ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности, к многоступенчатым секционным центробежным насосам, предназначенным, например, для заводнения нефтяных пластов, и может быть использована для систем поддержания пластового давления.
Известны многоступенчатые центробежные насосы, содержащие корпус, с входным и выходным каналами, совмещенными с всасывающей и нагнетательной крышками, и ступени насоса, состоящие из рабочих колес и направляющих аппаратов с диффузорными каналами ("Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование", А.К.Михайлов, В.В.Малющенко, Москва, "Машиностроение", 1977, - 288 с., ил.)
3
Недостатками этих насосов являются: малая производительность - от 100 до 180 м/час, недостаточный напор - до 1900 метров водяного столба, низкий КПД - до 73% в номинальной точке.
Известен также центробежный насос, содержащий корпус с входным и выходным каналами, вал со шпонками, и ступени насоса с рабочими колесами в виде дисков и ступиц с лопатками на них, с рабочими и тыльными
поверхностями, изогнутыми в плане по эвольвентам относительно продольной оси и сечения ступиц и перпендикулярными дискам, и направляющими аппаратами. (Нефтепромысловое оборудование: Справочник / под ред. Е.И.Бухаленко - М.: Недра, 1990. - 550 с. ил., с.528-533 - прототип).
Недостатками известного устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, являются низкие производительность и напор вследствие значительных гидравлических сопротивлений в колесах насоса из-за их гидродинамического несовершенства.
Задачей, решаемой использованием предлагаемой полезной модели, является повышение производительности насоса.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в том, что в известном центробежном насосе, содержащем корпус с входным и выходным каналами, вал со шпонками, и ступени насоса с рабочими колесами в виде дисков и ступиц с лопатками на них, с рабочими и тыльными поверхностями, изогнутыми в плане по эвольвентам относительно продольной оси и сечения ступиц и перпендикулярными дискам, и направляющими аппаратами, рабочие поверхности лопаток размещены под переменным углом к плоскости, нормальной оси, изменяемым от 75° у ступицы до 90° на свободном конце, и имеют постоянную площадь при толщине лопаток, возрастающей к периферии, а диски выполнены в виде перемычек между рабочими и тыльными поверхностями лопаток от ступицы до половины их длин, и имеют в плане форму «ласточкин хвост».
Размещение рабочих поверхностей лопаток под переменным углом к плоскости, нормальной оси, изменяемым от 75° у ступицы до 90° на
свободном конце, и имеющими постоянную площадь при толщине лопаток, возрастающей к периферии, а также выполнение дисков в виде перемычек между рабочими и тыльными поверхностями лопаток от ступицы до половины их длин, и имеющими в плане форму «ласточкин хвост», обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений в элементах насоса, благодаря чему повышаются производительность и коэффициент полезного действия насоса.
На фиг.1 представлен разрез предлагаемой конструкции центробежного насоса; на фиг.2 - фрагмент поперечного сечения рабочего колеса; на фиг.3 - фрагмент рабочего колеса в плане.
Многоступенчатый секционный центробежный насос (фиг.1) для поддержания пластового давления содержит корпус, выполненный из секций 1, стянутых шпильками 2, с крышкой всасывания 3 и напорной крышкой 4, и собственно ступеней насоса, состоящих из рабочих колес 5 и направляющих аппаратов 6. Колеса взаимодействуют с валом 7 насоса, а аппараты - с секциями 1 корпуса.
Рабочее колесо 5 содержит ступицу 8, с которой соединены размещенные по эвольвентам лопатки 9 с рабочими 10 и тыльными 11 поверхностями, и диски 12 в виде перемычек между рабочими 10 и тыльными 11 поверхностями лопаток 9 от ступицы 8 до половины их длин, и имеющими в плане форму «ласточкин хвост».
Рабочие 10 и тыльные 11 поверхности лопаток 9 размещены под переменным углом к плоскости, нормальной оси, изменяемым от 75° у
ступицы 8 до 90° на свободном конце лопаток 9. При этом толщина лопаток 9 возрастает от ступицы 8 к периферии.
Предлагаемый центробежный насос работает следующим образом. Увеличенный объем, заключаемый между лопатками 9, обеспечивает увеличение производительности и напора насоса, а наклон рабочих 10 и тыльных 11 поверхностей к плоскости, нормальной оси, под углом, изменяемым от 75° у ступицы 8 до 90° на свободном конце лопаток 9, и увеличение толщины лопаток 9 от ступицы 8 к периферии обуславливает снижение гидравлических сопротивлений в рабочих колесах 5 и потери давления на кромках лопаток 9.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Повышение производительности и напора насоса вследствие уменьшения гидравлических сопротивлений в рабочих колесах.
2. Повышение ресурса и КПД насосов.
3. Снижение расхода электроэнергии.