КОРПУС ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к насосостроению, а именно к конструкциям корпусов центробежных насосов с двухвитковыми отводами.
В качестве прототипа выбран корпус центробежного насоса, содержащий двухвитковый отвод со смещенными на 180° внешним и внутренним витками, первый из которых включает спиральный, обводной и диффузорный участки, а второй - спиральный и диффузорный участки в котором внешний виток выполнен с площадью начального сечения, составляющей 1,15…1,80 площади начального сечения внутреннего витка, и площади конечного сечении, составляющей 1,2…2,5 площади конечного сечения внутреннего витка [авторское свидетельство СССР №1710853, F04D 29/44, заявка №4793811/29 от 15.01.90, опубл. 07.02.92, бюл. №5].
Недостатками известного корпуса являются низкая эффективность выравнивания потоков жидкости, значительные гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода, что в целом приводит к недостаточной разгрузке от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса с использованием в его составе известного корпуса.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является оптимизация конструкции проточной части корпуса центробежного насоса с двухвитковым отводом, повышение эффективности выравнивания потоков жидкости в двухвитковом отводе, снижение гидравлических потерь во внешнем и внутреннем витках отвода, а также разгрузка от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса с использованием в его составе заявляемого корпуса.
Поставленная цель достигается тем, что в. корпусе центробежного насоса, содержащем двухвитковый отвод со смещенными на 180° внешним. и внутренним витками, первый из которых включает спиральный, обводной и диффузорный участки, а второй - спиральный и диффузорный участки, согласно полезной модели, витки выполнены со следующими геометрическими соотношениями:
С1
С2
F=F, где
С1
F - площадь начального сечения спирального участка внешнего витка;
С2
F - площадь начального сечения спирального участка внутреннего витка.
Д1
Д2
F/F=1,4…1,6, где
Д1
F - площадь начального сечения диффузорного участка внешнего витка;
Д2
F - площадь начального сечения диффузорного участка внутреннего витка.
В1
В2
F=F, где
В1
F - площадь выходного сечения диффузорного участка внешнего витка;
В2
F - площадь выходного сечения диффузорного участка внутреннего витка.
Сопоставительный анализ заявляемого корпуса с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели “новизна”.
Соответствие предлагаемого решения критерию “промышленная применимость” видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения корпуса.
Полезная модель, иллюстрирована чертежом, на котором показан общий вид корпуса центробежного нефтяного магистрального насоса в продольном разрезе.
Перечень позиций и обозначений на чертеже.
1 - внешний виток;
2 - внутренний виток;
3 - спиральный участок внешнего витка;
4 - обводной участок внешнего витка;
5 - диффузорный участок внешнего витка;
6 - спиральный участок внутреннего витка;
7 диффузорный участок внутреннего витка;
С1
F - площадь начального сечения спирального участка внешнего витка;
С2
F - площадь начального сечения спирального участка внутреннего витка;
Д1
F - площадь начального сечения диффузорного участка внешнего витка;
Д2
F - площадь начального сечения диффузорного участка внутреннего витка;
В1
F - площадь выходного сечения диффузорного участка внешнего витка;
В2
F - площадь выходного сечения диффузорного участка внутреннего витка.
Корпус центробежного нефтяного магистрального насоса содержит двухвитковый отвод со смещенными на 180° внешним и внутренним витками 1 и 2, соответственно. Внешний виток 1 включает спиральный, обводной и диффузорный участки 3, 4 и 5, соответственно. Внутренний виток 2 включает спиральный и диффузорный участки 6 и 7, соответственно. При этом витки 1 и 2 выполнены со следующими геометрическими соотношениями:
С1
С2
F=F, где
С1
F - площадь начального сечения спирального участка 3 внешнего витка 1;
С2
F - площадь начального сечения спирального участка 6 внутреннего витка 2.
Д1
Д2
F/F=1,4…1,6, где
Д1
F - площадь начального сечения диффузорного участка 5 внешнего витка 1;
Д2
F - площадь начального сечения диффузорного участка 6 внутреннего витка 2.
В1
В2
F=F, где
В1
F - площадь выходного сечения диффузорного участка 5 внешнего витка 1;
В2
F - площадь выходного сечения диффузорного участка 6 внутреннего витка 2.
Работа центробежного насоса с использованием в его конструкции заявляемого корпуса происходит следующим образом.
Поток перекачиваемой жидкости попадает из рабочего колеса (не показано) в витки 1 и 2. Благодаря экспериментально подобранным геометрическим соотношениям проточных частей витков 1, 2 достигается оптимальное перераспределение в них потоков перекачиваемой жидкости, обеспечивается максимальное выравнивание скоростей на выходе из диффузорных участков 5, 7, что снижает гидравлические потери при выходе жидкости в нагнетательную линию. При этом существенно снижаются радиальные силы, действующие на рабочее колесо центробежного насоса, что особенно актуально для крупных, например, магистральных нефтяных насосов с точки зрения повышения их ресурса работы.
Использование заявляемой полезной модели за счет оптимизации конструкции проточной части корпуса центробежного насоса обеспечивает максимально полное выравнивание потоков жидкости в двухвитковом отводе, позволяет существенно снизить гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода, что в целом обеспечивает эффективную разгрузку от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса с использованием в его составе заявляемого корпуса.