Рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса

Авторы патента:

F04D29/22 - для центробежных насосов

Владельцы патента RU 2594247:

Анохин Владимир Дмитриевич (RU)

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к рабочим колесам центробежных насосов. Рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса содержит ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки. Покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру. В плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом, превышающим на 30-45° угол выхода лопатки рабочего колеса. Максимальное расстояние от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, до лопатки в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса. Изобретение направлено на повышение производительности рабочего колеса центробежного насоса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к рабочим колесам центробежных насосов.

Известно рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса, содержащее ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру (см. а.с. SU 1003607, кл. F04D 1/00, опубл. 23.10.1983).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность и сложность конструкции уплотнительного узла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса, содержащее ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру (см. патент RU 2362912, кл. F04D 29/22, опубл. 27.07.2009).

Однако центробежный насос с таким рабочим колесом не обеспечивает требуемую производительность, что сужает область его использования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить производительность центробежного насоса.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса содержит ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру, при этом в плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом, превышающим на 30°-45° угол выхода лопатки рабочего колеса, а максимальное расстояние от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, до лопатки в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса.

Рабочее колесо предпочтительно содержит от 10 до 12 лопаток.

Рабочее колесо предпочтительно содержит 11 лопаток.

На фиг. 1 представлен продольный разрез рабочего колеса.

На фиг. 2 представлен вид спереди на рабочее колесо.

Рабочее колесо содержит установленные на валу (не показан) ведущий 1 и покрывной 2 диски. Между дисками 1 и 2 расположены лопатки 3. Покрывной диск 2 снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа 4. Выступ 4 расположен на диске 2 концентрично внутреннему выступу основного уплотнения. Между выступом 4 и основным уплотнением 5, таким образом, образуется разгрузочная камера 6. Камера 6 служит для гашения скоростного напора после дополнительного щелевого уплотнения, таким образом увеличивается сопротивление перетечкам.

В плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки 3 рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом α, превышающим на 30°-45° угол β выхода лопатки рабочего колеса, а максимальное расстояние L от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса, до лопатки 3 в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса.

Рабочее колесо предпочтительно содержит от 10 до 12 лопаток 3.

Рабочее колесо предпочтительно содержит 11 лопаток 3.

Проведенные эксперименты также показали, что гидродинамически оптимальным, с точки зрения минимизации гидравлических потерь, является такое выполнение рабочего колеса, у которого профиль лопатки 3 рабочего колеса сформирован описанным выше образом, причем увеличение КПД рабочего колеса удалось добиться при количестве лопаток 3 рабочего колеса, составляющем от 10 до 12 лопаток 3, при этом максимальный КПД достигается при количестве лопаток 3, равном 11.

Рабочее колесо работает следующим образом.

Насос предварительно заполняется перекачиваемой жидкостью. Вращательное усилие, передаваемое от мотора насоса на вал, приводит во вращение ведущий диск 1. Диск 1 увлекает за собой лопатки 3 и покрывной диск 2. Поток перекачиваемого рабочего тела (жидкости) через входной направляющий аппарат нагнетается в полость рабочего колеса. Указанная полость образована каналами между лопатками 3 и дисками 1 и 2. Через эти каналы под действием центробежной силы жидкость устремляется в выходной канал.

1. Рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса, содержащее ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру, отличающееся тем, что в плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом, превышающим на 30-45° угол выхода лопатки рабочего колеса, а максимальное расстояние от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, до лопатки в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса.

2. Рабочее колесо по п. 1, отличающееся тем, что содержит от 10 до 12 лопаток.

3. Рабочее колесо по п. 1, отличающееся тем, что содержит 11 лопаток.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти. Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса включает ввод алюминия под поверхность расплава при температуре 1410-1480°С.

Центробежный насос // 2581307

Изобретение относится к насосной технике, в частности к центробежным насосам. В центробежном насосе, содержащем корпус с патрубками, вал с ротором, имеющий лопатки, согласно изобретению лопатки выполнены в виде двух групп.

Погружной многоступенчатый центробежный насос и способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени насоса // 2580611

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в погружных многоступенчатых электроцентробежных насосах для добычи нефти. Насос содержит корпус, вал и ступени, состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата, выполненные литьем из чугуна следующего состава, масс.%: углерода - 3,2-3,9, кремния - 0,2-1,0, марганца - 0,5-0,8, хрома - 0,1-0,5, меди - 0,8-1,5, алюминия - 1,7-4,0, титана - не более 0,3, фосфора - не более 0,2, серы - не более 0,02, железо - остальное.

Рабочее колесо для центробежных насосов // 2580237

Изобретение относится к рабочему колесу центробежного насоса, содержащему, по меньшей мере, две лопасти (4) для перекачки сред, содержащих твердые тела. Согласно настоящему изобретению угол (β1) подъема передней кромки лопасти является меньшим чем 0 градусов.

Радиальная лопаточная решётка центробежной ступени // 2579525

Изобретение относится к турбомашинам и может использоваться в рабочих колесах, лопаточных диффузорах и обратно-направляющих аппаратах центробежных компрессоров, нагнетателей, вентиляторов и насосов.

Погружной многоступенчатый центробежный насос // 2578924

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в установках погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти. Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит корпус (1), вал (2), ступени (3), состоящие из рабочего колеса (4) и направляющего аппарата (5), выполненные литьем из чугуна следующего состава, масс.

Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса // 2578921

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в способах изготовления рабочих колес и направляющих аппаратов ступеней погружных многоступенчатых электроцентробежных насосов для добычи нефти.

Ротор нагнетателя центробежного вытеснения (варианты) // 2578790

Группа изобретений относится к области насосостроения. Ротор центробежного нагнетателя состоит из множества рабочих дисков, плотно, без зазоров соединенных между собой торцами.

Центробежный насос для высоковязких жидкостей // 2576950

Изобретение относится к электропогружным центробежным насосам для добычи высоковязких жидкостей, используемым в нефтяной промышленности. Насос содержит ступени, каждая из которых состоит из рабочего колеса с ведущим диском и спиральными лопатками и направляющего аппарата.

Центробежное рабочее колесо // 2568358

Изобретение может быть использовано в малорасходных насосах изделий ракетно-космической техники. Центробежное рабочее колесо содержит выполненный заодно со ступицей (1) ведущий диск (2) с лопатками (3) и покрывной диск (4) с центральным входным отверстием (5).

Рабочее колесо центробежного насоса // 2594248

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к рабочим колесам центробежных насосов. Рабочее колесо центробежного насоса содержит установленные между ведущим и покрывным дисками основные криволинейные лопатки, образующие межлопаточные каналы, и установленные в последних укороченные дополнительные криволинейные лопатки, причем выходные кромки всех лопаток находятся на наружной окружности рабочего колеса, укороченные дополнительные криволинейные лопатки установлены ближе к основным криволинейным лопаткам в направлении вращения колеса, причем расстояние по наружной окружности рабочего колеса от выходной кромки основной криволинейной лопатки до выходной кромки укороченной дополнительной криволинейной лопатки в направлении вращения рабочего колеса составляет от 1,2 до 1,4 расстояния от выходной кромки укороченной дополнительной криволинейной лопатки до выходной кромки смежной с ней основной криволинейной лопатки в направлении вращения рабочего колеса, а входная кромка укороченной дополнительной криволинейной лопатки расположена от оси рабочего колеса в радиальном направлении на расстоянии, составляющем от 0,25 до 0,42 диаметра наружной окружности рабочего колеса. Изобретение направлено на повышение напора, создаваемого центробежным насосом. 2 ил.

Насос с колесом с двусторонним всасыванием, создающий осевое давление // 2600485

Изобретение касается вертикального насоса с двусторонним всасыванием. Насос имеет спускной трубный узел, узел электродвигателя, расположенный на узле подвески и присоединенный к валу (15), спускные отверстия (120, 122), присоединенные к спускному трубному узлу, корпус (12) и колесо (14) с двусторонним всасыванием. Корпус (12) имеет стенку (16) и присоединен к спускным отверстиям (120, 122). Колесо (14) расположено в корпусе (12), присоединено к валу (15) и имеет верхний и нижний бандажи (18, 20) с металлическими ободьями (22, 24). Ободья (22, 24) образуют верхний и нижний кольцевые зазоры (22, 24) между колесом (14) и стенкой (16), препятствующие воздействию рециркуляционного потока (F) из спускных отверстий (120, 122) на бандажи (18, 20), чтобы ослаблять рециркуляцию вторичных потоков в корпусе (12) и изолировать такие потоки, не допуская вибрации бандажей (18, 20). Т.о. уменьшается воздействие нежелательной осевой вибрации на роторную систему насоса. Кольцевые зазоры (22, 24) являются геометрически различными между верхним и нижним бандажами (18, 20) для создания перепада давления в направлении, параллельном оси (А) вращения колеса (14) вследствие дифференцированных гидравлических сил на бандажах (18, 20), чтобы прикладывать осевую нагрузку (LA) к валу (15), работающему на растяжение, для повышения динамической жесткости роторной системы насоса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рабочее колесо // 2605487

Группа изобретений относится к центробежным насосам. Рабочее колесо (2) для центробежного насоса, включающее в себя имеющий лопатки (8) первый закрывающий диск (4) и присоединенный посредством сварки к первому закрывающему диску (4) второй закрывающий диск (6). Каждая лопатка (8) имеет область (12) вершины, в которой она контактирует со вторым закрывающим диском (6). По меньшей мере одна лопатка (8) из всех лопаток (8) на первом участке (20) области (12) вершины имеет сварное соединение со вторым закрывающим диском (6), причем по меньшей мере один второй участок (14) области (12) вершины свободен от сварного соединения. Один из закрывающих дисков (4, 6) изготовлен из светопроницаемого материала, а другой из закрывающих дисков (4, 6) изготовлен по меньшей мере частично из светопоглощающего материала. Группа изобретений направлена на повышение эффективности насоса. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рабочее колесо центробежного насоса // 2610802

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при конструировании погружных насосов для добычи жидкостей с механическими примесями из скважин. Рабочее колесо центробежного насоса имеет крышку и крыльчатку с криволинейными лопатками (1, 2, 3, 4), установленными с образованием чередующихся проточных межлопаточных каналов (13, 14) и непроточных межлопаточных каналов (15, 16). В каждом из непроточных каналов (15, 16) закреплены по две перегородки (5, 6) и (7, 8), из которых перегородки (5, 7) внутренние, а перегородки (6, 8) внешние, т.е. расположенные на разных расстояниях относительно центра ступицы крыльчатки. Внутренняя перегородка (5) выполнена сплошной и соединена краями с парой соседних лопаток (2, 3), внутренняя перегородка (7) выполнена сплошной и соединена краями с парой соседних лопаток (1, 4). Внешняя перегородка (6) соединена с одной лопаткой (2) из пары соседних лопаток (2, 3) с образованием с другой лопаткой (3) периферийного отверстия (17) на одной стороне непроточного межлопаточного канала (15). Внешняя перегородка (8) соединена с лопаткой (4) из пары соседних лопаток (1, 4) с образованием с другой лопаткой (1) периферийного отверстия (18) на одной стороне непроточного межлопаточного канала (16). Изобретение направлено на предотвращение быстрого износа, разбалансировки и засорения механическими примесями рабочего колеса, сокращение и стабилизацию потребления энергии приводным двигателем в пределах его располагаемой мощности и обеспечение возможности успешной насосной эксплуатации низкодебитных нефтяных и иных скважин. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рабочее колесо центробежного насоса // 2610803

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при конструировании погружных центробежных насосов для добычи жидкостей с механическими примесями из скважин. Рабочее колесо центробежного насоса имеет крышку и крыльчатку с закрепленными между ними лопатками (1, 2, 3, 4) с образованием чередующихся проточных межлопаточных каналов (13, 14) и непроточных межлопаточных каналов (15, 16). В непроточных каналах (15, 16) размещены перегородки (5, 6, 7, 8), каждая из которых соединена с боковыми поверхностями пары соседних лопаток (2, 3 и 1, 4). В каждом из непроточных каналов (15, 16) размещены по две сплошные перегородки, внутренние перегородки (5, 7) и внешние перегородки (6, 8) относительно центра ступицы крыльчатки. Каждая из перегородок (5, 6, 7, 8) выполнена сплошной и соединена краями с парой соседних лопаток (2, 3 и 1, 4) с образованием заглушенного с двух сторон непроточного межлопаточного канала (15, 16) соответственно. Изобретение направлено на предотвращение быстрого износа, разбалансировки и засорения механическими примесями рабочего колеса, сокращение и стабилизацию потребления энергии приводным двигателем в пределах его располагаемой мощности и обеспечение возможности успешной насосной эксплуатации низкодебитных нефтяных и иных скважин. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рабочее колесо центробежного насоса // 2611122

Изобретение относится к области машиностроения. Насос содержит гетерогенную лопастную систему, лопасти (1-6) которой образуют между собой каналы (7). По меньшей мере две лопасти (1-3) имеют неодинаковые скелеты профилей. Все лопасти (1-6) имеют клинообразную форму. Внешние обводы каналов (7), одновременно очерчивающие и профили лопастей, образованы кривыми (8, 9), касательными к окружностям с диаметрами, концентричным окружностям с диаметрами Di, вписанным между скелетами (10) на различных радиусах колеса. При этом диаметры на любом радиусе рабочего колеса находятся по определенной формуле и зависят от значений диаметра окружности (11) в горле канала (7), толщины входной кромки профиля лопасти (1-6) и константы, имеющей значение более 1/4 и менее 1. Изобретение направлено на повышение КПД и расширение эффективной рабочей зоны центробежного насоса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реактивное рабочее колесо центробежного насоса // 2613545

Изобретение относится к области насосостроения. Реактивное рабочее колесо центробежного насоса содержит равномерно распределенных по окружности лопасти (1) с идентичными скелетами (2) профилей. Средние линии (3) межлопастных каналов (4) представляют собой геометрическое место точек - центров окружностей с диаметрами Di (i=1…n), вписанных между скелетами (2) соседних профилей на различных радиусах колеса. Внешние обводы межлопастных каналов (4) образованы кривыми (5) и (6), касательными к окружностям с диаметрами di<Di, концентричным окружностям, вписанным между скелетами (2). Диаметры di на любом i-м радиусе колеса определяются зависимостью di=(D1-s)⋅k+(Di-s)⋅(1-k), где D1 - диаметр Di окружности (7) в горле канала, когда i=1; s - толщина входной кромки профиля лопасти, а константа k идентична для всех каналов колеса и может иметь значения в диапазоне от 0,3 до 0,5. Изобретение направлено на снижение вихревых (диффузорных) потерь в межлопастных каналах рабочего колеса с одновременным увеличением его гидравлического КПД. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Одноступенчатый центробежный насосный агрегат // 2616328

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к центробежным насосным установкам, предназначенным для перекачивания жидкостей. Одноступенчатый центробежный насосный агрегат включает центробежный одноступенчатый насос двухстороннего входа, приводной электродвигатель, муфту, соединяющую их валы, опорную раму для крепления насоса и электродвигателя, корпус, состоящий из основания и крышки, входной и выходной патрубки, ротор с закрепленным на нем рабочим колесом, установленный в опорных подшипниках, и спиральный отвод. Спиральный отвод выполнен в виде отдельной самостоятельной детали, а части его внешней поверхности, предусмотренные для размещения в выполненных для этого ложементах крышки и корпуса, соответствуют форме поверхностей этих ложементов. Рабочее колесо и спиральный отвод выполнены попарно сменными, причем параметры рабочего колеса и спирального отвода в каждой паре рассчитываются на максимальное значение эффективности при обеспечении требуемой подачи и напора. Изобретение направлено на создание одноступенчатого центробежного насосного агрегата с максимальным КПД на режимах, отличных от номинального, при упрощении его конструкции и придании ей универсальности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Центробежное рабочее колесо // 2618372

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в составе электронасосных агрегатов систем терморегулирования изделий ракетно-космической техники, а также в химической промышленности. Центробежное рабочее колесо содержит единый со ступицей (1) ведущий диск (2), покрывной диск (3) с входным отверстием (4) и размещенные между дисками (2,3) осесимметрично расположенные лопатки (5). Каждая лопатка (5) выполнена из двух частей (6, 7). Наружная поверхность диска (2) выполнена цилиндрической за одно целое с наружной поверхностью вторых частей (7) лопаток (5). Диск (3) снабжен цилиндрической стенкой (9), внутренний диаметр которой равен наружному диаметру диска (2). На стенке (9) выполнены осесимметричные замкнутые прорези (10) по числу лопаток (5). Первые части (6) лопаток (5) образованы перемычками (11) в стенке (9) между прорезями (10). Стенка (9) между своим торцем (12) и прорезями (10) соединена с диском (2) штифтами (13). Изобретение направлено на повышение надежности колеса и обеспечение достоверности его контроля при производстве. 3 ил.

Установка погружного лопастного насоса компрессионного типа // 2620626

Группа изобретений относится к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Установка погружного лопастного насоса компрессионного типа включает в себя двигатель, протектор с осевой опорой вала, насосную секцию. Насосная секция включает в себя: вал, корпус, основание, головку, сборку пакета центробежных ступеней. Каждая ступень содержит направляющий аппарат и рабочее колесо с лопастями между ведущим и покрывным дисками и ступицей. Рабочие колеса и направляющие аппараты выполнены в виде цельнолитых конструкций из чугуна. На ведущем диске каждого колеса выполнен лопаточный венец. Между боковыми гранями каждой лопатки лопаточного венца и ведущим диском выполнены скругления; высота лопаточного венца не превышает минимальное расстояние между ведущим и покрывным дисками рабочего колеса, а радиус скруглений составляет от 0,2 до 0,8 от этой величины. Рабочие колеса сжаты гайкой по ступицам, направляющие аппараты зафиксированы относительно корпуса, валы насосных секций опираются друг на друга. Вал нижней секции опирается на вал в протекторе, чья осевая опора изготовлена в виде гидродинамического подшипника. Изобретения направлены на повышение надежности работы, износо- и коррозионной стойкости, оптимизацию свойств ступеней. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.