Гидропята высоконапорного насоса

Полезная модель относится к области насосостроения и предназначена для уравновешивания осевого усилия ротора высоконапорных насосов, а более конкретно, погружных насосов для добычи нефти. Технический результат - повышение КПД насоса за счет уменьшения утечек через гидропяту. Гидропята высоконапорного насоса содержит вращающийся на валу диск, образующий с закрепленным в корпусе неподвижным диском самоустанавливающийся торцевой зазор, и дроссель, выполненный в виде штуцера с отверстием, установленный после торцевого зазора на линии отвода утечек. В гидропяте последовательно установлено несколько пар дисков с образованием в каждой из них самоустанавливающегося торцевого зазора. Дроссель размещен со стороны внешней торцевой поверхности вращающегося диска последней пары дисков. 1 ил.

Полезная модель относится к области насосостроения и предназначена для уравновешивания осевого усилия ротора высоконапорных насосов, а более конкретно, погружных насосов для добычи нефти.

Известны гидропяты лопастных насосов, содержащие закрепленный в корпусе неподвижный и закрепленный на вращаемся валу диски, образующие самоустанавливающийся торцевой зазор, и дроссель, выполненный в виде зазора между двумя соосными цилиндрическими втулками, установленными перед торцевым зазором (Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы, изд. 2, М.: Машиностроение, 1966. С. 210, рис. 123).

Недостатком такой гидропяты при высоких напорах является повышенная утечка жидкости и снижение КПД насоса. Кроме того, утечка жидкости через дроссель даже при незначительном увеличении зазора дополнительно возрастает.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является гидропята многоступенчатого насоса, содержащая закрепленный в корпусе неподвижный диск и закрепленный на валу вращающийся диск, образующие самоустанавливающийся торцевой зазор, и дроссель, выполненный в виде штуцера с отверстием, установленный после торцевого зазора на линии отвода утечек. Износ диаметра отверстия штуцера в такой гидропяте меньше влияет на увеличение утечек жидкости по сравнению с дросселем, выполненным в виде зазора между двумя соосными цилиндрическими втулками (патент RU 69979 U1, МПК F99Z 99/00, опубл. 10.01.2008).

Однако, при высоких напорах насоса утечки через гидропяту как аналога, так и прототипа велики.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении КПД насоса за счет уменьшения утечек через гидропяту.

Для достижения указанного технического результата в гидропяте высоконапорного насоса, содержащей вращающийся на валу диск, образующий с закрепленным в корпусе неподвижным диском самоустанавливающийся торцевой зазор, и дроссель, выполненный в виде штуцера с отверстием, установленный после торцевого зазора на линии отвода утечек, согласно полезной модели, последовательно установлено несколько пар дисков с образованием в каждой из них самоустанавливающегося торцевого зазора, а дроссель размещен со стороны внешней торцевой поверхности вращающегося диска последней пары дисков.

Наличие нескольких пар дисков позволяет уменьшить утечку жидкости в гидропяте (приблизительно обратно пропорционально , где n - число пар дисков).

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом.

Гидропята высоконапорного насоса содержит несколько последовательно установленных пар дисков, каждая из которых состоит из вращающегося диска 2, насаженного на вал 3, и неподвижного диска 4, закрепленного в цилиндрическом корпусе 5. Между вращающимся диском 2 и неподвижным диском 4 образуется самоустанавливающийся торцевой зазор 1. Со стороны внешней торцевой поверхности верхнего вращающегося диска 2 размещен дроссель, выполненный в виде штуцера 7 с отверстием 8. Дроссель соединен с линией отвода утечек 6 в полость рабочей колонны.

Работа гидропяты осуществляется следующим образом.

Перекачиваемая насосом жидкость из напорной полости 9 большей частью перекачивается через продольный паз 10 корпуса 5. Меньшая часть жидкости попадает из напорной полости 9 в самоустанавливающийся торцевой зазор 1 первой пары дисков 2 и 4, а затем последовательно в аналогичные торцевые зазоры второй и последующих пар дисков. После выхода из торцевого зазора 1 последней пары жидкость поступает в штуцер 7 и отводится в дренаж через линию отвода утечек 6.

Перепад давления по обоим торцам вращающихся дисков 2 создает усилие, уравновешивающее осевое усилие ротора насоса. Размер торцевого зазора 1 зависит от диаметра штуцера 7 и перепада давления в торцевом зазоре 1 каждой пары дисков. В свою очередь, этот перепад давления составляет часть (n - количество пар дисков) общего перепада давления от входа в торцевой зазор первой пары дисков до выхода из торцевого зазора последней пары дисков. Этим достигается уменьшение утечек через гидропяту, выполненную из нескольких пар дисков 2 и 4.

Гидропята высоконапорного насоса, содержащая вращающийся на валу диск, образующий с закрепленным в корпусе неподвижным диском самоустанавливающийся торцевой зазор, и дроссель, выполненный в виде штуцера с отверстием, установленный после торцевого зазора на линии отвода утечек, отличающаяся тем, что в ней последовательно установлено несколько пар дисков с образованием в каждой из них самоустанавливающегося торцевого зазора, а дроссель размещен со стороны внешней торцевой поверхности вращающегося диска последней пары дисков.