напором. Результирующа  сила, действующа  на рабочее колесо, как разность давлений на вхо- де и выходе, будет направлена в сторону, противоположную входу в колесо и  вл етс  осевой силой, так как направлена вдоль оси вала 6. Она обусловливает прижатие, с одной стороны, рабочего колеса 3 к внут- ренней поверхности лопастного диска корпуса направл ющего аппарата, воздейству  при этом на диск рабочего колеса 3, а с другой - прижатие наружного диска 2 со ступицей к лопаст м направл ющего аппа- рата 1, воздейству  на его наружную торцевую поверхность. Поскольку рабочие колеса 3 не укреплены на валу, действующие на них осевые силы воспринимаютс  направл ющими аппаратами.

Длинный тонкий вал 6, враща сь со скоростью 2950 об/мин и име , кроме нижнего и верхнего подшипника, промежуточные опоры 4, стремитс  прин ть волнообразную форму при потере своей пр молинейности от воздействи  осевых и центробежных сил. Тем самым он оказывает воздействие на ступицу наружного диска 2 направл ющего аппарата 1. Поскольку наружные диски 2 свободно посажены на защитную втулку ва- ла или удлиненные ступицы рабочих колес- роторов 3, прижимаютс  к лопаст м направл ющего аппарата 1, то при вращении вала 6 и радиальных перемещени х (отклонени х от осевого положени ) вместе с валом 6 могут перемещатьс  в рациональном направлении и наружные диски 2.

Эластичные кольца 9, установленные в промежуточных опорах 4, в определенной мере обеспечивают демпфирующий эффект при радиальном биении вала, сохран   при этом дл  промежуточной опоры функцию направл ющего аппарата.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Погружной многоступенчатый центробежный насос, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем ступени, кажда  из которых выполнена из установленного на валу с возможностью осевого перемещени  лопастного рабочего колеса со ступицей и неподвижного лопаточного направл ющего аппарата, включающего закрепленный на корпусе лопастной диск с центральным отверстием, лопатки на его наружной торцевой поверхности, обращенный тыльной стороной к торцу рабочего колеса , и наружный диск со ступицей, при этом между поверхност ми центрального отверсти  лопастного диска и ступицы наружного диска образован кольцевой входной канал и по крайней мере в части направл ющих аппаратов выполнены промежуточные опоры, образованные внутренними поверхност ми ступиц, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ресурса работы за счет уменьшени  износа контактирующих опорных поверхностей ротора и ступицы наружного диска направл ющего аппарата и упрощени  технологии изготовлени , направл ющие аппараты с промежуточными опорами снабжены демпфирующими кольцами со сквозными окнами , выполненными из эластичного материала и расположенными в кольцевых входных каналах, а наружный диск со ступицей установлен на роторе рабочего колеса с возможностью свободного примыкани  к лопаткам направл ющего аппарата.

   IL Направление  ото- I ка лерекамдае - ной средь/