Багатоступеневий відцентровий насос

Реферат: Багатоступеневий відцентровий насос містить вхідну і напірну кришки, корпус у вигляді пакета секцій з напрямними апаратами, які мають дифузорні канали, і встановленими на валу робочими колесами. UA 73903 U (12) UA 73903 U UA 73903 U 5 Корисна модель належить до галузі гідромашинобудування, а саме до багатоступеневих відцентрових насосів і може бути використана в нафтовидобувній промисловості для підтримки тиску пласта в нафтових свердловинах, а також для транспортування нафти. Відомий багатоступеневий відцентровий насос типу ЦНС, що містить вхідну і напірну кришки, корпус у вигляді пакета секцій з напрямними апаратами, що мають дифузорні канали, і встановленими на валу робочими колесами. Розвантаження осьового зусилля ротора здійснюється за допомогою гідроп'яти. Для отримання максимальної економічності насоса дифузорні канали напрямного апарата виконані з осередненим кутом розширення φекв, що знаходиться в інтервалі: 10 екв 15 20 25 30 35 40 45 50  F F   4  3      2  arctg  7  9 ,   l     де F4 - площа вихідного перерізу дифузорного каналу; F3 - площа вхідного перерізу дифузорного каналу; l - довжина дифузорного каналу. При цьому кут розширення φb дифузорного каналу в осьовому напрямі (кут, що зв'язує ширину напрямного апарата на вході і виході дифузорного каналу з довжиною дифузорного каналу) складає від 4 до 6°, а кут розширення φh дифузорного каналу в радіальному напрямі (кут, що зв'язує висоту вхідного і вихідного перерізів дифузорного каналу з довжиною дифузорного каналу) складає від 9 до 11°. [Михайлов А.К., Малюшенко В. В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.: Машиностроение, 1977. - С. 87, 235-237.]. Ця конструкція вибрана як найближчий аналог об'єкта, що заявляється. Недоліком відомої конструкції є підвищені радіальні габарити і, як наслідок, велика маса насосів, що призводить до підвищених капітальних витрат виготовників і споживачів. В основу корисної моделі поставлено задачу створення багатоступеневого відцентрового насоса, в якому шляхом зміни параметрів існуючих конструктивних елементів забезпечується зниження радіальних габаритів і маси насоса без зменшення його економічності. Поставлена задача вирішується тим, що у багатоступеневому відцентровому насосі, що містить вхідну і напірну кришки, корпус у вигляді пакета секцій з напрямними апаратами, які мають дифузорні канали, і встановленими на валу робочими колісьми, згідно з корисною моделлю, напрямні апарати проміжного ступеня мають: - кут розширення φh дифузорного каналу в радіальному напрямі від 4 до 8°; - кут розширення φb дифузорного каналу в осьовому напрямі від 6 до 11°. Виконання кута розширення φh дифузорного каналу напрямних апаратів в радіальному напрямі в інтервалі від 4 до 8° дозволяє зменшити радіальні розміри напрямного апарата і насоса в цілому і, як наслідок, зменшити масу насоса. Виконання кута розширення φрb дифузорного каналу напрямних апаратів в осьовому напрямі в інтервалі від 6 до 11° забезпечує збереження значення осередненого кута розширення φекв дифузорного каналу в оптимальному інтервалі від 7 до 9° при зменшенні кута розширення φh дифузорного каналу в радіальному напрямі до інтервалу від 4 до 8° і, як наслідок, збереження високої економічності насоса при зниженні його радіальних габаритів. Корисна модель, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких представлені: фіг. 1 - багатоступеневий відцентровий насос, подовжній розріз; фіг. 2 - напрямний апарат, поперечний розріз; фіг. 3 - розгортка дифузорного каналу, переріз А-А на фіг. 2. Багатоступеневий відцентровий насос містить вхідну кришку 1, напірну кришку 2, корпус у вигляді пакета секцій 3 з напрямними апаратами 4 і встановленими на валу 5 робочими колісьми 6. У напрямних апаратах 4 проміжних ступенів кут розширення φh дифузорного каналу 7 (фіг. 2) в радіальному напрямі виконаний в інтервалі від 4 до 8°. Дослідним шляхом встановлено, що виконання кута розширення φh дифузорного каналу 7 напрямних апаратів 4 в радіальному напрямі в інтервалі від 4 до 8°, який визначається за формулою: 1 UA 73903 U  a  a3  h  2  arctg 4 ,  2l  5 10 де а4 - висота вихідного перерізу дифузорного каналу; а3 - висота вхідного перерізу дифузорного каналу; l - довжина дифузорного каналу дозволяє зменшити радіальні розміри напрямного апарата 4 і насоса в цілому, і, як наслідок, понизити масу насоса. Зменшення значення кута φh менше 4° призводить до падіння економічності насоса внаслідок різкого збільшення швидкості перекачуваної рідини на виході з дифузорного каналу. Збільшення кута φh більше 8° призводить до значного збільшення радіальних розмірів напрямного апарата 4. Кут розширення φb (фіг. 3) дифузорного каналу напрямних апаратів 4 в осьовому напрямі виконаний в інтервалі від 6 до 11°. Виконання кута розширення φb дифузорного каналу напрямних апаратів 4 в осьовому напрямі в інтервалі від 6 до 11°, що визначається за формулою: 15  b  b3  b  2  arctg 4 ,  2l  20 25 30 35 40 45 де b4 - ширина напрямного апарата на виході з дифузорного каналу; b3 - ширина напрямного апарата на вході дифузорного каналу; l - довжина дифузорного каналу забезпечує збереження значення осередненого кута розширення φекв дифузорного каналу в оптимальному інтервалі від 7 до 9° при зменшенні кута розширення φh дифузорного каналу в радіальному напрямі до інтервалу від 4 до 8° і, як наслідок, збереження високої економічності насоса при зниженні його радіальних габаритів. Збільшення значення кута φb більше 11° при виконанні кута розширення φh дифузорного каналу в радіальному напрямі в інтервалі від 4 до 8° призводить до збільшення значення осередненого кута розширення φекв дифузорного каналу більше 9°, і, як наслідок, до падіння економічності насоса. Зменшення значення кута φb менше 6° при виконанні кута розширення φph дифузорного каналу в радіальному напрямі в інтервалі від 4 до 8° призводить до зменшення значення осередненого кута розширення φекв дифузорного каналу менше 7°, і як наслідок 3 до падіння економічності насоса. Насос працює таким чином. При обертанні вала 5 перекачувана рідина через всмоктувальний патрубок надходить до робочого колеса 6 і напрямного апарата 4 першого ступеня, проходить по всіх ступенях насоса і з напрямного апарата 4 останнього ступеня надходить в камеру відводу і напірний патрубок і далі у напірний трубопровід. Таким чином, в результаті використання корисної моделі, що заявляється, забезпечується технічний результат, який полягає в зниженні радіальних габаритів і маси насоса без зменшення його економічності. По корисній моделі виготовлені зразки, які підтверджують її працездатність і очікуваний технічний результат. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Багатоступеневий відцентровий насос, що містить вхідну і напірну кришки, корпус у вигляді пакета секцій з напрямними апаратами, які мають дифузорні канали, і встановленими на валу робочими колесами, який відрізняється тим, що в напрямних апаратах проміжних ступенів кут розширення φh дифузорних каналів в радіальному напрямі виконаний в інтервалі від 4 до 8°, а кут розширення φb дифузорних каналів в осьовому напрямі - в інтервалі від 6 до 11°. 2 UA 73903 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3