Центробежный насос

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым насосам, предназначенным, например, для заводнения нефтяных пластов.
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.).
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.
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, и
устройство для предотвращения кавитации, расположенное во всасывающей полости, (см SU 2181853, F04D 9/04, 2001 г.).
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.
2003119220
Illllllllilllilllllillilllllllllllliillilillill
2003119220
F04D 9/04 Центробежный насос.
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.
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.
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.
Статор дополнительной насосной ступени для упрошения конструкции может быть выполнен цилиндрическим.
На чертеже представлен продольный разрез центробежного насоса, в котором статор дополнительной ступени выполнен цилиндрическим.
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).
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.
Статор дополнительной насосной ступени может быть выполнен коническим (на чертеже не показано) и направлен своей вершиной в строну первой ступени.
Работает насос следующим образом.
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.