RU203924U1 - PUMP - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области производства насосов и может найти применение при создании гидравлических машин, насосов, вентиляторов, компрессоров, а также для перекачки многофазных сред при добыче нефти и газа. Насос, характеризующийся тем, что он содержит обойму с входным и выходным каналами и с выполненными в ней проточными каналами в виде многозаходной винтовой нарезки, приводной вал с установленным на нем ротором, состоящим из установленных последовательно одна за другой на приводном валу секций, каждая из которых содержит установленные на приводном валу лопастные колеса, межлопастные каналы которых выполнены с возможностью сообщения через винтовые проточные каналы в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции, отличающийся тем, что обойма выполнена многосекционной, в полости каждой секции установлен с жесткой фиксацией опорный диск, а каждое лопастное колесо оснащено упорными элементами, установленными с обеих торцевых сторон колеса, с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения осевой нагрузки между лопастными колесами с соответствующим снижением контактных напряжений в опорных элементах насоса. 6 фиг.The utility model relates to the production of pumps and can be used in the creation of hydraulic machines, pumps, fans, compressors, as well as for pumping multiphase media in oil and gas production. The pump, characterized in that it contains a cage with inlet and outlet channels and with flow channels made in it in the form of a multi-threaded screw thread, a drive shaft with a rotor installed on it, consisting of sections installed in series one after another on the drive shaft, each of which contains impellers installed on the drive shaft, the inter-blade channels of which are made with the ability to communicate through the helical flow channels in the cage with the inter-blade channels of the wheel in the subsequent section, characterized in that the cage is multi-section, in the cavity of each section a support disk is installed with rigid fixation, and each the impeller is equipped with thrust elements installed on both end sides of the wheel, with the possibility of transferring the axial load from it to the supporting disk. The achieved technical result consists in ensuring a uniform distribution of the axial load between the impellers with a corresponding decrease in contact stresses in the pump supporting elements. 6 fig.

Description

Полезная модель относится к области производства насосов и может найти применение при создании гидравлических машин, насосов, вентиляторов, компрессоров, а также для перекачки многофазных сред при добыче нефти и газа.The utility model relates to the production of pumps and can be used in the creation of hydraulic machines, pumps, fans, compressors, as well as for pumping multiphase media in oil and gas production.

Известен насос, содержащий входной и выходной каналы, обойму с выполненными в ней канавками в виде многозаходной винтовой нарезки, приводной вал с установленным на нем ротором, отличающийся тем, что ротор состоит из секций, последовательно одна за другой установленных на приводном валу, а каждая секция содержит установленные на приводном валу разделительный диск и лопастное колесо, межлопастные каналы которого выполнены с возможностью сообщения через канавки винтовой нарезки в обойме с межлопастными каналами колеса в последующей секции (RU №57389, 2006 г.).A pump is known that contains input and output channels, a cage with grooves made in it in the form of a multi-threaded screw thread, a drive shaft with a rotor mounted on it, characterized in that the rotor consists of sections sequentially installed one after the other on the drive shaft, and each section contains a separating disk and an impeller installed on the drive shaft, the inter-blade channels of which are made with the possibility of communication through the screw grooves in the cage with the inter-blade channels of the wheel in the subsequent section (RU # 57389, 2006).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является насос, содержащий многосекционную обойму с входным и выходным каналами, каждая секция которой включает зафиксированный на обойме опорный диск с выполненными в нем винтовыми проточными каналами и установленное на приводном валу лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщены через винтовые проточные каналы опорного диска обоймы с межлопастными каналами колеса последующей секции (RU №2099602, 1997 г.).The closest to the claimed technical solution in terms of the technical essence and the achieved result is a pump containing a multi-section cage with inlet and outlet channels, each section of which includes a support disk fixed on the cage with helical flow channels made in it and an impeller mounted on the drive shaft, inter-blade channels which are communicated through the screw flow channels of the support disk of the cage with the inter-blade channels of the wheel of the subsequent section (RU # 2099602, 1997).

Недостатком известных технических решений является высокая осевая нагрузка, действующая на ротор, обусловленная перепадом давлений на выходе и входе насоса, что вызывает рост контактных напряжений в опорных элементах насоса и сокращает срок службы насоса в целом.The disadvantage of the known technical solutions is the high axial load acting on the rotor due to the pressure difference at the pump outlet and inlet, which causes an increase in contact stresses in the pump support elements and reduces the pump service life as a whole.

Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение срока службы насоса и расширение области его практического применения.The technical problem to be solved by the proposed utility model is to increase the service life of the pump and expand the area of its practical application.

Указанная проблема решается тем, что насос содержит многосекционную обойму с входным и выходным каналами, каждая секция которой включает зафиксированный на обойме опорный диск с выполненными в нем винтовыми проточными каналами, и установленное на приводном валу лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщены через винтовые проточные каналы опорного диска обоймы с межлопастными каналами колеса последующей секции, согласно полезной модели, каждое лопастное колесо оснащено упорными элементами, установленными с обеих торцевых сторон колеса, с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск.This problem is solved by the fact that the pump contains a multi-section cage with inlet and outlet channels, each section of which includes a support disk fixed on the cage with helical flow channels made in it, and an impeller mounted on the drive shaft, the inter-blade channels of which are communicated through the helical flow channels of the support the disc of the cage with the inter-blade channels of the wheel of the subsequent section, according to the utility model, each impeller is equipped with thrust elements installed on both end sides of the wheel, with the possibility of transferring the axial load from it to the supporting disc.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения осевой нагрузки между лопастными колесами с соответствующим снижением контактных напряжений в опорных элементах насоса.The achieved technical result consists in ensuring a uniform distribution of the axial load between the impellers with a corresponding decrease in contact stresses in the pump supporting elements.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема заявляемого насоса, на фиг. 2 приведена схема двухсекционного ротора, на фиг. 3 показан приводной вал, на фиг. 4 показано лопастное колесо, на фиг. 5 представлена секция обоймы, на фиг. 6 представлено лопастное колесо, в котором проточные межлопастные каналы имеют сетчатую структуру.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the inventive pump, FIG. 2 shows a diagram of a two-section rotor, FIG. 3 shows the drive shaft; FIG. 4 shows a paddle wheel; FIG. 5 shows a section of the cage, FIG. 6 shows an impeller in which the flowing inter-blade channels have a mesh structure.

Насос содержит входной 1 и выходной 2 каналы, многосекционную обойму 3 с выполненными в ней винтовыми проточными каналами 4, приводной вал 5 с установленным на нем ротором 6. Ротор 6 состоит из секций 7, последовательно одна за другой установленных на приводном валу 5. На приводном валу 5 выполнена канавка 8 под шпоночное соединение. Каждая секция 7 содержит установленные на приводном валу 5 лопастные колеса 9, межлопастные каналы 10 которых выполнены с возможностью сообщения через винтовые проточные каналы 4 в обойме 3 с межлопастными каналами колеса 9 в последующей секции 7. Позиционирование каждого лопастного колеса 9 на приводном валу 5 обеспечивается за счет шпонки 11, установленной на приводном валу 5 в канавке 8. Обойма 3 выполнена многосекционной, состоящей из секций 12, в полости каждой из которых установлен с жесткой фиксацией опорный диск 13. Каждое лопастное колесо 9 оснащено упорными элементами 14, установленными с обеих торцевых сторон колеса 9 с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск 13.The pump contains input 1 and output 2 channels, a multi-section cage 3 with helical flow channels 4 made in it, a drive shaft 5 with a rotor 6 mounted on it. Rotor 6 consists of sections 7, one after the other installed on the drive shaft 5. On the drive the shaft 5 has a groove 8 for the keyed connection. Each section 7 contains impellers 9 installed on the drive shaft 5, the inter-blade channels 10 of which are configured to communicate through the helical flow channels 4 in the cage 3 with the inter-blade channels of the wheel 9 in the subsequent section 7. The positioning of each impeller 9 on the drive shaft 5 is provided for the account of the key 11 installed on the drive shaft 5 in the groove 8. The cage 3 is made of multi-section, consisting of sections 12, in the cavity of each of which a support disk 13 is installed with rigid fixation. Each impeller 9 is equipped with thrust elements 14 installed on both end sides wheels 9 with the possibility of transferring the axial load from it to the supporting disk 13.

В представленном варианте лопастное колесо 9 имеет по 8 упорных элементов 14 на каждой торцевой стороне (всего 16).In the embodiment shown, the impeller 9 has 8 thrust elements 14 on each end face (16 in total).

Насос работает следующим образом.The pump works as follows.

При вращении ротора 6 и соответственно лопастных колес 9 жидкость, заполняет все межлопастные каналы 10, лопасти колеса 9 оказывают силовое воздействие на жидкость, тем самым формируется непрерывный поток жидкости (или газожидкостной смеси) из межлопастных каналов 10 в проточные каналы 4 многосекционной обоймы 3, в направлении от входного канала 1 к выходному каналу 2. В каждой секции 7 насоса формируется вихревое течение, обеспечивающее передачу энергии от каждого лопастного колеса 9 потоку жидкости. Жидкость с повышенной энергией выносится вихревым потоком в проточные каналы 4 обоймы 3 и вытесняется далее из насоса через выходной канал 2. Опорные диски 13, зафиксированные в полости каждой секции обоймы 12, препятствуют обратному течению жидкости из области высокого давления в область низкого давления. Ввиду неразрывности течения через входной канал 1 в насос непрерывно поступает жидкость (или газожидкостная смесь). Каждая секция насоса 7 содержит установленные на приводном валу 5 лопастные колеса 9, межлопастные каналы 10 которых выполнены с возможностью сообщения через винтовые проточные каналы 4 в обойме 3 с межлопастными каналами колеса 9 в последующей секции 7. Позиционирование каждого лопастного колеса 9 на приводном валу 5 обеспечивается за счет шпонки 11 установленной на приводном валу 5 в канавке 8. В ходе работы насоса вследствие разницы давлений во входном канале 1 и выходном канале 2 возникает осевая нагрузка, которая воздействует в каждой секции 7 на лопастные колеса 9, упорные элементы 14 которых передают осевую нагрузку от лопастного колеса 9 на опорный диск 13.When the rotor 6 and, accordingly, the impellers 9 rotate, the liquid fills all the inter-blade channels 10, the blades of the wheel 9 exert a force effect on the liquid, thereby forming a continuous flow of liquid (or gas-liquid mixture) from the inter-blade channels 10 into the flow channels 4 of the multisection cage 3, in direction from the inlet channel 1 to the outlet channel 2. A vortex flow is formed in each section 7 of the pump, which ensures the transfer of energy from each impeller 9 to the fluid flow. Liquid with increased energy is carried out by a vortex flow into the flow channels 4 of the cage 3 and is displaced further from the pump through the outlet channel 2. The support discs 13, fixed in the cavity of each section of the cage 12, prevent the liquid from flowing back from the high-pressure region to the low-pressure region. Due to the continuity of the flow through the inlet channel 1, a liquid (or a gas-liquid mixture) is continuously supplied to the pump. Each section of the pump 7 contains impellers 9 installed on the drive shaft 5, the inter-blade channels 10 of which are made capable of communicating through the helical flow channels 4 in the cage 3 with the inter-blade channels of the wheel 9 in the subsequent section 7. The positioning of each impeller 9 on the drive shaft 5 is provided due to the key 11 installed on the drive shaft 5 in the groove 8. During the operation of the pump, due to the pressure difference in the inlet channel 1 and the outlet channel 2, an axial load arises, which acts in each section 7 on the impellers 9, the thrust elements 14 of which transmit the axial load from impeller 9 to platter 13.

Поскольку опорные диски 13 неподвижны и зафиксированы в полости секции обоймы 12, происходит равномерное распределение осевой нагрузки между секциями 7 насоса.Since the supporting discs 13 are stationary and fixed in the cavity of the cage section 12, there is a uniform distribution of the axial load between the pump sections 7.

Проточные межлопастные каналы у лопастного колеса могут иметь сетчатую структуру, как показано на фигуре 6. При этом повышается жесткость и прочность конструкции колеса, что позволяет его использовать при более высоких нагрузках, что расширяет область применения насоса в целом.The flowing inter-blade channels of the impeller can have a mesh structure, as shown in figure 6. This increases the rigidity and strength of the wheel structure, which allows it to be used at higher loads, which expands the scope of the pump as a whole.

Таким образом, предлагаемая конструкция насоса обеспечивает равномерное распределение осевой нагрузки между лопастными колесами с соответствующим снижением контактных напряжений в опорных элементах насоса, что повышает срок службы насоса.Thus, the proposed pump design provides an even distribution of the axial load between the impellers with a corresponding decrease in contact stresses in the pump support elements, which increases the pump service life.

Claims (1)

Насос, содержащий многосекционную обойму с входным и выходным каналами, каждая секция которой включает зафиксированный на обойме опорный диск с выполненными в нем винтовыми проточными каналами, и установленное на приводном валу лопастное колесо, межлопастные каналы которого сообщены через винтовые проточные каналы опорного диска обоймы с межлопастными каналами колеса последующей секции, отличающийся тем, что каждое лопастное колесо оснащено упорными элементами, установленными с обеих торцевых сторон колеса, с возможностью передачи осевой нагрузки от него на опорный диск.A pump containing a multi-section cage with inlet and outlet channels, each section of which includes a support disk fixed on the cage with helical flow channels made in it, and an impeller mounted on the drive shaft, the inter-blade channels of which are communicated through the helical flow channels of the support disk of the cage with inter-blade channels wheels of the subsequent section, characterized in that each impeller is equipped with thrust elements installed on both end sides of the wheel, with the possibility of transferring the axial load from it to the supporting disk.

Images