RU147158U1

RU147158U1 - STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU147158U1
Application number: RU2014119213/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Апполоньевич Сазонов; Вадим Иванович Асеев
Original assignee: Юрий Апполоньевич Сазонов
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-10-27

Abstract

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, состоящая из рабочего колеса открытого типа, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего верхний диск и нижний диск с размещенными между дисками лопатками, формирующими проточную часть направляющего аппарата, на входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата, отличающаяся тем, что оснащена, по крайней мере, одним дополнительным рабочим колесом открытого типа, имеющим лопатки, с обеспечением гидравлической связи проточных частей рабочего колеса, дополнительного рабочего колеса и проточной части направляющего аппарата через входную и выходную кольцевые камеры направляющего аппарата.The step of a submersible multistage centrifugal pump, consisting of an open impeller with a hub and vanes, a guide apparatus, an upper disk and a lower disk with vanes located between the disks, forming the flow part of the guide apparatus, respectively, the input and output parts of the guide part are made inlet and output annular chambers, which provide hydraulic communication of the flowing parts of the impeller and the guide apparatus, characterized in that it is equipped with at least one additional open impeller having blades, providing hydraulic connection of the flow parts of the impeller, the additional impeller and the flow part of the guide apparatus through the input and output annular chambers of the guide apparatus.

Description

Полезная модель относится к области разработки насосов и компрессоров и может быть использована в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти из скважин.The utility model relates to the development of pumps and compressors and can be used in submersible multistage centrifugal pumps for oil production from wells.

Известна ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, состоящая из рабочего колеса открытого типа, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего верхний диск и нижний диск с размещенными между дисками лопатками, формирующими проточную часть направляющего аппарата, на входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата (Патент РФ на полезную модель №63468, F04D 13/10. Опубликовано: 27.05.2007).Known stage submersible multistage centrifugal pump, consisting of an open impeller, having a hub and vanes, a guide apparatus having an upper disk and a lower disk with blades located between the disks forming the flow part of the guide apparatus, respectively, at the input and output of the flow part of the guide apparatus inlet and outlet annular chambers that provide hydraulic communication of the flowing parts of the impeller and the guide apparatus (RF Patent for useful Model No. 63468, F04D 13/10. Published: May 27, 2007).

Недостатком известного устройства является относительно низкая эффективность работы при перекачке сред с высоким содержанием твердых частиц, что ограничивает область применения такого погружного многоступенчатого центробежного насоса.A disadvantage of the known device is the relatively low efficiency when pumping media with a high solids content, which limits the scope of such a submersible multistage centrifugal pump.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является усовершенствование конструкции проточной части ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, для улучшения эксплуатационных качеств.The technical problem solved by the utility model is to improve the design of the flowing part of the stage of a submersible multistage centrifugal pump, to improve performance.

Техническим результатом является создание гидравлически совершенных ступеней насоса, за счет использования оптимальной конструкции проточной части, рассчитанной для условий перекачки сред с высоким содержанием твердых частиц.The technical result is the creation of hydraulically perfect pump stages, through the use of an optimal design of the flow part, designed for pumping environments with a high solids content.

Указанный технический результат достигается тем, что ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса состоит из рабочего колеса открытого типа, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего верхний диск и нижний диск с размещенными между дисками лопатками, формирующими проточную часть направляющего аппарата. На входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата.The specified technical result is achieved in that the step of a submersible multistage centrifugal pump consists of an open impeller having a hub and vanes, a guide apparatus having an upper disk and a lower disk with vanes located between the disks forming the flow part of the guide apparatus. At the inlet and outlet of the flowing part of the guide vane, the inlet and outlet annular chambers are made respectively, which provide hydraulic connection of the flowing parts of the impeller and the guide vane.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса оснащена, по крайней мере, одним дополнительным рабочим колесом открытого типа, с обеспечением гидравлической связи проточных частей рабочих колес и проточной части направляющего аппарата через входную и выходную кольцевые камеры.The submersible multistage centrifugal pump stage is equipped with at least one additional open impeller, providing hydraulic connection of the flow parts of the impellers and the flow part of the guide apparatus through the inlet and outlet annular chambers.

Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения может быть многократно использована в производстве насосов.The set of essential features of the claimed technical solution can be reused in the manufacture of pumps.

На фигуре 1 изображен разрез двух ступеней в сборе.The figure 1 shows a section of two stages in the Assembly.

На фигуре 2 изображена одна ступень насоса в изометрии, со смещением деталей вдоль оси вращения рабочих колес.Figure 2 shows one pump stage in isometry, with the displacement of parts along the axis of rotation of the impellers.

Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе 1. Ступень насоса по фигурам 1 и 2 состоит из рабочего колеса открытого типа 2 и неподвижного направляющего аппарата 3. Рабочее колесо 2 имеет ступицу 4 и лопатки 5. Между лопатками 5 сформированы каналы 6 проточной части рабочего колеса 2. Направляющий аппарат 3 имеет втулку 7, верхний диск 8, нижний диск 9 и лопатки 10, размещенные между дисками 8 и 9. Таким образом, между лопатками 10 сформированы каналы 11 проточной части направляющего аппарата 3. На входе направляющего аппарата 3 имеется входная кольцевая камера 12. На выходе направляющего аппарата 3 выполнена выходная кольцевая камера 13. Кольцевые камеры 12 и 13 обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса 2 и направляющего аппарата 3, а именно, обеспечивают гидравлическую связь каналов 6 с каналами 11.Submersible multistage centrifugal pump contains a set of stages assembled in a cylindrical housing 1. The pump stage according to figures 1 and 2 consists of an open impeller 2 and a stationary guide apparatus 3. The impeller 2 has a hub 4 and vanes 5. Between the blades 5 channels 6 are formed the flow part of the impeller 2. The guide apparatus 3 has a sleeve 7, an upper disk 8, a lower disk 9 and blades 10 located between the disks 8 and 9. Thus, channels 11 of the flow part of the guide apparatus are formed between the blades 10 3. At the input of the guide apparatus 3 there is an input annular chamber 12. At the output of the guide apparatus 3, an output annular chamber 13 is made. The annular chambers 12 and 13 provide hydraulic communication of the flowing parts of the impeller 2 and the guide apparatus 3, namely, provide hydraulic communication of the channels 6 with channels 11.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса оснащена, по крайней мере, одним дополнительным рабочим колесом 14 открытого типа. Между лопатками 15 сформированы каналы 16 проточной части дополнительного рабочего колеса 14. Такое техническое решение обеспечивает гидравлическую связь проточных частей рабочих колес 2, 14 и проточной части направляющего аппарата 3 через входную и выходную кольцевые камеры 12, 13.The submersible multistage centrifugal pump stage is equipped with at least one additional open impeller 14. Between the blades 15 channels 16 of the flow part of the additional impeller 14 are formed. Such a technical solution provides hydraulic connection of the flow parts of the impellers 2, 14 and the flow part of the guide apparatus 3 through the input and output annular chambers 12, 13.

Радиальная опора выполнена в виде центрирующего подшипника 17, установленного на вал 18 и размещенного в расточке втулки 7. Осевая нагрузка в таком насосе может передаваться на вал 18, как в широко известных технических решениях.The radial bearing is made in the form of a centering bearing 17 mounted on the shaft 18 and placed in the bore of the sleeve 7. The axial load in such a pump can be transmitted to the shaft 18, as in well-known technical solutions.

Между рабочими колесами 2, 14 размещают дистанционные кольца 19, которые обеспечивают наличие зазоров между рабочими колесами 2, 14, что обеспечивает гидравлическую связь проточных частей рабочих колес 2, 14 и проточной части направляющего аппарата 3 через входную и выходную кольцевые камеры 12, 13.Between the impellers 2, 14 are placed distance rings 19, which provide the presence of gaps between the impellers 2, 14, which provides hydraulic connection of the flowing parts of the impellers 2, 14 and the flowing part of the guide apparatus 3 through the input and output annular chambers 12, 13.

На выходе рабочего колеса 2 (и дополнительного рабочего колеса 14) концы лопаток, как в известных насосах, могут быть прямыми, отогнутыми назад иди отогнутыми вперед по направлению вращения. Лопатки рабочих колес (для придания жесткости конструкции) также могут быть связаны между собой кольцами как в известных технических решениях, а вариант такого исполнения представлен на фигурах 1 и 2. Так же, как и в известных насосах, лопатки могут быть расположены под прямым или под острым углом к плоскости, перпендикулярной к оси вращения рабочего колеса.At the output of the impeller 2 (and the additional impeller 14), the ends of the blades, as in the known pumps, can be straight, bent back or bent forward in the direction of rotation. The blades of the impellers (to give rigidity to the structure) can also be interconnected by rings as in the well-known technical solutions, and a variant of this design is shown in figures 1 and 2. As well as in the known pumps, the blades can be located under direct or under an acute angle to a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса работает следующим образом.The stage of a submersible multistage centrifugal pump operates as follows.

При вращении вала 18 лопатки 5 рабочего колеса 2 оказывают силовое воздействие на перекачиваемую среду, заполняющую каналы 6 и проточную часть рабочего колеса 2 в целом. Перекачиваемая среда, таким образом, вовлекается во вращательное движение. Возникающие при этом центробежные силы обеспечивают повышение давления на периферии рабочего колеса 2 и обеспечивают создание потока в направлении от центра рабочего колеса 2 к его периферии. Из каналов 6 перекачиваемая среда вытесняется во входную кольцевую камеру 12 направляющего аппарата 3. Из входной кольцевой камеры 12 перекачиваемая среда поступает в каналы 11 между лопатками 10 и дисками 8, 9, где за счет постепенного увеличения площади сечения каналов 11 по направлению потока обеспечивается снижение скорости течения и, соответственно, обеспечивается повышение гидростатического давления. Из каналов 11 перекачиваемая среда поступает в выходную кольцевую камеру 13, где наблюдается осевое течение, направленное вдоль оси вращения вала 18. Поток с осевым направлением течения из выходной кольцевой камеры 13 попадает в каналы между лопаток 5 следующего рабочего колеса.When the shaft 18 rotates, the blades 5 of the impeller 2 exert a force on the pumped medium filling the channels 6 and the flow part of the impeller 2 as a whole. The pumped medium is thus drawn into the rotational motion. The resulting centrifugal forces provide an increase in pressure on the periphery of the impeller 2 and provide a flow in the direction from the center of the impeller 2 to its periphery. The pumped medium is displaced from the channels 6 into the inlet annular chamber 12 of the guide apparatus 3. From the inlet annular chamber 12, the pumped medium enters the channels 11 between the blades 10 and the disks 8, 9, where, due to the gradual increase in the cross-sectional area of the channels 11, the speed is reduced flow and, accordingly, provides an increase in hydrostatic pressure. From the channels 11, the pumped medium enters the output annular chamber 13, where an axial flow directed along the axis of rotation of the shaft 18 is observed. The flow with the axial direction of the flow from the output annular chamber 13 enters the channels between the blades 5 of the next impeller.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса оснащена, по крайней мере, одним дополнительным рабочим колесом 14 открытого типа. Между лопатками 15 сформированы каналы 16 проточной части дополнительного рабочего колеса 14. Такое техническое решение обеспечивает гидравлическую связь проточных частей рабочих колес 2, 14 и проточной части направляющего аппарата 3 через входную и выходную кольцевые камеры 12, 13. При вращении вала 18 лопатки 15 дополнительного рабочего колеса 14 оказывают силовое воздействие на перекачиваемую среду, заполняющую каналы 16 и проточную часть дополнительного рабочего колеса 14 в целом. Перекачиваемая среда, таким образом, вовлекается во вращательное движение. Возникающие при этом центробежные силы обеспечивают повышение давления на периферии дополнительного рабочего колеса 14 и обеспечивают создание потока в направлении от центра дополнительного рабочего колеса 14 к его периферии.The submersible multistage centrifugal pump stage is equipped with at least one additional open impeller 14. Between the blades 15, channels 16 of the flowing part of the additional impeller 14 are formed. This technical solution provides hydraulic communication of the flowing parts of the impellers 2, 14 and the flowing part of the guide apparatus 3 through the input and output annular chambers 12, 13. When the shaft 18 of the blade 15 of the additional working rotor is rotated the wheels 14 exert a force on the pumped medium filling the channels 16 and the flowing part of the additional impeller 14 as a whole. The pumped medium is thus drawn into the rotational motion. The resulting centrifugal forces provide an increase in pressure on the periphery of the additional impeller 14 and provide a flow in the direction from the center of the additional impeller 14 to its periphery.

Центрирующий подшипник 17, втулка 7, направляющий аппарат 3 обеспечивают передачу силовых нагрузок на корпус 1. Передача механической энергии от вала 18 к рабочему колесу 2 осуществляется через ступицу 4, как в известных технических решениях.The centering bearing 17, the sleeve 7, the guide apparatus 3 provide the transmission of power loads to the housing 1. The transmission of mechanical energy from the shaft 18 to the impeller 2 is carried out through the hub 4, as in the well-known technical solutions.

Между рабочими колесами 2, 14 размещают дистанционные кольца 19, которые обеспечивают наличие зазоров между рабочими колесами 2, 14, что обеспечивает гидравлическую связь проточных частей рабочих колес 2, 14 и проточной части направляющего аппарата 3 через входную и выходную кольцевые камеры 12, 13. Через зазоры между рабочими колесами 2, 14 свободно проходит перекачиваемая среда с твердыми частицами. Вместе с тем за счет дополнительных рабочих колес 14 с увеличением суммарного количества лопастей (в одной насосной ступени) обеспечивают более эффективное преобразование механической энергии в гидравлическую энергию. Как известно, при увеличении количества лопастей активизируется вихревой рабочий процесс, дополняющий лопастной рабочий процесс в насосе. Таким образом, обеспечивают повышение эффективности работы насоса при перекачке сред с высоким содержанием твердых частиц, что в свою очередь расширяет область применения такого погружного многоступенчатого центробежного насоса. Достигается технический результат по созданию гидравлически совершенных ступеней насоса, за счет использования оптимальной конструкции проточной части, рассчитанной для условий перекачки сред с высоким содержанием твердых частиц.Between the impellers 2, 14 are placed distance rings 19, which provide gaps between the impellers 2, 14, which provides hydraulic communication of the flowing parts of the impellers 2, 14 and the flowing part of the guide apparatus 3 through the input and output annular chambers 12, 13. Through the gaps between the impellers 2, 14 freely passes the pumped medium with solid particles. However, due to the additional impellers 14 with an increase in the total number of blades (in one pump stage) provide a more efficient conversion of mechanical energy into hydraulic energy. As you know, with an increase in the number of blades, a vortex working process is activated, supplementing the blade working process in the pump. Thus, they provide increased pump efficiency when pumping media with a high solids content, which in turn expands the scope of such a submersible multistage centrifugal pump. A technical result is achieved by creating hydraulically perfect pump stages, through the use of an optimal design of the flow part, designed for pumping environments with a high solids content.

Claims

The step of a submersible multistage centrifugal pump, consisting of an open impeller with a hub and vanes, a guide apparatus, an upper disk and a lower disk with vanes located between the disks, forming the flow part of the guide apparatus, respectively, the input and output parts of the guide part are made inlet and output annular chambers that provide hydraulic communication of the flowing parts of the impeller and the guide apparatus, characterized in that it is equipped with at least one additional open impeller having blades, providing hydraulic connection of the flow parts of the impeller, the additional impeller and the flow part of the guide apparatus through the input and output annular chambers of the guide apparatus.