Направляющий аппарат центробежного насоса

 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано преимущественно в скважинных насосах. Направляющий аппарат центробежного насоса включает направляющий и покрывной диски и расположенные между ними радиальные каналы и лопатки. Направляющий диск с лопатками и покрывной диск выполнены разъемными по открытой плоскости радиальных каналов и по периферийным центрирующим поверхностям. Со стороны нагнетания в периферийной зоне направляющего диска выполнена кольцевая выборка по форме прямоугольного треугольника с вершиной на периферии. Гипотенуза треугольника параллельна его внешней боковой стенке. Периферийный участок направляющего диска снабжен многозаходными (не менее трех) винтовыми каналами, плавно переходящими в радиальные. Многозаходные винтовые каналы выполнены с переменным наклоном в сторону рабочего колеса так, что от начала любой лопатки до начала смежной ей лопатки угол наклона постоянен. С этого места наклон постепенно уменьшается до нуля, и боковая рабочая стенка винтового канала плавно сопрягается с донной стенкой соответствующего ему радиального канала, расположенного на тыльной его стороне направляющего диска. Изобретение направлено на повышение напора и кпд и снижение трудоемкости обработки проточных каналов. 4 ил.

Изобретение относится к области гидромашиностроения, преимущественно к скважинным центробежным насосам, а именно к его рабочему органу - направляющему аппарату. Оно может быть использовано в конструкциях центробежных компрессоров.

Известен радиальный направляющий аппарат, включающий в себя периферийные направляющие лопатки, ступенчато переходящие на тыльную сторону диска с последующим переходом в радиальные лопатки (1).

Недостатками устройства являются: - значительные потери давления жидкости при входе ее в лопаточные каналы и на участке перехода жидкости из последних в радиальные каналы, особенно при высоких скоростях выхода жидкости из каналов рабочего колеса, вследствие ударов жидкости о языки лопаток и ступенчатого его расширения на переходном участке; - значительная трудоемкость изготовления направляющего аппарата, обусловленная сложностью формы его каналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является направляющий аппарат, включающий цилиндрический стакан, покрывной диск, радиальные лопатки, образующие совместно с дном стакана и покрывным диском радиальные каналы, сообщенные на периферии с диффузорным каналом куполообразной формы (2).

К существенным недостаткам устройства относятся: - большая трудоемкость выполнения проточных (радиальных) каналов ввиду того, что они расположены в закрытой зоне стакана и это затрудняет контроль за качеством изготовления каналов и приводит к усложнению конструкции оснастки; - обладает недостаточно высоким КПД.

Обусловлено это тем, что поток жидкости, выбрасываемый рабочим колесом в закрытое (диффузорное) пространство стакана, быстро теряет свою скорость из-за резкого его расширения и, следовательно, приводит к снижению напора.

Задачей изобретения является создание конструкции направляющего аппарата, которая бы позволила повысить напор, снизить трудоемкость обработки проточных каналов и повысить КПД.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, включающим направляющий и покрывной диски и расположенные между ними радиальные каналы и лопатки.

Новым является то, что направляющий диск с лопатками и покрывной диск выполнены разъемными по открытой плоскости радиальных каналов и по периферийным центрирующим плоскостям; со стороны нагнетания в периферийной зоне направляющего диска выполнена кольцевая выборка по форме прямоугольного треугольника с вершиной на периферии, гипотенуза которого параллельна его внешней боковой стенке, а периферийный участок направляющего диска снабжен многозаходными (не менее трех) винтовыми каналами, плавно переходящими в радиальные, причем многозаходные винтовые каналы выполнены с переменным наклоном в сторону рабочего колеса так, что от начала любой лопатки до начала смежной ей лопатки угол наклона постоянен, с этого места наклон постепенно уменьшается до нуля и боковая рабочая стенка винтового канала плавно сопрягается с донной стенкой соответствующего ему радиального канала, расположенного на тыльной стороне направляющего диска.

Направляющий аппарат центробежного насоса поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого направляющего аппарата; на фиг. 2 - вид в плане направляющего диска со стороны радиальных каналов; на фиг.3 - развертка периферийного цилиндрического участка; на фиг.4 - разрез канала по А-А фиг.2.

Направляющий аппарат содержит направляющий 1 и покрывной 2 диски (фиг. 1), которые выполнены разъемными по открытой плоскости радиальных каналов 3 и по периферийным центрирующим поверхностям 4 и 5. В периферийной зоне направляющего диска 1 выполнены кольцевая выборка 6 по форме прямоугольного треугольника с вершиной на периферии, гипотенуза которого параллельна его внешней боковой стенке 7, лопатки 8 и многозаходные винтовые каналы 9, плавно переходящие в радиальные каналы 3, образованные лопатками 10 (фиг.2).

Многозаходные винтовые каналы 9 выполнены с переменным наклоном в сторону рабочего колеса так, что от начала любой лопатки ("А" фиг.3) до начала смежной ей лопатки ("Б" фиг.3) угол наклона постоянен. С этого места ("Б" фиг. 3) наклон постепенно уменьшается до нуля и боковая рабочая стенка ("В" фиг.3) многозаходного винтового канала 9 плавно сопрягается с донной стенкой ("Г" фиг. 3) соответствующего ему радиального канала 3, расположенного на тыльной стороне направляющего диска 1. Аппарат содержит опорные подшипники скольжения 11 и 12 (фиг.1).

При работе центробежного насоса жидкость из каналов рабочего колеса за счет центробежных сил выбрасывается в многозаходные винтовые каналы 9, из которых она попадает в радиальные каналы 3 направляющего диска 1 и оттуда - в следующее рабочее колесо. Далее цикл повторяется.

Технико-экономические преимущества предлагаемого аппарата заключаются в следующем: - выполнение направляющего аппарата разъемным позволит резко снизить трудоемкость обработки проточных каналов в дисках и делает аппарат ремонтопригодным при капитальном ремонте насоса, а также повысит его КПД за счет повышения чистоты обработки поверхностей каналов;
- выполнение на цилиндрическом участке направляющего диска многозаходных винтовых каналов позволит увеличить наружный диаметр рабочего колеса. Это, в свою очередь, приводит к повышению напора при сохранении наружного диаметра корпуса насоса неизменным;
- наличие на периферийной части боковой стенки направляющего диска кольцевой выборки треугольной формы приводит к уменьшению длины ступени.

Литература
1. Авторское свидетельство 479399, МПК F 04 D 29/44, 1976 г. (аналог).

2. Проспект "Нефтепромысловое оборудование" завода "Борец" - прототип.

Формула изобретения

Направляющий аппарат центробежного насоса, включающий направляющий и покрывной диски и расположенные между ними радиальные каналы и лопатки, отличающийся тем, что направляющий диск с лопатками и покрывной диск выполнены разъемными по открытой плоскости радиальных каналов и по периферийным центрирующим поверхностям, со стороны нагнетания в периферийной зоне направляющего диска выполнена кольцевая выборка по форме прямоугольного треугольника с вершиной на периферии, гипотенуза которого параллельна его внешней боковой стенке, а периферийный участок направляющего диска снабжен многозаходными (не менее трех) винтовыми каналами, плавно переходящими в радиальные, причем многозаходные винтовые каналы выполнены с переменным наклоном в сторону рабочего колеса так, что от начала любой лопатки до начала смежной ей лопатки угол наклона постоянен, с этого места наклон постепенно уменьшается до нуля, и боковая рабочая стенка винтового канала плавно сопрягается с донной стенкой соответствующего ему радиального канала, расположенного на тыльной его стороне направляющего диска.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4