Герметичный насосный агрегат Советский патент 1991 года по МПК F04D13/06 F04D31/00 

Изобретение относится к насосострое- нию, в частности к герметичным насосным агрегатам, перекачивающим газонасыщенную жидкость.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности путем обеспечения регулирования утечек и повышения эффективности удаления газовой фазы рабочей среды.

На чертеже изображен герметичный насосный агрегат, продольный разрез.

Герметичный насосный агрегат содержит корпус 1 с газоотводным каналом 2. электродвигатель с ротором 3 и статорим 4, вал 5, установленный в радиально-упорном подшипнике 6, закрепленное на валу 5 рабочее колесо 7 с ведущим и ведомым дисками 8, 9, между которыми установлены с образованием безлопаточного пространства 10 центробежные лопатки 11 и предвклю- ченный шнек 12 слопастями 13, полости 14, 15, 16 всасывания, нагнетания и низкого давления, последняя из которых образована корпусом 1, ротором 3 электродвигателя и ведущим диском 8 рабочего колеса 7 и сообщена с газоотводным каналом 2. Радиальный и передний и задний осевые зазоры 17, 18, 19 подшипника 6 сообщены с полостями 15,16 нагнетания и низкого давления. В валу 5 выполнены задний осевой и по крайней мере один радиальный нагнетательный каналы 20,21, сообщающие задний осевой зазор 19 с полостью 16 низкого давления. В ведущем диске 8 выполнены отвер- стия 22, сообщающие безлопаточное пространство 10 колеса 7 с полостью 16 низкого давления.

В валу 5 выполнены сообщенные между собой передний осевой и по крайней мере один наклонный каналы 23, 24, причем осевой канал 23 сообщен с полостью 14 всасывания в зоне шнека 12, а каждый наклонный hanafl 24 подключен к радиальному нагнетательному каналу 21 с образованием инжектора.

Лопасти 13 шнека 12 установлены с образованием безвтулочной части 25 последнего и выполнены в ней с уменьшением их внутреннего в направлении к ведущему диску 8 колеса 7.

Агрегат работает следующим образом.

Газонасыщенная жидкость поступает в полость 14 всасывания, где вследствие ее закрутки и возникающего при этом радиального градиента давления на входе в шнек 12 газовые пузырьки скапливаются в оси полости 14, тем самым происходит предварительная сепарация газа. Далее газожидкостная смесь поступает на шнек 12, где за счет значительного увеличения ее

закрутки сепарация газа интенсифицируется. После шнека 12 газожидкостная смесь поступает в полость 10, откуда жидкость центробежными лопатками 11 поступает

в полость 15 нагнетания, а отсепариро- ванные газовые пузырьки, сконцентрировавшиеся у втулки шнека 12, вытесняются через отверстия 22 в полость 16 низкого давления.

0 Часть жидкости из полости 15 нагнетания поступает на смазку радиально-упорно- го подшипника 6, где разделяется на два потока: один смазывзс: подшипник 6, проходя радиальный и передний осевой зазоры

5 17, 18, другой - смазывает подшипник 6, проходя через радиальный и задний осевой зазоры 17, 19, и поступает в задний осевой и радиальный нагнетательный каналы 20, 21. Поток жидкости в канале 21 через пе0 редний осевой и наклонный каналы 23, 24 инжектирует газожидкостную смесь из пред- шнековой зоны полости 14 всасывания. На выходе из нагнетательного канала 21 потоки смешиваются и поступают через зазор меж5 ду ротором 3 и статором 4 электродвигателя в полость 16 низкого давления, охлаждая последний. Газожидкостная смесь из полости 16 низкого давления удаляется из агрегата через газоотводной канал 2.

0 Работа подшипника 6 в качестве регулятора взаимосвязана с режимом работы всего насосного агрегата и зависит от положения ротора 3, которое определяется соотношением осевых сил,

5 При малом газонасыщении в перекачиваемой агрегатом газожидкостной смеси шнек 12 работает в безкавитационном режиме и дает полный напор, что способствует максимальному давлению в полостях 10

0 и 16 и минимальному зазору 19 подшипника 6. Минимальный зазор 19 ограничивает количество питающей нагнетательный канал 21 жидкости, и отсос через каналы 23, 24 газожидкостной смеси из полости 14 всасы5 вания незначительный, а утечки малогазо- насыщенной жидкости минимальны.

При повышении газосодержания в перекачиваемой газожидкостной смеси шнек 12 работает в режиме частичной кавитации

0 и дает напор ниже номинального, что снижает давление в полостях 10, 16, вызывая перемещение ротора 3 с увеличением заднего осевого зазора 19 подшипника 6. Увеличение зазора 19 приводит к увеличению

5 количества питающей нагнетательный канал 21 жидкости, увеличивая отсос частично отсепарированной газожидкостной смеси из полости 14 всасывания.

Использование подшипника 6 в качестве регулятора расхода питающей нагнетательный канал 21 жидкости обеспечивает эффективное регулирование утечек жидкости в зависимости от ее газонасыщенности, что повышает экономичность насосного агрегата на различных режимах работы.

Выполнение частично безвтулочного шнека 12 со скошенными лопастями 13 приводит к повышению эффективности предварительной сепарации газожидкостной смеси и, следовательно, к уменьшению газонасыщенности нагнетаемой агрегатом жидкости, что повышает надежность его работы.

Формула изобретения 1. Герметичный насосный агрегат, содержащий корпусе газоотводным каналом, электродвигатель с ротором и статором, вал, установленный в радиально-упорном подшипнике, закрепленное на валу рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, между которыми установлены с образованием безлопаточного пространства центробежные лопатки и предвключенный шнек с лопастями, полости всасывания, нагнетания и низкого давления, последняя из которых образована корпусом, ротором электродвигателя и ведущим диском рабочего колеса и

сообщена с газоотводным каналом, радиальный и передний и задний осевые зазоры подшипника сообщены с полостями нагнетания и низкого давления, в валу выполнены

задний осевой и по крайней мере один радиальный нагнетательный каналы, сообщающие задний осевой зазор с полостью низкого давления, в ведущем диске выполнены отверстия, сообщающие безлопаточное пространство колеса с полостью низкого давления, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности и надежности путем обеспечения регулирования утечек и повышения эффективности удаления газовой фазы рабочей среды, в валу выполнены сообщенные между собой передний осевой и по крайней мере один наклонный каналы, причем осевой канал сообщен с полостью всасывания в зоне шнека, а

каждый наклонный канал подключен к радиальному нагнетательному каналу с образованием инжектора.

2. Агрегат поп.1,отличающийся тем, что лопасти шнека установлены с образованием безвтулочной части последнего и выполнены в ней с уменьшением их внутреннего диаметра в направлении к ведущему диску колеса.

Изобретение относится к насосострое- нию. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности. Герметичный насосный агрегат содержит электродвигатель с ротором 3 и статором 4. вал 5 с установленным на нем рабочим колесом 7 с центробежными лопатками 11 и шнеком 12 с лопастями 13, радиально-упорный подшипник 6 с задним осевым зазором 19. В S Г9Я валу 5 выполнены осевые 20 и 23 наклонный 24 и нагнетательный 21 каналы. Часть шнека 12 выполнена безвтулочной, а лопасти 13 в безвтулочной части - со скосом. При работе агрегата газожидкостная смесь предварительно сепарируется в безвтулочной зоне шнека 12 и интенсивно сепарируется на лопастях 13 шнека 12. Газовые пузырьки отводятся через канал 23 и отверстия 22. Подшипник 6 работает в качестве регулятора количества отводимой через канал 23 газожидкостной смеси, что повышает экономичность насосного агрегата на различных режимах его работы. Выполнение частично безвтулочного шнека 12 со скошенными лопастями 13 повышает эффективность предварительной сепарации газожидкостной смеси и удаления ее газовой фазы, повышая надежность работы насосного агрегата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 21 / г« п 23 2S 5