[go: up one dir, main page]

RU2449173C1 - Centrifugal pump - Google Patents

Centrifugal pump Download PDF

Info

Publication number
RU2449173C1
RU2449173C1 RU2011121071/06A RU2011121071A RU2449173C1 RU 2449173 C1 RU2449173 C1 RU 2449173C1 RU 2011121071/06 A RU2011121071/06 A RU 2011121071/06A RU 2011121071 A RU2011121071 A RU 2011121071A RU 2449173 C1 RU2449173 C1 RU 2449173C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
spiral
impeller
turn
rotor
Prior art date
Application number
RU2011121071/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Валюхов (RU)
Сергей Георгиевич Валюхов
Алексей Иванович Житенёв (RU)
Алексей Иванович Житенёв
Сергей Вячеславович Житенёв (RU)
Сергей Вячеславович Житенёв
Сергей Алексеевич Дедов (RU)
Сергей Алексеевич Дедов
Сергей Владимирович Печкуров (RU)
Сергей Владимирович Печкуров
Максим Владимирович Феропонтов (RU)
Максим Владимирович Феропонтов
Николай Павлович Селиванов (RU)
Николай Павлович Селиванов
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" filed Critical Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн"
Priority to RU2011121071/06A priority Critical patent/RU2449173C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449173C1 publication Critical patent/RU2449173C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: pump comprises a body, where a shaft with an impeller and guide vanes installed in it. The body is made with a spiral bend and comprises outer and inner turns with inlet spiral and outlet diffuser sections, serially connected to each other in the inner turn and via a bypass section in the outer one. The sum of areas of initial cross section (CS) of the inner turn and the bypass section of the outer turn is equal to the area of output section of the spiral area in the outer turn, and the sum of similar areas of initial CS of the outer turn and an adjacent diffuser section of the inner turn is equal to the area of the output CS of the spiral section of the inner turn. The outer and inner turns are separated with an inner-bend wall, which in the area of adjacent diffuser sections divides their CS areas at the inlet, accordingly, at the ratio of 1.5±0.15.
EFFECT: higher efficiency factor of the pump with reduction of power inputs for pumping with simultaneous increase of reliability and resource of pump operation, which is achieved by the pump body shape with a double-turn twisting of the discharge flow of pumped liquid at the found configuration of spiral, bypass and diffuser sections and ratio of areas of their initial and output sections.
10 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям центробежных насосов.The invention relates to a pump engineering industry, and in particular to centrifugal pump structures.

Известен центробежный насос с двухвитковым спиральным отводом, содержащий внутренний виток, имеющий спиральный и диффузорный каналы, и внешний виток, имеющий спиральный и обводной каналы. Обводной канал состоит из диффузорного участка, участка с постоянной площадью проходного сечения и конфузорного участка (SU 1178958 A, опубл. 15.09.1985).A centrifugal pump with a two-turn spiral outlet is known, comprising an internal coil having a spiral and diffuser channels, and an external coil having a spiral and bypass channels. The bypass channel consists of a diffuser section, a section with a constant passage area and a confuser section (SU 1178958 A, publ. 09/15/1985).

Известен центробежный насос, содержащий рабочее колесо с лопатками и двухвитковый отвод. Внутренний виток состоит из последовательно расположенных спирального, диффузорного и обводного каналов. Площадь входного сечения обводного канала выбрана равной площади выходного сечения спирального канала внутреннего витка. Площади входных сечений общего и внутреннего спиральных каналов равны (SU 1298427 A1, опубл. 23.03.1987).Known centrifugal pump containing an impeller with blades and a two-turn outlet. The inner turn consists of sequentially arranged spiral, diffuser and bypass channels. The area of the input section of the bypass channel is chosen equal to the area of the output section of the spiral channel of the inner loop. The areas of the input sections of the common and internal spiral channels are equal (SU 1298427 A1, publ. 23.03.1987).

Известен центробежный насос с рабочим колесом двустороннего входа, содержащий полуспиральный подвод и спиральный отвод, образованные полостями в крышке и корпусе, подшипники скольжения, торцевое уплотнение вала. За рабочим колесом установлен направляющий аппарат (RU 57393 U1, опубл. 10.10.2006).A centrifugal pump with an impeller of a two-way inlet is known, comprising a semi-spiral inlet and a spiral outlet formed by cavities in the lid and housing, sliding bearings, a mechanical shaft seal. A guiding apparatus is installed behind the impeller (RU 57393 U1, publ. 10.10.2006).

Недостатками известных решений являются относительно невысокая эффективность выравнивания потоков жидкости, значительные гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода, что в целом приводит к недостаточной разгрузке от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса.The disadvantages of the known solutions are the relatively low efficiency of equalizing fluid flows, significant hydraulic losses in the external and internal branches of the outlet, which generally leads to insufficient unloading of the centrifugal pump impeller from radial forces.

Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении гидродинамических и энергетических характеристик насоса, повышении КПД, надежности и долговечности насоса при снижении энергозатрат на работу по перекачиванию жидких сред.The problem solved by the invention is to improve the hydrodynamic and energy characteristics of the pump, increase efficiency, reliability and durability of the pump while reducing energy costs for the work on pumping liquid media.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый центробежный насос, согласно изобретению, содержит корпус, в котором смонтированы ротор в виде вала с рабочим колесом и направляющий аппарат, при этом корпус выполнен со спиральным отводом, включающим два витка - внешний и внутренний, каждый из которых имеет входной спиральный и выходной диффузорный участки, последовательно соединенные между собой во внутреннем витке и через обводной участок во внешнем, начальное поперечное сечение внешнего витка выполнено первым по ходу закрутки спирали, а внутреннего витка вторым, расположено за первым со смещением по спирали и совмещено в радиально-осевой плоскости ротора с начальным сечением обводного участка внешнего витка, при этом сумма площадей их начального поперечного сечения равна площади выходного сечения спирального участка внешнего витка, а сумма аналогичных площадей начальных поперечных сечений внешнего витка и смежного с ним диффузорного участка внутреннего витка равна площади выходного поперечного сечения спирального участка внутреннего витка, причем внешний и внутренний витки разделены внутриотводной стенкой, которая в зоне разделения участков обводного внешнего и спирального внутреннего из указанных витков выполнена спирально-цилиндрической, а в зоне смежных диффузорных участков делит их площади поперечного сечения на входе в соотношенииThe problem is solved in that the proposed centrifugal pump, according to the invention, contains a housing in which the rotor is mounted in the form of a shaft with an impeller and a guide apparatus, while the housing is made with a spiral outlet, including two turns - external and internal, each of which has the input spiral and output diffuser sections connected in series with each other in the inner turn and through the bypass section in the outer turn, the initial cross section of the outer turn is made first along the spiral twist whether, and the second turn, located behind the first with a displacement in a spiral and aligned in the radial-axial plane of the rotor with the initial cross section of the bypass section of the external turn, the sum of the areas of their initial cross section equal to the area of the output section of the spiral section of the external turn, and the sum of similar the area of the initial cross sections of the outer turn and the adjacent diffuser portion of the inner turn is equal to the area of the output cross section of the spiral portion of the inner turn, with the outer and the morning coils are separated by an intra-branch wall, which is made spiral-cylindrical in the zone of separation of sections of the bypass external and spiral internal of these coils, and in the zone of adjacent diffuser sections divides their cross-sectional areas at the input in the ratio

FД1:FД2=1,5±0,15,F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15,

где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков,where F D1 and F D2 - the initial cross-sectional area of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns,

с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходеfollowed by smooth alignment of the specified cross section to the ratio of the output

FB1=FB2,F B1 = F B2 ,

где FВ1>FД1, FB2>FД2,where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,

FВ1 и FB2 - площади выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, а рабочее колесо выполнено, предпочтительно, двухвходным.F B1 and F B2 are the outlet cross-sectional areas of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns, and the impeller is preferably made of a two-input.

При этом центробежный насос может быть выполнен горизонтальным, одноступенчатым, корпус насоса выполнен разъемным, содержит крышку, проточную часть, включающую всасывающую и напорную полости с разделяющим их рабочим колесом по ходу потока перекачиваемой жидкости, например, нефти, а также входной и выходной патрубки, упомянутый двухвитковый спиральный отвод, а рабочее колесо установлено на валу ротора с горизонтальной осью вращения, расположенной в плоскости, нормальной векторам потока у внешних границ входного и выходного патрубков, которые расположены ниже плоскости разъема.In this case, the centrifugal pump can be made horizontal, single-stage, the pump housing is detachable, contains a cover, a flow part, including a suction and pressure cavities with an impeller separating them along the flow of the pumped liquid, for example, oil, as well as the inlet and outlet nozzles, mentioned a two-turn spiral outlet, and the impeller is mounted on the rotor shaft with a horizontal axis of rotation located in a plane normal to the flow vectors at the outer boundaries of the inlet and outlet nozzles, to torye located below the plane of the connector.

Центробежный насос может быть снабжен двумя узлами торцевых уплотнений вала и подшипниковыми узлами, включающими размещенные с двух сторон от рабочего колеса два гидродинамических подшипника скольжения для восприятия радиальной нагрузки ротора и сдвоенным радиально-упорным подшипником качения для восприятия остаточного осевого усилия, действующего на ротор.A centrifugal pump can be equipped with two nodes of mechanical shaft seals and bearing assemblies, including two hydrodynamic sliding bearings located on both sides of the impeller to absorb the radial load of the rotor and a double angular contact rolling bearing to absorb the residual axial force acting on the rotor.

Гидродинамические подшипники скольжения могут быть снабжены системой принудительной смазки, преимущественно, перекачиваемой насосом жидкостью.Hydrodynamic plain bearings can be equipped with a forced lubrication system, mainly pumped liquid.

Направляющий аппарат соосно с валом может быть неподвижно установлен в корпусе насоса между выходом из рабочего колеса и напорной полостью по ходу движения перекачиваемого потока, при этом направляющий аппарат содержит кольцевую платформу с внутренним диаметром, превышающим диаметр рабочего колеса, и систему расположенных на нем выравнивающих поток тонких лопаток со спиральной закруткой, противоположно направленной относительно закрутки лопаток рабочего колеса и плавно расширяющихся к внешнему контуру с образованием между ними системы диффузорных каналов, при этом радиальная ширина упомянутой кольцевой платформы направляющего аппарата и проекции лопаток на условную осевую плоскость ротора принята практически перекрывающей с обеспечением вращения колеса разницу между радиальными размерами условной осесимметричной контурной окружности, охватывающей указанное рабочее колесо, и аналогичной окружности радиусом, равным минимальному радиальному расстоянию от оси ротора до ближайшей точки каждого из витков упомянутого двухвиткового отвода при вариабельном изменении конструкции диаметра рабочего колеса и универсальном сохранении размеров корпуса и отвода насоса.The guide apparatus coaxially with the shaft can be fixedly mounted in the pump housing between the outlet of the impeller and the pressure cavity in the direction of the pumped flow, while the guide apparatus contains an annular platform with an inner diameter exceeding the diameter of the impeller, and a system of thin blades with a spiral twist, oppositely directed relative to the spin of the blades of the impeller and gradually expanding to the outer contour with the formation between them topics of diffuser channels, while the radial width of the said annular platform of the guide apparatus and the projection of the blades on the conditional axial plane of the rotor is taken to practically overlap with the provision of rotation of the wheel, the difference between the radial dimensions of the conditional axisymmetric contour circle covering the impeller and a similar circle with a radius equal to the minimum radial the distance from the axis of the rotor to the closest point of each of the turns of the said two-turn outlet when enii design diameter of the impeller and the housing maintaining universal dimensions and drain pump.

Корпус и крышка могут быть выполнены, предпочтительно, литыми из стали, а патрубки - под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно оси насоса.The casing and cover can be made, preferably, cast of steel, and the nozzles can be welded to pipelines and directed horizontally, perpendicular to the axis of the pump.

Центробежный насос может быть оснащен датчиками контроля температуры подшипников скольжения и температуры нефти на выходном патрубке, вибродатчиками подшипниковых узлов, не менее чем одним датчиком контроля осевых смещений ротора и датчиком контроля частоты вращения ротора.The centrifugal pump can be equipped with sensors for monitoring the temperature of sliding bearings and oil temperature at the outlet pipe, vibration sensors of the bearing assemblies, at least one sensor for monitoring axial displacements of the rotor and a sensor for monitoring the rotor speed.

Вал ротора с одной стороны может быть удлинен консольным концевиком для соединения с электроприводом.The rotor shaft on one side can be extended by a cantilever end for connecting to an electric drive.

Конструкция насоса может быть выполнена обеспечивающей возможность замены торцевых уплотнений без демонтажа корпусов подшипниковых опор.The design of the pump can be performed providing the ability to replace mechanical seals without dismantling the bearing housing.

Центробежный насос может быть предназначен для магистральной перекачки нефти и выполнен с возможностью подачи нефти, в том числе в диапазоне от 3000 до 8500 м3/ч при обеспечении напора от 200 до 280 м.A centrifugal pump can be designed for main oil pumping and is configured to supply oil, including in the range from 3000 to 8500 m 3 / h while providing a pressure of 200 to 280 m.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в повышении КПД насоса при снижении энергозатрат на перекачивание нефти и нефтепродуктов при одновременном повышении надежности и ресурса работы предлагаемого насоса, что достигается за счет разработанных в изобретении формы корпуса насоса с двухвитковой закруткой напорного потока перекачиваемой жидкости при найденной конфигурации спиральных, обводного и диффузорных участков и соотношении площадей их начальных и выходных сечений, что позволяет существенно снизить гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода и обеспечивает эффективную разгрузку от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса.The technical result achieved by the above set of features is to increase the efficiency of the pump while reducing energy consumption for pumping oil and oil products while improving the reliability and service life of the proposed pump, which is achieved due to the form of the pump casing developed in the invention with a two-turn swirl of the pressure flow of the pumped liquid when found configurations of spiral, bypass and diffuser sections and the ratio of the areas of their initial and output sections, which allows Significantly reduce hydraulic losses in the external and internal branches of the branch and provides effective unloading from the radial forces of the impeller of a centrifugal pump.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 показан центробежный нефтяной магистральный насос, продольный разрез;figure 1 shows a centrifugal oil main pump, a longitudinal section;

на фиг.2 - корпус центробежного нефтяного магистрального насоса с двухвитковым отводом (повернут на 90°), продольный разрез;figure 2 - the body of a centrifugal oil main pump with a two-turn outlet (rotated 90 °), a longitudinal section;

на фиг.3 - корпус центробежного нефтяного магистрального насоса с двухвитковым отводом и направляющим аппаратом (повернут на 90°), продольный разрез.figure 3 - the body of a centrifugal oil main pump with a two-turn outlet and a guide apparatus (rotated 90 °), a longitudinal section.

Центробежный насос содержит корпус 1, в котором смонтированы ротор в виде вала 2 с рабочим колесом 3 и направляющий аппарат 4. Корпус 1 выполнен со спиральным отводом, включающим два витка 5 и 6 - внешний и внутренний соответственно. Внутренний виток 6 имеет последовательно соединенные между собой входной спиральный участок 7 и выходной диффузорный участок 8. Внешний виток 5, входной спиральный участок 9 и выходной диффузорный участок 10 соединены между собой через обводной участок 11. Начальное поперечное сечение внешнего витка 5 выполнено первым по ходу закрутки спирали, а внутреннего витка 6 вторым, расположено за первым со смещением по спирали и совмещено в радиально-осевой плоскости ротора с начальным сечением обводного участка 11 внешнего витка 5. Сумма площадей их начального поперечного сечения равна площади выходного сечения спирального участка 9 внешнего витка 5, а сумма аналогичных площадей начальных поперечных сечений внешнего витка 5 и смежного с ним диффузорного участка 8 внутреннего витка 6 равна площади выходного поперечного сечения спирального участка 7 внутреннего витка 6.The centrifugal pump comprises a housing 1, in which a rotor is mounted in the form of a shaft 2 with an impeller 3 and a guide apparatus 4. The housing 1 is made with a spiral outlet, including two turns 5 and 6 - external and internal, respectively. The inner coil 6 has an inlet spiral section 7 and an outlet diffuser section 8 connected in series. The outer coil 5, the inlet spiral section 9 and the outlet diffuser section 10 are interconnected via a bypass section 11. The initial cross section of the outer coil 5 is made first along the spin spiral, and the second turn 6 second, located behind the first with a displacement in a spiral and combined in the radial-axial plane of the rotor with the initial section of the bypass section 11 of the outer turn 5. The sum of their areas tially equal to the cross-sectional area of the outlet section of the scroll portion 9 of the outer coil 5, and the sum of similar cross-sectional areas of primary coil 5 and the outer adjacent thereto diffuser portion 8 of the inner coil 6 equal to the area of the output cross-section of the spiral portion 7 of the inner coil 6.

Внешний и внутренний витки 5 и 6 разделены внутриотводной стенкой 12. Внутриотводная стенка 12 в зоне разделения обводного участка 11 внешнего витка 5 и спирального участка 7 внутреннего витка 6 выполнена спирально-цилиндрической, а в зоне смежных диффузорных участков 8, 10 делит их площади поперечного сечения на входе в соотношенииThe outer and inner coils 5 and 6 are separated by an intra-branch wall 12. The intra-branch wall 12 in the separation zone of the circumferential section 11 of the outer coil 5 and the spiral section 7 of the inner coil 6 is made spiral-cylindrical, and in the zone of adjacent diffuser sections 8, 10 divides their cross-sectional areas at the input ratio

FД1:FД2=1,5±0,15,F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15,

где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков,where F D1 and F D2 - the initial cross-sectional area of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns,

с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходеfollowed by smooth alignment of the specified cross section to the ratio of the output

FB1=FB2,F B1 = F B2 ,

где FВ1>FД1, FВ2>FД2,where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,

FВ1 и FB2 - площадь выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков,F B1 and F B2 - the output section of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns,

FС1 и FC2 - площадь начального сечения спирального участка соответственно внешнего и внутреннего витков.F C1 and F C2 - the initial cross-sectional area of the spiral section of the outer and inner turns, respectively.

Рабочее колесо 3 выполнено, предпочтительно, двухвходным.The impeller 3 is preferably made two-input.

Центробежный насос выполнен горизонтальным, одноступенчатым. Корпус 1 насоса выполнен разъемным, содержит крышку 13, проточную часть, включающую всасывающую и напорную полости 14 и 15 соответственно с разделяющим их рабочим колесом 3 по ходу потока перекачиваемой жидкости, например, нефти, а также входной и выходной патрубки 16 и 17 и упомянутый двухвитковый спиральный отвод. Рабочее колесо 3 установлено на валу 2 ротора с горизонтальной осью вращения, расположенной в плоскости, нормальной векторам потока у внешних границ входного и выходного патрубков 16 и 17, которые расположены ниже плоскости разъема.The centrifugal pump is horizontal, single-stage. The pump housing 1 is detachable, contains a cover 13, a flow part including a suction and pressure cavities 14 and 15, respectively, with an impeller 3 separating them along the flow of the pumped liquid, for example, oil, as well as the inlet and outlet nozzles 16 and 17 and the two-turn spiral tap. The impeller 3 is mounted on the rotor shaft 2 with a horizontal axis of rotation located in a plane normal to the flow vectors at the outer borders of the inlet and outlet nozzles 16 and 17, which are located below the plane of the connector.

Центробежный насос снабжен двумя узлами торцевых уплотнений 18 вала и подшипниковыми узлами, включающими размещенные с двух сторон от рабочего колеса 3 два гидродинамических подшипника 19 скольжения для восприятия радиальной нагрузки ротора и сдвоенным радиально-упорным подшипником 20 качения для восприятия остаточного осевого усилия, действующего на ротор.The centrifugal pump is equipped with two assemblies of mechanical shaft seals 18 and bearing assemblies, including two hydrodynamic sliding bearings 19 located on both sides of the impeller 3 for absorbing the radial load of the rotor and a double angular contact rolling bearing 20 for absorbing the residual axial force acting on the rotor.

Гидродинамические подшипники 19 скольжения снабжены системой принудительной смазки, преимущественно, перекачиваемой насосом жидкостью.Hydrodynamic bearings 19 are equipped with a forced lubrication system, mainly pumped by the liquid pump.

Направляющий аппарат 4 соосно с валом 2 неподвижно установлен в корпусе 1 насоса между выходом из рабочего колеса 3 и напорной полостью 15 по ходу движения перекачиваемого потока. Направляющий аппарат 4 содержит кольцевую платформу 21 с внутренним диаметром, превышающим диаметр рабочего колеса 3, и систему расположенных на нем выравнивающих поток тонких лопаток 22 со спиральной закруткой, противоположно направленной относительно закрутки лопаток рабочего колеса 3 и плавно расширяющихся к внешнему контуру с образованием между ними системы диффузорных каналов. Радиальная ширина кольцевой платформы 21 направляющего аппарата 4 и проекции лопаток 22 на условную осевую плоскость ротора принята практически перекрывающей с обеспечением вращения рабочего колеса 3 разницу между радиальными размерами условной осесимметричной контурной окружности, охватывающей указанное рабочее колесо 3 и аналогичной окружности радиусом, равным минимальному радиальному расстоянию от оси ротора до ближайшей точки каждого из витков 5, 6 двухвиткового отвода при вариабельном изменении конструкции диаметра рабочего колеса 3 и универсальном сохранении размеров корпуса 1 и отвода насоса.The guide apparatus 4 coaxially with the shaft 2 is fixedly mounted in the pump housing 1 between the outlet of the impeller 3 and the pressure cavity 15 along the flow of the pumped stream. The guide apparatus 4 comprises an annular platform 21 with an inner diameter exceeding the diameter of the impeller 3, and a system of thin flow blades 22 aligning therewith with spiral twist, oppositely directed relative to the swirl of the impeller 3 blades and gradually expanding to the outer contour with the formation of a system between them diffuser channels. The radial width of the annular platform 21 of the guiding apparatus 4 and the projection of the blades 22 on the conditional axial plane of the rotor is almost overlapping with the rotation of the impeller 3, the difference between the radial dimensions of the conditional axisymmetric contour circle covering the impeller 3 and a similar circle with a radius equal to the minimum radial distance from rotor axis to the nearest point of each of turns 5, 6 of a two-turn branch with a variable change in the design of the diameter of the working track CA 3 and the universal preservation of the dimensions of the housing 1 and the pump outlet.

Корпус 1 и крышка 13 насоса выполнены, предпочтительно, литыми из стали, а патрубки 16, 17 - под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно оси насоса.The housing 1 and the cover 13 of the pump are preferably made of cast steel, and the nozzles 16, 17 are welded to the pipelines and are directed horizontally, perpendicular to the axis of the pump.

Насос оснащен датчиками контроля температуры подшипников 19 скольжения и температуры нефти на выходном патрубке 17, вибродатчиками подшипниковых узлов, не менее чем одним датчиком контроля осевых смещений ротора и датчиком контроля частоты вращения ротора (на чертежах не показаны).The pump is equipped with sensors for monitoring the temperature of the bearings 19 and oil temperature at the outlet pipe 17, vibration sensors of the bearing assemblies, at least one sensor for monitoring axial displacements of the rotor and a sensor for controlling the rotor speed (not shown in the drawings).

Вал 2 ротора с одной стороны удлинен консольным концевиком 23 для соединения с электроприводом.The rotor shaft 2 on one side is elongated by a cantilever end 23 for connection with an electric drive.

Конструкция насоса выполнена обеспечивающей возможность замены торцевых уплотнений 18 без демонтажа корпусов подшипниковых опор.The pump design is made possible by replacing the mechanical seals 18 without dismantling the bearing housings.

Насос предназначен для магистральной перекачки нефти и выполнен с возможностью подачи нефти, в том числе в диапазоне от 3000 до 8500 м3/ч при обеспечении напора от 200 до 280 м.The pump is designed for main oil pumping and is configured to supply oil, including in the range from 3000 to 8500 m 3 / h while providing a head from 200 to 280 m.

Работу центробежного насоса осуществляют следующим образом.The operation of the centrifugal pump is as follows.

При включении насоса обеспечивают вращение ротора, рабочее колесо 3 которого нагнетает перекачиваемую жидкость, например, нефть из всасывающей полости 14 в напорную полость 15.When the pump is turned on, the rotor is rotated, the impeller 3 of which pumps the pumped liquid, for example, oil from the suction cavity 14 into the pressure cavity 15.

Далее перекачиваемую жидкость из напорной полости 7 подают в витки 5 и 6 двухвиткового отвода, где пропускают с выравнивающим снижением скоростей и детурбулизацией потоков через последовательную систему спиральных участков 7, 9 обводного участка 11 и диффузорных участков 8, 10 двухвитковой части корпуса 1 насоса, обеспечивая максимальное выравнивание скоростей на выходе из диффузорных участков 8, 10. При этом существенно снижаются гидравлические потери при выходе жидкости в нагнетательную линию и радиальные силы, действующие на рабочее колесо 3 центробежного насоса, что особенно актуально для крупных, например, магистральных нефтяных насосов с точки зрения повышения их ресурса работы.Next, the pumped liquid from the pressure cavity 7 is fed into the turns 5 and 6 of the two-turn outlet, where they are passed with an equalizing reduction in speeds and the flows are metered through a sequential system of spiral sections 7, 9 of the bypass section 11 and the diffuser sections 8, 10 of the two-turn part of the pump housing 1, ensuring maximum equalization of velocities at the exit from the diffuser sections 8, 10. At the same time, hydraulic losses are significantly reduced when the fluid enters the discharge line and the radial forces acting on the impeller about 3 centrifugal pumps, which is especially important for large, for example, main oil pumps in terms of increasing their service life.

Таким образом, за счет оптимизации конструкции проточной части корпуса центробежного насоса обеспечивается максимально полное выравнивание потоков жидкости в двухвитковом отводе, что позволяет существенно снизить гидравлические потери во внешнем и внутреннем витках отвода и в целом обеспечить эффективную разгрузку от радиальных сил рабочего колеса центробежного насоса, что повышает КПД насоса в целом.Thus, due to the optimization of the design of the flowing part of the centrifugal pump casing, the fluid flows in the two-turn bend are maximally balanced, which can significantly reduce hydraulic losses in the external and internal branches of the bend and, in general, ensure efficient unloading of the centrifugal pump impeller radial forces, which increases Pump efficiency in general.

Claims (10)

1. Центробежный насос, характеризующийся тем, что содержит корпус, в котором смонтированы ротор в виде вала с рабочим колесом и направляющий аппарат, при этом корпус выполнен со спиральным отводом, включающим два витка внешний и внутренний, каждый из которых имеет входной спиральный и выходной диффузорный участки, последовательно соединенные между собой во внутреннем витке и через обводной участок во внешнем, начальное поперечное сечение внешнего витка выполнено первым по ходу закрутки спирали, а внутреннего витка вторым, расположено за первым со смещением по спирали и совмещено в радиально-осевой плоскости ротора с начальным сечением обводного участка внешнего витка, при этом сумма площадей их начального поперечного сечения равна площади выходного сечения спирального участка внешнего витка, а сумма аналогичных площадей начальных поперечных сечений внешнего витка и смежного с ним диффузорного участка внутреннего витка равна площади выходного поперечного сечения спирального участка внутреннего витка, причем внешний и внутренний витки разделены внутриотводной стенкой, которая в зоне разделения участков обводного внешнего и спирального внутреннего из указанных витков выполнена спирально-цилиндрической, а в зоне смежных диффузорных участков делит их площади поперечного сечения на входе в соотношении
FД1:FД2=1,5±0,15,
где FД1 и FД2 - площадь начального сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, с последующим плавным выравниванием указанного поперечного сечения до соотношения на выходе FB1=FB2,
где FB1>FД1, FB2>FД2,
FB1 и FB2 - площади выходного сечения диффузорного участка соответственно внешнего и внутреннего витков, а рабочее колесо выполнено, предпочтительно, двухвходным.
1. A centrifugal pump, characterized in that it contains a housing in which the rotor is mounted in the form of a shaft with an impeller and a guiding apparatus, the housing is made with a spiral outlet, including two turns of external and internal, each of which has an input spiral and output diffuser sections connected in series with each other in the inner coil and through the bypass section in the outer coil, the initial cross section of the outer coil is made first along the spiral, and the second coil is located behind the first with a displacement in a spiral and combined in the radial-axial plane of the rotor with the initial cross section of the circumferential section of the external turn, the sum of the areas of their initial cross section equal to the area of the output cross section of the spiral section of the external turn, and the sum of similar areas of the initial cross sections of the external turn and adjacent the diffuser portion of the inner coil is equal to the area of the output cross section of the spiral portion of the inner coil, the outer and inner coils being separated by the end walls oh, which separation zone and the outer circumferential portions of the helical turns of said internal spiral-formed cylindrical, and in the zone adjacent diffuser portions divides their cross-sectional area at the inlet to the ratio
F D1 : F D2 = 1.5 ± 0.15,
where F D1 and F D2 is the initial cross-sectional area of the diffuser section of the outer and inner turns, respectively, followed by smooth alignment of the indicated cross section to the output ratio F B1 = F B2 ,
where F B1 > F D1 , F B2 > F D2 ,
F B1 and F B2 are the outlet cross-sectional areas of the diffuser section, respectively, of the external and internal turns, and the impeller is preferably made of a two-input.
2. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что выполнен горизонтальным, одноступенчатым, корпус насоса выполнен разъемным, содержит крышку, проточную часть, включающую всасывающую и напорную полости с разделяющим их рабочим колесом по ходу потока перекачиваемой жидкости, например нефти, а также входной и выходной патрубки, упомянутый двухвитковый спиральный отвод, а рабочее колесо установлено на валу ротора с горизонтальной осью вращения, расположенной в плоскости, нормальной векторам потока у внешних границ входного и выходного патрубков, которые расположены ниже плоскости разъема.2. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is horizontal, single-stage, the pump housing is detachable, contains a cover, a flow part, including a suction and pressure cavity with an impeller separating them along the flow of the pumped liquid, such as oil, and the inlet and outlet nozzles, the aforementioned two-turn spiral outlet, and the impeller is mounted on the rotor shaft with a horizontal axis of rotation located in a plane normal to the flow vectors at the outer boundaries of the inlet and outlet patches cuttings that are located below the plane of the connector. 3. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя узлами торцевых уплотнений вала и подшипниковыми узлами, включающими размещенные с двух сторон от рабочего колеса два гидродинамических подшипника скольжения для восприятия радиальной нагрузки ротора и сдвоенным радиально-упорным подшипником качения для восприятия остаточного осевого усилия, действующего на ротор.3. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is equipped with two assemblies of mechanical shaft seals and bearing assemblies, including two hydrodynamic plain bearings located on both sides of the impeller for absorbing the radial load of the rotor and with a double angular contact rolling bearing for sensing residual axial force acting on the rotor. 4. Центробежный насос по п.3, отличающийся тем, что гидродинамические подшипники скольжения снабжены системой принудительной смазки, преимущественно, перекачиваемой насосом жидкостью.4. The centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the hydrodynamic plain bearings are equipped with a forced lubrication system, mainly pumped liquid. 5. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что направляющий аппарат соосно с валом неподвижно установлен в корпусе насоса между выходом из рабочего колеса и напорной полостью по ходу движения перекачиваемого потока, при этом направляющий аппарат содержит кольцевую платформу с внутренним диаметром, превышающим диаметр рабочего колеса, и систему расположенных на нем выравнивающих поток тонких лопаток со спиральной закруткой, противоположно направленной относительно закрутки лопаток рабочего колеса и плавно расширяющихся к внешнему контуру с образованием между ними системы диффузорных каналов, при этом радиальная ширина упомянутой кольцевой платформы направляющего аппарата и проекции лопаток на условную осевую плоскость ротора принята практически перекрывающей с обеспечением вращения колеса разницу между радиальными размерами условной осесимметричной контурной окружности, охватывающей указанное рабочее колесо, и аналогичной окружности радиусом, равным минимальному радиальному расстоянию от оси ротора до ближайшей точки каждого из витков упомянутого двухвиткового отвода при вариабельном изменении конструкции диаметра рабочего колеса и универсальном сохранении размеров корпуса и отвода насоса.5. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the guide apparatus coaxially with the shaft is fixedly mounted in the pump housing between the outlet of the impeller and the pressure cavity in the direction of the pumped flow, while the guide apparatus contains an annular platform with an inner diameter exceeding the diameter the impeller, and a system of thin blades aligning the flow thereon with a spiral twist, oppositely directed relative to the spin of the impeller blades and gradually expanding to the outer a contour with the formation of a system of diffuser channels between them, while the radial width of the annular platform of the guide apparatus and the projection of the blades on the conditional axial plane of the rotor is taken to practically overlap with the provision of rotation of the wheel, the difference between the radial dimensions of the conditional axisymmetric contour circle covering the specified impeller and a similar circle radius equal to the minimum radial distance from the axis of the rotor to the nearest point of each of the turns of the two tkovogo retraction structure with the variable diameter of the impeller and changing universal retaining body sizes and discharge pump. 6. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что корпус и крышка выполнены, предпочтительно, литыми из стали, а патрубки - под приварку к трубопроводам и направлены горизонтально, перпендикулярно оси насоса.6. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the housing and the cover are preferably cast from steel, and the nozzles are welded to the pipelines and directed horizontally, perpendicular to the axis of the pump. 7. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что насос оснащен датчиками контроля температуры подшипников скольжения и температуры нефти на выходном патрубке, вибродатчиками подшипниковых узлов, не менее чем одним датчиком контроля осевых смещений ротора и датчиком контроля частоты вращения ротора,7. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the pump is equipped with sensors for monitoring the temperature of sliding bearings and oil temperature at the outlet pipe, vibration sensors of the bearing assemblies, at least one sensor for monitoring axial displacements of the rotor and a sensor for monitoring rotor speed, 8. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что вал ротора с одной стороны удлинен консольным концевиком для соединения с электроприводом.8. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the rotor shaft on one side is elongated by a cantilever end for connecting to an electric drive. 9. Центробежный насос по п.3, отличающийся тем, что конструкция насоса выполнена обеспечивающей возможность замены торцевых уплотнений без демонтажа корпусов подшипниковых опор.9. The centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the pump design is made possible to replace mechanical seals without dismantling the bearing housings. 10. Центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что насос предназначен для магистральной перекачки нефти и выполнен с возможностью подачи нефти, в том числе в диапазоне от 3000 до 8500 м3/ч при обеспечении напора от 200 до 280 м. 10. The centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the pump is designed for main oil pumping and is configured to supply oil, including in the range from 3000 to 8500 m 3 / h while providing a pressure of 200 to 280 m
RU2011121071/06A 2011-05-26 2011-05-26 Centrifugal pump RU2449173C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121071/06A RU2449173C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Centrifugal pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121071/06A RU2449173C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Centrifugal pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449173C1 true RU2449173C1 (en) 2012-04-27

Family

ID=46297555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011121071/06A RU2449173C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Centrifugal pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449173C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537205C1 (en) * 2013-12-18 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Турбонасос" Crude booster pump and crude booster pump impeller
RU172717U1 (en) * 2016-11-09 2017-07-21 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") HIGHWAY HORIZONTAL CENTRIFUGAL PUMP

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1298427A1 (en) * 1985-05-12 1987-03-23 Московский Институт Химического Машиностроения Centrifugal pump
DE19908143A1 (en) * 1999-02-25 2000-09-07 Ksb Ag Forged centrifugal pump casing, in form of double spiral casing produced from single forged part
RU57393U1 (en) * 2006-04-17 2006-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения" (ОАО "ВНИИАЭН") CENTRIFUGAL PUMP WITH TWO-SIDED INPUT WHEEL

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1298427A1 (en) * 1985-05-12 1987-03-23 Московский Институт Химического Машиностроения Centrifugal pump
DE19908143A1 (en) * 1999-02-25 2000-09-07 Ksb Ag Forged centrifugal pump casing, in form of double spiral casing produced from single forged part
RU57393U1 (en) * 2006-04-17 2006-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения" (ОАО "ВНИИАЭН") CENTRIFUGAL PUMP WITH TWO-SIDED INPUT WHEEL

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537205C1 (en) * 2013-12-18 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Турбонасос" Crude booster pump and crude booster pump impeller
RU172717U1 (en) * 2016-11-09 2017-07-21 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") HIGHWAY HORIZONTAL CENTRIFUGAL PUMP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3030788B1 (en) System and apparatus for pumping a multiphase fluid
US11802717B2 (en) Segmented cavitation boiler
CN1809695B (en) Device for tubular water turbine and pump incorporating the device
CN204126907U (en) Comprise the device of the axial-flow pump with integrated electric motor
CN205225763U (en) Shaftless pump
CN105102823B (en) Fluid machine and flow guide element for a fluid machine
CN110332125B (en) Compact axial flow pipeline pump
CN104066971B (en) hydraulic machinery
RU2596411C2 (en) Pump-turbine plant
CN105626540B (en) Sectional multi-stage centrifugal pump
RU2449173C1 (en) Centrifugal pump
CN102606517A (en) Inner and outer combined double-spiral seal
KR101647552B1 (en) High pressure pump for descaling
RU2511967C1 (en) Turbo-pump unit, and cold, hot and industrial water pumping method
RU57393U1 (en) CENTRIFUGAL PUMP WITH TWO-SIDED INPUT WHEEL
RU2448275C1 (en) Radial-flow pump
RU2537205C1 (en) Crude booster pump and crude booster pump impeller
RU2448280C1 (en) Radial-flow pump casing
CN202900786U (en) Volute type main feed pump for nuclear power plant conventional island
RU2468256C1 (en) General-purpose transport system of vertical oil electric pump unit
RU2331795C2 (en) Screw centrifugal pump
CN103939388A (en) Axial flow pump impeller structure without blade tip leakage
RU2468255C1 (en) Vertical oil electric pump unit (versions), and shaft line of vertical electric pump unit (versions)
RU2472044C1 (en) Complex hydraulic channel of vertical electrically driven oil pump
RU2745095C1 (en) Horizontal multistage sectional centrifugal pump

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170809