МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС
MULTISTAGE STAGE-CHAMBER IMPELLER PUMP

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым секционным центробежным насосам, предназначенным для перекачки жидкости, например для заводнения нефтяных пластов.
Известен многоступенчатый секционный центробежный насос, содержащий корпус, выполненный из секций, стянутых шпильками, входной и выходной каналы, выполненные в крайних секциях, и ступени насоса, расположенные в промежуточных секциях и состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата с диффузорными каналами (см. патент RU 26609, кл. F04D 1/06, опубл. 10.12.2002). Недостатком известного устройства является относительно небольшой КПД, обусловленный потерями на гидравлическое сопротивление в диффузорных каналах.
Задача изобретения заключается в устранении указанных недостатков. Технический результат заключается в увеличении КПД. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в многоступенчатом секционном центробежном насосе, содержащем корпус, выполненный из секций, стянутых шпильками, входной и выходной каналы, выполненные в крайних секциях, и ступени насоса, расположенные в промежуточных секциях и состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата с диффузорными каналами, отношение ширины входного проходного сечения диффузорных каналов к ширине выходного сечения лежит в диапазоне 0,62÷0,82, а угол между осью симметрии диффузорного канала и радиусом направляющего аппарата, проведенным из центра к входу этого канала, равен 68÷84°.
На фиг.1 представлен меридианальный разрез насоса,
на фиг.2 - плановая проекция направляющего аппарата.
Многоступенчатый секционный центробежный насос содержит корпус 1. Корпус выполнен из секций, стянутых шпильками 2. Входной 3 и выходной 4 каналы выполнены в крайних секциях 5 и 6 корпуса 1. Ступени насоса расположены в промежуточных секциях 7 и состоят из рабочего колеса 8 и направляющего аппарата 9 с диффузорными каналами 10.
Диффузорные каналы выполнены таким образом, что отношение ширины а входного проходного сечения к ширине b выходного сечения лежит в диапазоне α/b=0,62÷0,82. При этом угол γ между осью l симметрии диффузорного канала и радиусом R направляющего аппарата, проведенным из центра к входу этого канала, равен γ=68÷84°. При меньшем отношении ширин проходных сечений затрудняется проход жидкости по каналам, а при большем снижается эффективность ее ускорения. Угловое положение канала также оказывает значительное воздействие на производительность насоса. Проведенные испытания показали, что выполнение канала именно такой конфигурации позволяет достигнуть максимального КПД насоса.
Многоступенчатый секционный насос работает следующим образом. Насос предварительно заполняется перекачиваемой жидкостью. Вращение от приводного электрического или иного двигателя передается через вал насоса на рабочие колеса 8 ступеней, установленных последовательно друг за другом. При этом происходит передача энергии от рабочих колес 8 к жидкости, которая перетекает от входного канала 3 через две ступени и далее в выходной канал 4. Направляющий аппарат 9 каждой ступени производит преобразование вращательного движения жидкости после рабочего колеса 8 в поступательное, поднимая при этом потенциальный напор и оптимизируя вход жидкости в следующее рабочее колесо.
При работе насоса неизбежны потери энергии, удельный вес которых по отношению к полезной работе на каждом конкретном режиме зависит, в частности, от геометрии проточной части насоса, в том числе от геометрии диффузорных каналов направляющего аппарата.
Предложенная конфигурация диффузорных каналов направляющего аппарата позволяет минимизировать гидравлические потери и увеличить КПД насоса в среднем по всем режимам.