ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДВУСТОРОННЕГО ВХОДА

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДВУХСТОРОННЕГО ВХОДА
Предлагаемое техническое решение относится к насосостроению и может быть использовано, в частности, в конструкции насосов, применяемых для перекачивания нефти в магистральных нефтепроводах.
Известен свободновихревой насос, содержащий корпус со свободной камерой и всасывающим нагнетательным патрубком. В нише камеры установлено рабочее колесо с лопатками, выполненными с постоянной шириной и с наклонной подрезкой от радиуса  , в точке контакта лопатки с диском в центральной части до радиуса / на свободном торце лопатки (Патент США Г 4592700).
Основным недостатком данного насоса являются низкие антикавитационные параметры. Это обусловлено формой выполнения лопаток.
Известен также парциальный центробежный насос для перекачивания жидкости со взвесями, который содержит кольцевой корпус с отводящим патрубком и языком. На валу установлено трехлопастное рабочее колесо с закрепленными на ступице радиальными лопастями, причем лопасти выполнены расширяющимися к периферии и с переменным углом закрутки относительно оси колеса. Корневое сечение лопасти расположено вдоль оси колеса, а периферийное развернуто относительно последней на угол 65-70°, так что при постоянной ширине колеса образующие боковые кромки лопастей выполнены со спиральным участком угловой протяженности 70-90° от языка в сторону, противоположную направлению вращения колеса (Патент РФ № 20IIOI6). Этот насос имеет низкий КПД.
Известен центробежный насос с двухсторонним входом, содержащий установленное в корпусе и связанное с приводом рабочее колесо с удлиненными входными горловинами, которые имеют уплотнения отноМПК р 04Д 7/00 -7/04
сительно корпуса и радиальными изогнутыми лопатками. Причем, между горловиной и облапаченной проточной частью колеса, выполненной плавно, изогнутые каналы, соединяющие входные части лопаток с горловинами, последние установлены в подшипниках, а одна из них связана с приводом (А.С. № 1590666).
Недостатком известного центробежного насоса является низкий ресурс работы при перекачивании гидросмеси.
Известен также насос для перекачивания неоднородных сред (А.С. № 1707254), который содержит корпус с вихревой камерой. В вихревой камере размещено вихревое колесо, которое соединено посредством центробежных лопаток с другим вихревым колесом. Корпус снабжен радиальной перфорированной перегородкой, делящей вихревую камеру на две полости, а центробежные лопатки - радиально расположенной бандажной лентой, делящей последние на два участка. При этом вихревые колеса расположены в разных полостях, а перегородка и бандажная лента установлены с образованием между ними зазора. Вал выполнен полым с образованием одностороннего или двухстороннего осевого подвода. Насос снабжен отводом.
Недостатком данного насоса является низкая эффективность преобразования механической энергии в гидравлическую энергию перекачивающей жидкости.
За прототип выбран насос центробежный нефтяной магистральный НМ, описанный в технических условиях ТУ 26-06-1053-76 на данный тип насоса. Он представляет собой насос - центробежный горизонтальный, одноступенчатый, спирального типа с рабочим колесом двухстороннего входа, с подшипниками скольжения принудительной смазкой. Базовой деталью насоса является корпус с горизонтальной плоскостью разъема и лапами расположенными в нижней части. Нижняя и верхняя части корпуса соединены шпильками с колпачковыми гайками. Горизонтальный разъем корпуса уплотнен прокладкой и закрыт щитками. Входной и напорный патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны. В корпусе расположен ротор, который состоит из вала с насаженными на него рабочим колесом, защитными втулками, уплотнительными элементами и крепежными деталями. Опорами ротора служат подшипники скольжения.
Недостатками данного насоса являются высокая степень кавитационного запаса и трудоемкость в изготовлении.
В настоящий момент актуальной является задача улучшения кавитационных качеств насоса, которые необходимы при перекачивании нефти по существующей системе магистральных нефтепроводов. Актуальность задачи ещё более возрастает из-за сокращения общего объема перекачки и изменения грузопотоков, что приводит к нерасчетным режимам перекачки и необходимости снижения приемных давлений на приеме перекачивающей станции.
Поставленная задача решается следующим образом.
Предлагаемый насос содержит корпус с горизонтальной плоскостью разъема и лапами, которые расположены в нижней части. Внутри корпуса расположен ротор насоса, состоящий из вала с насаженными на него рабочим колесом и уплотняющими кольцами, а по обе стороны от основного центробежного рабочего колеса установлены предвключенные рабочие колеса осевого типа с бандажами по периферии. Уплотняющие кольца выполнены общими, как для основного колеса, так и предвключенных рабочих колес. Причем предвключенные рабочие колеса расположены относительно основного рабочего колеса с зазором не более одного миллиметра между торцами бандажей. Рабочие поверхности .лопастей поедвключенных рабочих колес и основного рабочего колеса образуют единую рабочую полость.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого центробежного насоса двухстороннего входа. Насос содержит корпус I, в котором расположен ротор 2 с уплотняющими кольцами 3,4, выполненные общими.
На роторе 2 по обе стороны от основного центробежного рабочего колеса 5, установлены предвключенные рабочие колеса осевого типа 6-7 с бандажами по периферии. Предвключенные рабочие колеса и основное рабочее колесо образуют рабочую полость 8.
Насос работает следующим образом.
Рабочая жидкость из подвода (по направлению стрелок показанных на фиг.1) поступает в полости предвключенных рабочих колес. При этом создается такая струя потока обтекания лопастей, которая позволяет снизить давление парообразования рабочей жидкости, которое соответствует критическому кавитационному коэффициенту быстроходности
Скр 2600-2700
Для исключения перетока жидкости с рабочей поверхности лопасти на тыльную в периферийной области рабочего колеса (наличие перетока приводит к искажению структуры потока), уменьшения объемных утечек из напорной полости во всасывающую и исключения вибрации лопастей предвключенного колеса в периферийной области, применен бандаж.
После предвключенного колеса рабочая жидкость попадает в основное рабочее колесо с давлением превышающим давление парообразования рабочей жидкости для этого колеса.
Предлагаемый насос был опробирован на нефтепроводах К5ШЛисичанск НПС Самара-2 НПС - Грачи-3 НПС- Красноармейск и др. и нефтепроводе КБШ-Тихорецк НПС Грачи-2, Терновск НПС-Бородаевка1 и др. и показал хорошие результаты снижения кавитационного запаса на 50%, что позволило увеличить производительность нефтепровода на 10% без увеличения давления на критических участках. Кроме итого, применение таких насосов (роторов с предвключенными колесами) позволяет значительно расширить зону рабочих режимов.
Зам.генеральног АООТ Шриволжс
В.Д.Харитонов