RU210840U1

RU210840U1 - STAGE OF SUBMERSIBLE MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU210840U1
Application number: RU2022100709U
Authority: RU
Inventors: Константин Георгиевич Мухамадеев
Original assignee: Константин Георгиевич Мухамадеев
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-05-11

Abstract

Полезная модель относится к гидромашиностроению, преимущественно к конструкции малодебитного погружного центробежного насоса, и может быть использована при добыче из скважин пластовой жидкости, воды и других жидких сред с широким диапазоном изменения механических примесей. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит закрытое центробежное рабочее колесо 1, включающее ведущий 2 и ведомый диски 3 с размещенными между ними, например, тремя изогнутыми лопастями 4, каждая из которых имеет угол охвата 240-300°, представляющими собой профиль переменной толщины с увеличивающимся в центральной части поперечным сечением, и направляющий аппарат 5. За счет того, что направляющий аппарат 5 включает обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещена только одна лопатка 6 с углом охвата 400-460°, образующая спиралевидный канал, сечение которого плавно увеличивается на входе потока жидкости, а затем плавно уменьшается на выходе, обеспечивается малая оптимальная подача насоса, что позволяет обеспечить оптимальный КПД для насосов производительностью 10 м³/сут. при упрощении процесса изготовления и снижении количества брака при литье.The utility model relates to hydraulic engineering, mainly to the design of a low-rate submersible centrifugal pump, and can be used in the production of formation fluid, water and other liquid media from wells with a wide range of mechanical impurities. The stage of a submersible multistage centrifugal pump contains a closed centrifugal impeller 1, including a driving 2 and a driven disk 3 with placed between them, for example, three curved blades 4, each of which has a spanning angle of 240-300°, representing a profile of variable thickness with increasing in the central part with a cross section, and the guide vane 5. Due to the fact that the guide vane 5 includes a cage, lower and upper disks, between which only one blade 6 is placed with a coverage angle of 400-460°, forming a spiral channel, the cross section of which gradually increases by at the inlet of the liquid flow, and then gradually decreases at the outlet, a small optimal pump flow is ensured, which allows for optimal efficiency for pumps with a capacity of 10 m ³ / day. while simplifying the manufacturing process and reducing the amount of marriage during casting.

Description

Полезная модель относится к гидромашиностроению, преимущественно к конструкции малодебитного погружного центробежного насоса, и может быть использована при добыче из скважин пластовой жидкости, воды и других жидких сред с широким диапазоном изменения механических примесей.The utility model relates to hydraulic engineering, mainly to the design of a low-rate submersible centrifugal pump, and can be used in the production of formation fluid, water and other liquid media from wells with a wide range of mechanical impurities.

Известен погружной многоступенчатый центробежный насос, описанный в патенте RU 109510 U1, содержащий ступень, состоящую из рабочего колеса, установленного на валу и выполненного в виде ведущего диска, ведомого покрывного диска и лопастей, которые закреплены между ведущим диском и ведомым покрывным диском, и из направляющего аппарата, выполненного в виде лопаточного покрывного диска, цилиндрической обоймы и лопаток, лопаточный покрывной диск направляющего аппарата установлен со стороны задней поверхности ведущего диска рабочего колеса, цилиндрическая обойма направляющего аппарата выполнена с кольцеобразной стенкой, расположенной поперечно, внутри цилиндрической обоймы установлены рабочее колесо и лопаточный покрывной диск, а лопатки закреплены в направляющем аппарате между кольцеобразной стенкой цилиндрической обоймы и лопаточным покрывным диском, при этом число лопастей рабочего колеса лежит в диапазоне 1-4, каждая из лопастей рабочего колеса выполнена с углом охвата 150-360°, высота лопастей рабочего колеса на выходе лежит в диапазоне 4,4-6,5 мм, высота лопаток направляющего аппарата на входе лежит в диапазоне 4,4-6,5 мм, угол лопастей рабочего колеса на выходе лежит в диапазоне 5-35°.A well-known submersible multistage centrifugal pump is described in patent RU 109510 U1, containing a stage consisting of an impeller mounted on a shaft and made in the form of a driving disk, a driven covering disk and blades that are fixed between the driving disk and the driven covering disk, and from a guide apparatus, made in the form of a blade cover disk, a cylindrical cage and blades, the blade cover disk of the guide vane is installed on the side of the rear surface of the drive disk of the impeller, the cylindrical cage of the guide vane is made with an annular wall located transversely, an impeller and a blade cover are installed inside the cylindrical cage disk, and the blades are fixed in the guide vane between the annular wall of the cylindrical cage and the blade cover disk, while the number of impeller blades is in the range of 1-4, each of the impeller blades is made with a sweep angle of 150-360 °, height l The impeller vane at the outlet is in the range of 4.4-6.5 mm, the height of the guide vanes at the inlet is in the range of 4.4-6.5 mm, the angle of the impeller blades at the outlet is in the range of 5-35°.

Проточные каналы с таким большим углом охвата сложны в изготовлении и увеличивают процент брака при литье. При этом такая конструкция не позволяет получить высокий КПД для насосов производительности 10 м³/сут.Flow channels with such a large angle of coverage are difficult to manufacture and increase the rejection rate during casting. At the same time, this design does not allow obtaining high efficiency for pumps with a capacity of 10 m ³ /day.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, обеспечивающей высокий КПД для насосов производительностью 10 м³/сут., при достижении таких технических результатов как упрощении процесса изготовления и снижение количества брака при литье.The task to be solved by the claimed utility model is to create a submersible multistage centrifugal pump stage that provides high efficiency for pumps with a capacity of 10 m ³ /day, while achieving such technical results as simplifying the manufacturing process and reducing the number of rejects during casting.

Заявленный технический результат достигается ступенью погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащей закрытое центробежное рабочее колесо, включающее ведущий и ведомый диски с размещенными между ними изогнутыми лопастями, каждая из которых имеет угол охвата 240-300°, представляющими собой профиль переменной толщины с увеличивающимся в центральной части поперечным сечением, и направляющий аппарат. Согласно полезной модели направляющий аппарат включает обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещена одна лопатка с углом охвата 400-460°, образующая спиралевидный канал, сечение которого плавно увеличивается на входе потока жидкости, а затем плавно уменьшается на выходе.The claimed technical result is achieved by a stage of a submersible multistage centrifugal pump containing a closed centrifugal impeller, including a driving and driven disks with curved blades placed between them, each of which has a wrapping angle of 240-300 °, which is a profile of variable thickness with an increasing transverse in the central part section, and a guide vane. According to the utility model, the guide vane includes a cage, lower and upper disks, between which one blade is placed with a sweep angle of 400-460°, forming a spiral channel, the cross section of which smoothly increases at the inlet of the fluid flow, and then gradually decreases at the outlet.

Ведущий диск выполнен одинакового диаметра с ведомым, и по краю наружной стороны ведущего диска выполнены выступы в виде ребер, выступающие на одинаковую высоту по всей своей длине над поверхностью диска, образующие радиальные каналы.The driving disk is made of the same diameter as the driven disk, and along the edge of the outer side of the driving disk there are protrusions in the form of ribs protruding to the same height along their entire length above the disk surface, forming radial channels.

Концы лопастей выступают за пределы ведомого диска.The ends of the blades protrude beyond the driven disk.

Фиг. 1 - Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, разрез.Fig. 1 - Stage of a submersible multistage centrifugal pump, section.

Фиг. 2 - Рабочее колесо продольный разрез.Fig. 2 - Impeller longitudinal section.

Фиг. 3-Рабочее колесо поперечный разрез.Fig. 3-Impeller cross section.

Фиг. 4 - Ведущий диск, вид на ребра.Fig. 4 - Leading disk, view of the ribs.

Фиг.5 - Направляющий аппарат продольный разрез.Fig.5 - Guide vane longitudinal section.

Фиг. 6 - Напорно-расходная характеристика (фактическая) ступени.Fig. 6 - Pressure-flow characteristic (actual) of the stage.

Осуществляется заявленная полезная модель следующим образом.The claimed utility model is implemented as follows.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит закрытое центробежное рабочее колесо 1, включающее ведущий 2 и ведомый диски 3 с размещенными между ними, например, тремя изогнутыми лопастями 4, каждая из которых имеет угол охвата 240-300°, представляющими собой профиль переменной толщины с увеличивающимся в центральной части поперечным сечением, и направляющий аппарат 5. За счет того, что направляющий аппарат 5 включает обойму, нижний и верхний диски, между которыми размещена только одна лопатка 6 с углом охвата 400-460°, образующая спиралевидный канал, сечение которого плавно увеличивается на входе потока жидкости, а затем плавно уменьшается на выходе, обеспечивается малая оптимальная подача насоса, что позволяет обеспечить высокий КПД для насосов производительностью 10 м³/сут. при упрощении процесса изготовления ступени и снижении количества брака при литье направляющих аппаратов для таких насосов.The stage of a submersible multistage centrifugal pump contains a closed centrifugal impeller 1, including a driving 2 and a driven disk 3 with placed between them, for example, three curved blades 4, each of which has a spanning angle of 240-300°, representing a profile of variable thickness with increasing in the central part with a cross section, and the guide vane 5. Due to the fact that the guide vane 5 includes a cage, lower and upper disks, between which only one blade 6 is placed with a coverage angle of 400-460°, forming a spiral channel, the cross section of which gradually increases by at the inlet of the liquid flow, and then gradually decreases at the outlet, a small optimal pump flow is ensured, which makes it possible to ensure high efficiency for pumps with a capacity of 10 m ³ /day. while simplifying the manufacturing process of the stage and reducing the amount of rejects when casting guide vanes for such pumps.

Желательно ведущий диск 2 рабочего колеса выполнять одинакового диаметра с ведомым 3, и по краю наружной стороны ведущего диска 2 выполнены выступы в виде ребер 7, выступающие на одинаковую высоту по всей своей длине над поверхностью диска, образующие радиальные каналы. При вращении рабочего колеса 1 ребра 7 взаимодействуют с лопаткой 6 направляющего аппарата 5, создавая дополнительный напор. Кроме того, закручивая жидкость в пространстве между ведущим диском 2 рабочего колеса 1 и стенкой направляющего аппарата 5 ребра 7, уменьшают силу прижатия рабочего колеса 1 к его опоре, уменьшая тем самым трение в опоре и потребляемую рабочим колесом 1 мощность. Это и приводит к повышению КПД.It is desirable to make the drive disk 2 of the impeller the same diameter as the driven disk 3, and along the outer edge of the drive disk 2 there are protrusions in the form of ribs 7 protruding to the same height along their entire length above the surface of the disk, forming radial channels. When the impeller 1 rotates, the ribs 7 interact with the blade 6 of the guide vane 5, creating additional pressure. In addition, by swirling the liquid in the space between the driving disk 2 of the impeller 1 and the wall of the guide vane 5, the ribs 7 reduce the pressing force of the impeller 1 against its support, thereby reducing the friction in the support and the power consumed by the impeller 1. This leads to an increase in efficiency.

Кроме того, концы лопастей 4 выступают за пределы ведомого диска 3. Это удлинение благоприятно сказывается на форме напорной кривой - на малых подачах не происходит снижения напора в отличие от коротких лопастей.In addition, the ends of the blades 4 protrude beyond the driven disk 3. This elongation favorably affects the shape of the pressure curve - at low feeds, there is no pressure reduction, unlike short blades.

Заявленные результаты приведены в таблицеThe claimed results are shown in the table

Также напорно-расходные характеристики (фактические) ступени приведены на фиг. 6.Also, the pressure-flow characteristics (actual) of the stage are shown in Fig. 6.

Заявленную полезную модель можно изготовить из известных материалов известными способами.The claimed utility model can be made from known materials by known methods.

Claims

1. The stage of a submersible multistage centrifugal pump, containing a closed centrifugal impeller, including a driving and driven disks with curved blades placed between them, each of which has a sweep angle of 240-300 °, which is a profile of variable thickness with an increasing cross section in the central part, and a guide vane, characterized in that the guide vane includes a cage, lower and upper disks, between which one blade is placed with an angle of coverage of 400-460°, forming a spiral channel, the cross section of which smoothly increases at the inlet of the fluid flow, and then gradually decreases at the outlet .

2. The stage according to claim 1, characterized in that the drive disk is made of the same diameter as the driven one, and along the edge of the outer side of the drive disk there are protrusions in the form of ribs protruding to the same height along their entire length above the surface of the disk, forming radial channels.

3. Step according to claim 1, characterized in that the ends of the blades protrude beyond the driven disk.