Многоступенчатый центробежный насос

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно к многоступенчатым центробежным насосам, и может быть использована для перекачивания пластовой воды в системах поддержания пластового давления.
Известен многоступенчатый центробежный насос, выполненный двухпоточным и содержащий наружный корпус, внутренний корпус с размещенными в нем на валу встречно расположенными друг другу рабочими колесами одностороннего входа, при этом в качестве рабочих колес первой ступени применены рабочие колеса двухстороннегого входа. (Патент РФ №124746, публ. 2013 г.).
Данный насос обладает высокой всасывающей способностью, и может работать в системе с низким кавитационным запасом.
Вместе с тем, используемая в данном насосе конструктивная схема обуславливает его большие габаритные размеры и высокий вес, в результате чего значительно возрастает стоимость насоса, а также капитальные и эксплуатационные затраты на строительство насосной станции
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение веса и габаритных размеров многоступенчатого центробежного насоса с повышенной всасывающей способностью и высоким кавитационным качеством.
Технический результат достигается тем, что в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем корпус с входным патрубком и установленные в нем рабочие колеса одностороннего и двухстороннего входа, сам насос выполнен однопоточным, причем первая ступень насоса выполнена в виде по меньшей мере двух последовательно установленных рабочих колес двухстороннего входа с возможностью одновременной подачи в них входного потока, а на выходе эти колеса соединены со входом в следующую ступень насоса, при этом все ступени за исключением первой представляют собой рабочие колеса одностороннего входа. Рабочее колесо двухстороннего входа первой ступени насоса может состоять из двух установленных «спина к спине» рабочих колес одностороннего входа.
Выполнение первой ступени в виде по меньшей мере пары последовательно установленных рабочих колес двухстороннего входа, в которые параллельно из входного патрубка подается разделенный на четыре части входной поток, а всех последующих ступеней в виде рабочих колес одностороннего входа позволяет создать схему однопоточного центробежного насоса с уменьшенными в сравнении с его ближайшим аналогом габаритами и весом, при одновременном обеспечении высокой всасывающей способности и высокого кавитационного качества. Уменьшение габаритов и веса насоса обусловлено возможностью снижения количества рабочих колес второй и последующих ступеней в сравнении с количеством аналогичных колес, используемых в двухпоточной схеме насоса для создания одного и того же напора.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 изображен предлагаемый многоступенчатый центробежный насос в продольном разрезе, на фиг. 2 изображена схема течения рабочей жидкости в первой и последующих ступенях насоса.
Многоступенчатый центробежный насос содержит корпус 1 с входным патрубком 2. На валу 3 размещена первая ступень насоса, выполненная в виде последовательно установленных по меньшей мере 2-х рабочих колес 4 двустороннего входа (на фиг. 1 показан насос, первая ступень которого содержит два колеса двухстороннего входа), и последующие ступени насоса, выполненные в виде рабочих колес 5 одностороннего входа. Рабочие колеса 4 двухстороннего входа могут быть выполнены цельнолитыми, а могут состоять из двух отдельных установленных «спина к спине» рабочих колес одностороннего входа. Концевые уплотнения 6 вала 3 выполнены механическими, торцового типа. Вал 3 опирается на опорные подшипники 7 и упорный подшипник 8. Насос содержит также подводящие каналы 9, соединенные с входным патрубком 2.
Работа насоса осуществляется следующим образом.
При вращении вала 3 перекачиваемая жидкость через входной патрубок 2 поступает в насос, где разделяется на четыре потока, поступающие через подводящие каналы 9 к рабочим колесам 4 двустороннего входа. В результате взаимодействия лопастей рабочих колес 4 с потоком жидкости происходит первая стадия преобразования механической энергии привода в энергию потока. Далее потоки с выхода из всех рабочих колес 4 объединяются, и жидкость поступает на следующую вторую ступень в виде рабочего колеса 5 одностороннего входа. В результате взаимодействия лопастей рабочего колеса 5 с потоком жидкости происходит последующее преобразование механической энергии привода в энергию потока. Рабочая жидкость из рабочего колеса 5 предыдущей ступени через выполненные в корпусе 1 переводные каналы поступает на вход рабочего колеса 5 одностороннего входа следующей ступени. Рабочая жидкость с выхода колеса 5 последней ступени одностороннего входа направляется в напорный патрубок 10.
Полезная модель позволяет совместить в одном насосе функции двух насосов: бустерного и основного высоконапорного насоса.
Применение новой конструктивной схемы многоступенчатого центробежного насоса с использованием в качестве первой ступени по крайней мере пары рабочих колес двухстороннего входа, обеспечивающей повышение всасывающей способности насоса, позволяет снизить перепад высотных отметок расположения приемного резервуара рабочей жидкости и/или заглубление самого насоса, и снизить массу и габаритные размеры насоса, уменьшив тем самым стоимость оборудования, а также капитальные и эксплуатационные затраты.