Многоступенчатая центробежная турбомашина

Авторы патента:

ЮРИШИ Джузеппе (IT)

ГРИМАЛЬДИ Анджело (IT)

F04D1/06 - Насосы и компрессоры необъемного вытеснения

Владельцы патента RU 2600482:

Нуово Пиньоне С.п.А. (IT)

Предложена многоступенчатая центробежная турбомашина, содержащая роторный узел, содержащий вал, на котором расположено первое рабочее колесо и второе рабочее колесо, статор, содержащий проход для текучей среды, причем указанный проход содержит диффузор, расположенный ниже по потоку за выпускной стороной первого рабочего колеса, направляющий аппарат, расположенный выше по потоку перед впускной стороной второго рабочего колеса, и поворотный канал, соединяющий диффузор и направляющий аппарат. В направляющем аппарате расположены статорные лопатки, и часть направляющего аппарата ограничена первым рабочим колесом, а указанные статорные лопатки проходят, по меньшей мере частично, в указанной части направляющего аппарата. Изобретение направлено на повышение КПД компрессора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к многоступенчатым центробежным турбомашинам и центробежным рабочим колесам для многоступенчатых центробежных турбомашин, в частности, но не исключительно, для применения в нефтяной и газовой отраслях промышленности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Центробежная турбомашина представляет собой роторную машину, в которой механическая энергия передается между рабочей текучей средой и роторным узлом, содержащим по меньшей мере одно центробежное рабочее колесо. В нефтегазовых отраслях промышленности, где текучая среда представляет собой, как правило, газообразную текучую среду, применяются центробежные машины, содержащие компрессоры и детандеры. Компрессор представляет собой турбомашину, выполненную с возможностью увеличения давления газообразной среды путем использования механической энергии. Детандер представляет собой турбомашину, в которой используется давление рабочей газообразной среды для производства механической работы на валу роторного узла путем расширения текучей среды в рабочем колесе (колесах).

Центробежные турбомашины для несжимаемой текучей среды, например воды, содержат насосы и турбину, передающие энергию между текучей средой и рабочим колесом путем, аналогичным для компрессоров и детандеров соответственно. В целом, во всех случаях рабочая текучая среда обменивается энергий с центробежной машиной путем протекания в рабочем колесе в радиальном наружном направлении, от оси вращения рабочего колеса к его периферийной кольцевой кромке.

В частности, рабочее колесо турбокомпрессора передает механическую энергию, подводимую от двигателя, приводящего в движение указанную турбомашину, рабочей газообразной среде, сжимаемой путем ускорения текучей среды в рабочем колесе. При перемещении текучей среды в наружном направлении через ограничивающие ее движение диффузор и корпус машины кинетическая энергия, переданная рабочим колесом рабочей текучей среде, преобразуется в энергию давления.

Центробежные турбомашины часто называются одноступенчатыми турбомашинами, если они снабжены одним рабочим колесом, или многоступенчатыми центробежными турбомашинами, если они снабжены группой последовательно установленных рабочих колес.

На фиг. 1 изображен общий вид в разрезе многоступенчатого центробежного компрессора 100, выполненного по известному из уровня техники варианту выполнения.

В многоступенчатом центробежном компрессоре 100 используется рабочий газ под давлением от входного давления до выходного давления, превышающего входное давление. Рабочий газ может представлять собой, например, газ, выбранный из группы, содержащей двуокись углерода, сероводород, бутан, метан, этан, пропан, сжиженный природный газ или смесь перечисленных газов.

Компрессор 100 содержит статор 102, внутри которого установлен роторный узел 103, содержащий вал 104, на котором расположена группа идентичных, установленных последовательно рабочих колес (в варианте выполнения, показанном на фиг. 1, имеется три рабочих колеса 110, 111, 112). Вал 104 проходит по оси Y вращения в компрессоре 100 и имеет осевой участок А, измеряемый от первого рабочего колеса 110 до последнего рабочего колеса 112.

Каждое рабочее колесо 110, 111, 112 имеет типовую закрытую конфигурацию и содержит ступицу 113, которая плотно охватывает вал 104, и рабочие лопатки 108, проходящие между задним диском 123 рабочего колеса и передним покрывающим диском 119. Диск 123 имеет переднюю сторону 124, поддерживающую рабочие лопатки 108, и заднюю сторону 125, расположенную напротив передней стороны 124. Каждое рабочее колесо 110, 111, 112 соответственно содержит впускную сторону 110а, 111а, 112а низкого давления, ограниченную проемом 115 рабочего колеса, выполненным на покрывающем диске 109, и выпускную сторону 110b, 111b, 112b высокого давления, ограниченную периферийной кольцевой кромкой рабочего колеса 110, 111, 112.

Компрессор 100 разделен на ступени 107а, b, с (в варианте выполнения, показанном на фиг. 1, имеется три ступени), каждая из которых содержит соответствующее рабочее колесо из группы рабочих колес 110, 111, 112.

Между первой и второй ступенями 107а, b в статоре 102 выполнен проход 105 для рабочего газа, перетекающего от выпускной стороны 110b первого колеса 110 к впускной стороне 111а второго колеса 111. Проход 105 содержит диффузор 126, расположенный ниже по потоку за выпускной стороной 110b, направляющий аппарат 128, расположенный выше по потоку перед впускной стороной 111а, и U-образное колено 127, соединяющее диффузор 126 и направляющий аппарат 128. В направляющем аппарате 128 предусмотрены статорные лопатки 115 для направления рабочей текучей среды к входной стороне 111а второго рабочего колеса 111. Рабочий газ, протекающий в диффузоре 126, направляется в первом, радиальном наружном, направлении, проходящем ортогонально к оси Y вращения, при этом газ, протекающий в направляющем аппарате 128, направляется во втором, радиально внутреннем направлении, ориентированном по направлению к оси Y вращения, причем поворотный канал 127 обеспечивает поворот потока газа на 180°.

Аналогичным образом, в статоре 102 имеется проход, такой же, как проход 105, предназначенный для того же рабочего газа, протекающего от выпускной стороны 111b второго рабочего колеса 111 к впускной стороне 112а третьего рабочего колеса 112.

Проход 105 выполнен в диафрагме 118, проходящей в статоре 102 от одного рабочего колеса до следующего рабочего колеса из ряда колес 110, 111, 112. Диафрагма 118 содержит первую часть 138, проходящую вдоль оси, то есть в осевом направлении, параллельном оси Y вращения, от диффузора 126 и задней стороны 125 диска 123 рабочего колеса до направляющего аппарата 128, и проходящую в радиальном направлении, ортогонально оси Y вращения, между валом 102 и поворотным каналом 127. В зазоре 131 между первой частью 138 диафрагмы 118 имеется уплотнение 130 для предотвращения протечки рабочего газа через зазор 131. Диафрагма 118 содержит вторую часть 139, проходящую вдоль оси от направляющего аппарата 128 к следующей степени из группы ступеней 107а, b, с. Между проемом рабочего колеса, являющимся частью переднего покрывающего диска 119 каждого центробежного рабочего колеса 110, 111, 112, и соответствующей частью 139 диафрагмы 118 имеется уплотнение 140 проема рабочего колеса, выполненное по лабиринтному типу и предназначенное для предотвращения протечки текучей среды в пространстве между каждым колесом 110, 111, 112 и соответствующей частью 139 от выпускной стороны высокого давления рабочего колеса к впускной стороне низкого давления рабочего колеса.

Желательно максимально уменьшить осевой участок А для уменьшения габаритных размеров, массы и соответственно стоимости турбомашины. Кроме того, уменьшение осевого участка приведет к улучшению динамических характеристик ротора с улучшением стабильности роторного узла, которые зависят от соотношения между осевыми и радиальными размерами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения состоит в оптимизации конструкции многоступенчатой центробежной турбомашины для уменьшения ее осевых размеров.

Согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения указанная цель достигнута в многоступенчатой центробежной турбомашине, содержащей роторный узел, имеющий вал, на котором расположено по меньшей мере первое рабочее колесо и второе рабочее колесо, и статор, содержащий проход для текучей среды, протекающей от выпускной стороны первого рабочего колеса к впускной стороне второго рабочего колеса, причем указанный проход содержит диффузор, расположенный ниже по потоку за выпускной стороной первого рабочего колеса, направляющий аппарат, расположенный выше по потоку перед впускной стороной второго рабочего колеса, и поворотный канал, соединяющий диффузор и направляющий аппарат, при этом в направляющем аппарате расположены статорные лопатки, предназначенные для направления текучей среды к впускной стороне второго рабочего колеса, по меньшей мере часть направляющего аппарата ограничена первым рабочим колесом, и статорные лопатки проходят, по меньшей мере частично, в указанной части направляющего аппарата. Конструкция рабочих колес и диафрагм, расположенных между рабочими колесами, обеспечивает возможность создания турбомашины, в которой часть направляющего аппарата между первым и вторым рабочими колесами, установленными последовательно, создана посредством профиля диска первого рабочего колеса. Эта часть направляющего аппарата содержит часть статорных лопаток, внося, таким образом, значительный вклад в направление текучей среды по направлению к рабочему колесу непосредственно вниз по потоку от направляющего аппарата. Это позволяет уменьшить до минимума осевой участок диафрагмы путем удаления, в традиционной ступени многоступенчатой турбомашины, той части диафрагмы, которая проходит между диском рабочего колеса и направляющим аппаратом ниже по потоку за рабочим колесом. Это позволяет уменьшить полный осевой участок турбомашины.

Во втором варианте выполнения настоящего изобретения предложено центробежное рабочее колесо для центробежной турбомашины, содержащей роторный узел, имеющий вал, на котором расположены по меньшей мере два рабочих колеса, и статор, содержащий проход для текучей среды, протекающей от выпускной стороны первого рабочего колеса ко второму рабочему колесу, причем указанный проход содержит диффузор, расположенный ниже по потоку за первым рабочим колесом, направляющий аппарат, расположенный выше по потоку перед вторым рабочим колесом и предназначенный для направления потока во второе рабочее колесо, причем рабочее колесо содержит рабочие лопатки и диск, имеющий переднюю сторону, на которой расположены рабочие лопатки, и заднюю сторону, расположенную противоположно передней стороне и имеющую такую форму, что она ограничивает по меньшей мере часть возвратного канала многоступенчатой центробежной турбомашины.

Преимущества, описанные выше со ссылкой на первый вариант выполнения предлагаемого изобретения, достигаются также и посредством второго варианта выполнения.

Другие преимущественные особенности первого и второго вариантов выполнения получены посредством многоступенчатой центробежной турбомашины и посредством рабочего колеса, описанных в зависимых пунктах формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего описания вариантов выполнения изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает продольный разрез традиционной центробежной турбомашины;

фиг. 2 изображает продольный разрез предложенной центробежной турбомашины;

фиг. 3 изображает продольный разрез, на котором сравниваются традиционная и предложенная центробежные турбомашины.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ

ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Оба варианта выполнения настоящего изобретения, первый и второй, изображены на фиг. 2.

Согласно фиг. 2 многоступенчатая центробежная турбомашина 1 представляет собой многоступенчатый центробежный компрессор. Турбомашина 1 содержит роторный узел 3, содержащий вал 4, на котором расположена группа последовательно расположенных рабочих колес (в варианте выполнения, показанном на фиг. 2, это первое рабочее колесо 10, второе рабочее колесо 11 и третье рабочее колесо 12), и статор 2, внутри которого установлен роторный узел 3. Вал 4 проходит по оси Y вращения в турбомашине 1 и имеет осевой участок В, измеряемый от первого рабочего колеса 10 до последнего рабочего колеса 12.

Корпус 2 и роторный узел 3 разделены на (три) соединенные последовательно ступени 1а, 1b, 1с, которые содержат рабочие колеса 10, 11 и 12 соответственно. В отношении компонентов, которые не описаны далее, компрессор 1 должен рассматриваться в качестве традиционного компрессора, аналогичного вышеописанному компрессору 100, изображенному на фиг. 1.

Каждое рабочее колесо 10, 11, 12 выполнено по типу закрытого колеса и соответственно содержит впускную сторону 10а, 11а, 12а низкого давления, ограниченную проемом 9а рабочего колеса, выполненным в переднем покрывающем диске 9, и выпускную сторону 10b, 11b, 12b высокого давления, ограниченную периферийной кольцевой кромкой 13 колеса 10, 11, 12. Каждое рабочее колесо 10, 11, 12 дополнительно содержит рабочие лопатки 22 и диск 23, имеющий переднюю сторону 24, на которой крепятся рабочие лопатки 22, и заднюю сторону 25, расположенную противоположно передней стороне 24.

Статор 2 содержит диафрагму 18, проходящую между первым и вторым колесами 10, 11, причем для рабочего газа, протекающего от выпускной стороны 10b первого рабочего колеса 10 к впускной стороне 11а второго рабочего колеса 11, предусмотрен первый проход 5а. Для того же рабочего газа, протекающего от выпускной стороны 11b второго рабочего колеса 11 к впускной стороне 12а третьего рабочего колеса 12, статор 2 содержит второй проход 5b, аналогичный проходу 5а. Выполнение проходов 5а, 5b аналогичными друг другу позволяет рассматривать следующее описание прохода 5а действительным, с внесением необходимых изменений, для описания также прохода 5b.

Проход 5а содержит диффузор 6, расположенный ниже по потоку за выпускной стороной 10b первого рабочего колеса 10, направляющий аппарат 8, расположенный выше по потоку перед впускной стороной 11а второго рабочего колеса 11, U-образный поворотный канал 7, соединяющий диффузор 6 и направляющий аппарат 8, причем в направляющем аппарате 8 расположены статорные лопатки 15, предназначенные для направления текучей среды к входной стороне 11а второго рабочего колеса 11.

Направляющий аппарат 8 содержит первую часть 8а, расположенную ниже по потоку за поворотным каналом 7, и вторую часть 8b, расположенную непосредственно ниже по потоку за первой частью 8а. Первая часть 8а направляющего аппарата 8 ограничена первой и второй поверхностями 19, 20 на диафрагме 18. Первая и вторая поверхности 19, 20 расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении, параллельном оси Y вращения, причем первая поверхность 19 расположена ближе к первому рабочему колесу 10, чем вторая поверхность 20.

Вторая поверхность 20 проходит за пределы первой части 8а направляющего аппарата 8 таким образом, что она ограничивает также его вторую часть 8b.

Вторая часть 8b направляющего аппарата 8 ограничена второй поверхностью 20 диафрагмы 18 и третьей поверхностью 21, расположенной на задней стороне диска 23 первого колеса 10. Третья поверхность 21 примыкает к первой поверхности 19 диафрагмы 18 и расположена, в осевом направлении, на некотором расстоянии от второй поверхности 20. Третья поверхность 21 имеет такую форму, что она ограничивает вторую часть 8b направляющего аппарата, таким образом, внося вклад в направление текучей среды к впускной стороне 11а второго рабочего колеса 11.

Каждая статорная лопатка 15 содержит первую часть 15а, проходящую в первой части 8а направляющего аппарата 8 между первой и второй поверхностями 19, 20 диафрагмы 18. Каждая лопатка 15 дополнительно содержит вторую часть 15b, проходящую во второй части 8b направляющего аппарата 8 между второй поверхностью 20 диафрагмы 18 и третьей поверхностью 21 задней стороны 25 диска 23 рабочего колеса.

В зазоре 31 между первой и третьей поверхностями 19, 21 имеется лабиринтное уплотнение 30 для предотвращения протекания текучей среды от выпускной части 10b, 11b первого и второго колес 10, 11 непосредственно в соответствующий направляющий аппарат 8, без предварительного протекания через соответствующий диффузор 6 и поворотный канал 7. Уплотнение 30 имеет ту же функцию, что и уплотнение 130, описанное со ссылкой на традиционное решение, показанное на фиг. 1, то есть предназначено для предотвращения протечек от выпускной стороны 10b, 11b каждого колеса 10, 11 к соответствующему следующему колесу 11, 12.

Уплотнение 30 расположено между периферийной кромкой 13 диска 23 рабочего колеса и той частью 38 диафрагмы 18, которая проходит в осевом направлении между диффузором 6 и направляющим аппаратом 8 и в радиальном направлении между диском 23 и поворотным каналом 7.

Уплотнение 30 содержит уплотнительные зубцы, которые могут быть роторными, то есть изготовленными вместе с лопаточным диском, как показано на фиг. 2, или статорными, то есть установленными на части 38 диафрагмы 18.

В конструкции описанной выше турбомашины 1 вторая часть 8b направляющего аппарата 8 ограничена поверхностью рабочего колеса 10, при этом лопатки 15 частично проходят в части 8b.

Текучая среда, протекающая в диффузоре 6, направляется в первом радиальном направлении Х1 потока, ортогональном к оси Y вращения, а текучая среда, протекающая в аппарате 8, направляется во втором направлении Х2 потока, ориентированном в направлению к оси Y. При этом угол W между первым и вторым направлениями потока Х1, Х2 превышает 180°. Значение угла W находится, как правило, в диапазоне 185-210°.

Настоящее изобретение может быть также использовано применительно к центробежным детандерам.

В самом общем случае настоящее изобретение может быть использовано также в центробежных турбомашинах для сжимаемых и несжимаемых текучих сред, содержащих насосы и водные турбины.

Конструкция рабочих колес и диафрагм между рабочими колесами позволяет уменьшить до минимума размер диафрагмы вдоль оси путем удаления, в отношении традиционной многоступенчатой турбомашины (фиг. 1), той части диафрагмы, которая проходит между диском рабочего колеса и направляющим аппаратом ниже по потоку за рабочим колесом, другими словами, путем максимально возможного уменьшения той части 38 диафрагмы 18, на которой установлено лабиринтное уплотнение 30. Эта возможность обеспечивается путем использования задней стороны диска каждого рабочего колеса для ограничения части направляющего аппарата. Это позволяет уменьшить общий осевой участок турбомашины, в частности осевой участок А и В (фиг. 3). Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет достичь вышеуказанную цель и реализовать вышеуказанные преимущества.

Кроме этого, предлагаемое изобретение позволяет достичь дополнительных преимуществ. В частности, экспериментальные испытания показали положительное влияние на термодинамические и гидродинамические характеристики текучей среды, протекающей во второй части 8b направляющего аппарата в контакте с вращающейся поверхностью 21 каждого рабочего колеса. Вращение рабочего колеса вносит эффективный вклад в придание энергии текучей среде для предотвращения или задержки разделения текучей среды в направляющем аппарате. По вышеуказанной причине предлагаемое изобретение позволяет лучше направлять текучую среду к впускной стороне ступеней турбомашины, расположенных за первой ступенью, улучшая, таким образом, общую эффективность.

В данном описании используются примеры, включающие наилучший вариант выполнения, для раскрытия изобретения, а также для того, чтобы дать возможность любому специалисту практически использовать изобретение, включая изготовление и использование любых устройств или систем и осуществление любых связанных с ними способов. Патентоспособный объем изобретения ограничен пунктами формулы изобретения и может содержать другие примеры, которые возникают у специалистов в данной области техники. Подобные другие примеры находятся в пределах объема формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от буквально описанных в формуле изобретения, или если они содержат эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквально описанных в формуле изобретения.

1. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1), содержащая
- роторный узел (3), содержащий вал (4), на котором расположены по меньшей мере первое рабочее колесо (10) и второе рабочее колесо (11),
- статор (2), содержащий проход (5) для текучей среды, протекающей от выпускной стороны (10b) первого рабочего колеса (10) к впускной стороне (11а) второго рабочего колеса (11), причем указанный проход (5) содержит диффузор (6), расположенный ниже по потоку за выпускной стороной (10b) первого рабочего колеса (10), направляющий аппарат (8), расположенный выше по потоку перед впускной стороной (11а) второго рабочего колеса (11), и поворотный канал (7), соединяющий диффузор (6) и направляющий аппарат (8), причем в направляющем аппарате (8) расположены статорные лопатки (15) для направления текучей среды к впускной стороне (11а) второго рабочего колеса (11),
причем по меньшей мере часть (8b) направляющего аппарата (8) ограничена первым рабочим колесом (10), и статорные лопатки (15) проходят, по меньшей мере частично, в указанной части (8b) направляющего аппарата (8), и
при этом статор (2) содержит диафрагму (18), проходящую между первым и вторым рабочими колесами (10, 11), а направляющий аппарат (8) содержит первую часть (8а), расположенную ниже по потоку за поворотным каналом (7), и вторую часть (8b), расположенную непосредственно ниже по потоку за указанной первой частью (8а), причем первая часть (8а) направляющего аппарата (8) ограничена первой и второй поверхностями (19, 20), расположенными на диафрагме (18), и эти первая и вторая поверхности (19, 20) расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении, параллельном оси (Y) вращения вала (4), при этом вторая часть (8b) направляющего аппарата (8) ограничена второй поверхностью (20) диафрагмы (18) и третьей поверхностью (21), расположенной на первом рабочем колесе (10), причем третья поверхность (21) расположена смежно с первой поверхностью (19) и на расстоянии в осевом направлении от второй поверхности (20),
отличающаяся тем, что
каждая статорная лопатка (15) имеет
- первую часть (15а), проходящую в указанной первой части (8а) направляющего аппарата (8) между указанными первой и второй поверхностями (19, 20) диафрагмы (18), и
- вторую часть (15b), проходящую в указанной второй части (8b) направляющего аппарата (8) между указанными второй поверхностью (20) диафрагмы (18) и третьей поверхностью (21) первого рабочего колеса (10).

2. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1) по п. 1, в которой каждое рабочее колесо (10, 11) содержит рабочие лопатки (22) и диск (23), имеющий переднюю сторону (24), на которой расположены рабочие лопатки (22), и заднюю сторону (25), которая расположена противоположно передней стороне (24) и на которой расположена указанная третья поверхность (21).

3. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1) по п. 1, в которой в зазоре (31) между указанными первой и третьей поверхностями (19, 21) расположено уплотнение (30) для предотвращения протекания текучей среды от выпускной стороны (10b, 11b) каждого рабочего колеса (10, 11) непосредственно в соответствующий направляющий аппарат (8).

4. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1) по п. 3, в которой диафрагма (18) содержит часть (38), проходящую в осевом направлении между диффузором (6) и направляющим аппаратом (8) и в радиальном направлении между диском (23) рабочего колеса и поворотным каналом (7) прохода (5), причем указанное уплотнение (30) расположено между указанной частью (38) диафрагмы и периферийной кромкой (13) диска (23) рабочего колеса.

5. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1) по п. 4, в которой уплотнение (30) является лабиринтным.

6. Многоступенчатая центробежная турбомашина (1) по п. 1, в которой текучая среда, протекающая в диффузоре (6), направляется вдоль первого радиального направления (Х1) потока, проходящего ортогонально к оси (Y) вращения вала (4), а текучая среда, протекающая в направляющем аппарате (8), направляется вдоль второго направления (Х2) потока, ориентированного к оси (Y) вращения, причем угол (W) между первым и вторым направлениями потока (Х1, Х2) превышает 180°.

7. Рабочее колесо (10, 11) для многоступенчатой центробежной турбомашины (1), содержащей
- роторный узел (3), имеющий вал (4), на котором расположены по меньшей мере два рабочих колеса (10,11),
- статор (2), имеющий проход (5) для текучей среды, протекающей от выпускной стороны (10b) первого рабочего колеса (10) ко второму рабочему колесу (11), аналогичному первому рабочему колесу (10), причем проход (5) содержит диффузор (6), расположенный ниже по потоку за первым рабочим колесом (10), направляющий аппарат (8), расположенный выше по потоку перед вторым рабочим колесом (11) и предназначенный для направления потока во второе рабочее колесо (11), причем рабочее колесо (10, 11) содержит:
- рабочие лопатки (22) и
- диск (23), имеющий переднюю сторону (24), на которой расположены рабочие лопатки (22), и заднюю сторону (25), расположенную противоположно передней стороне (24) и выполненную с такой формой, чтобы ограничивать по меньшей мере часть направляющего аппарата (8) многоступенчатой центробежной турбомашины (1),
при этом статор (2) содержит диафрагму (18), проходящую между первым и вторым рабочими колесами (10, 11), а направляющий аппарат (8) содержит первую часть (8а), расположенную ниже по потоку за поворотным каналом (7), и вторую часть (8b), расположенную непосредственно ниже по потоку за указанной первой частью (8а), причем первая часть (8а) направляющего аппарата (8) ограничена первой и второй поверхностями (19, 20), расположенными на диафрагме (18), и эти первая и вторая поверхности (19, 20) расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении, параллельном оси (Y) вращения вала (4), при этом вторая часть (8b) направляющего аппарата (8) ограничена второй поверхностью (20) диафрагмы (18) и третьей поверхностью (21), расположенной на первом рабочем колесе (10), причем третья поверхность (21) расположена смежно с первой поверхностью (19) и на расстоянии в осевом направлении от второй поверхности (20),
отличающееся тем, что
каждая статорная лопатка (15) имеет
- первую часть (15а), проходящую в указанной первой части (8а) направляющего аппарата (8) между указанными первой и второй поверхностями (19, 20) диафрагмы (18), и
- вторую часть (15b), проходящую в указанной второй части (8b) направляющего аппарата (8) между указанными второй поверхностью (20) диафрагмы (18) и третьей поверхностью (21) первого рабочего колеса (10).

8. Рабочее колесо (10, 11) по п. 7, в котором его диск (23) имеет периферийную кромку (13), причем между указанной периферийной кромкой (13) и статором (2) многоступенчатой центробежной турбомашины (1) имеется уплотнение (30).

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно узлу герметизации вала вертикального насоса двустороннего всасывания. Насос содержит узел корпуса, вал и интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа.

Многоступенчатый центробежный насосный агрегат // 2578778

Изобретение относится к многоступенчатому центробежному насосному агрегату, по меньшей мере, с двумя рабочими колесами (2, 6), причем имеются две следующие друг за другом в направлении потока колесные группы (4, 8), по меньшей мере, с одним рабочим колесом (2, 6) каждая.

Способ модернизации установки преобразования энергии и модернизированная установка преобразования энергии // 2573861

Группа изобретений относится к способу модернизации для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию или механическую энергию и наоборот и такой модернизированной установке.

Центробежный насос // 2556948

Изобретение относится к центробежному насосу (1) по меньшей мере с одной ступенью (2) насоса, с корпусом из нескольких деталей. Первая деталь (3) корпуса содержит всасывающее подключение (5), вторая деталь (6) корпуса содержит нагнетающее подключение (7).

Насос центробежный двухступенчатый со взаимно развернутыми колесами // 2555640

Изобретение относится к горизонтальным центробежным двухступенчатым насосам с взаимно развернутыми рабочими колесами. Насос состоит из статора с двумя напорными крышками, двумя направляющими аппаратами и обечайкой и ротора с рабочими колесами, консольно установленными на валу.

Электронасосный агрегат // 2548698

Изобретение относится к герметичным электронасосным агрегатам (ЭНА) для систем терморегулирования космических аппаратов. Корпусы электродвигателя и насоса ЭНА из алюминиевого сплава герметично соединены и разделены цилиндрической немагнитной экранирующей оболочкой из титанового сплава.

Система подачи жидкого кислорода и способ его подачи из бака потребителю // 2547353

Изобретение относится к области силовых установок летательных аппаратов. Система подачи жидкого кислорода, содержащая агрегат соединенных последовательно гидравлически друг с другом насосов трех каскадов с автономными приводами, бак с кислородом и потребитель кислорода, где вход системы соединен с баком, а выход - с потребителем кислорода, в соответствии с изобретением снабжена источником газа высокого давления с вентилем, смесителем и потребителем газа, где источник газа соединен через вентиль с входом привода насоса третьего каскада, выполненного в виде турбины, выход газа из турбины третьего каскада соединен с потребителем газа и с входами газа приводов насосов первого и второго каскадов, выполненных в виде осевых турбин, расположенных коаксиально соответствующим насосам и скрепленных с ними, выходы газа из турбин первого и второго каскадов соединены через смеситель с выходом жидкого кислорода из насоса первого каскада, причем каналы подачи кислорода в насосах первого и второго каскадов выполнены диагональными с осевыми входами и выходами, а насос третьего каскада выполнен центробежным.

Спиральный отвод оседиагонального шнекового насоса // 2543711

Изобретение относится к насосостроению. Спиральный отвод оседиагонального шнекового насоса содержит спиральный канал, диффузор и язык.

Способ проектирования центробежных насосов // 2542160

Изобретение относится к области машиностроения. В процессе проектирования задают технические требования к характеристикам насоса и устанавливают набор параметров, характеризующих геометрию элементов насоса.

Магистральный нефтяной насос и рабочее колесо магистрального нефтяного насоса // 2537205

Изобретение относится к насосостроению. Горизонтальный одноступенчатый насос включает корпус, двухпоточное рабочее колесо и направляющий аппарат.

Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка // 2600662

Изобретение предназначено для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления и в качестве питательного насоса на нефтяных месторождениях. Насосная установка включает горизонтальный многоступенчатый секционный центробежный насос с цилиндрическим секционным корпусом, входной торцевой и напорной крышками. Вал установлен в опорных сферических двухрядных роликовых радиально-упорных подшипниках и имеет торцевые уплотнения, размещенные во входной и торцевой крышках. Корпус выполнен в виде двух отдельных частей, в каждой их которых размещены рабочие колеса и направляющие аппараты, а напорная крышка установлена между двумя частями корпуса. Насос снабжен переводной торцевой крышкой для перевода жидкости из первой части корпуса во вторую через переводные каналы, выполненные в напорной и переводной крышках заодно с ними. В переводной крышке размещено дополнительное торцевое уплотнение. Колеса в первой и второй частях корпуса расположены зеркально друг другу относительно напорной крышки. Изобретение направлено на повышение КПД, надежности, ремонтопригодности, срока эксплуатации без увеличения стоимости изготовления за счет снижения вибрации насоса. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Центростремительный лопастной насос для перекачивания подогретых неоднородных по плотности жидкостей // 2606290

Изобретение относится к области насосостроения. Насос содержит входной патрубок, центростремительное рабочее колесо, состоящее из ведущего и покрывного дисков, радиальных лопастей (4), изогнутых по дуге окружности радиусом (rл) с центром изгиба (О2), смещенным относительно центра вращения (О1), и совмещенного с ним начала ортогональной системы координат радиально по оси (Y) на расстояние (Yo) и по оси (X) в направлении вращения от оси (Y) на расстояние (Xо), и конической втулки с уменьшающимся диаметром; подвод, отвод и вал, приводимый от асинхронного электрического двигателя. Колесо имеет входное сечение, расположенное на периферии на наружном диаметре рабочего колеса (D1рк), и выходное сечение, расположенное в центральной части на внутреннем диаметре (D2рк=(0,3-0,7)D1рк). Подвод расположен с внешней стороны, напротив входного сечения колеса, и выполнен в виде спирального канала (10) с постоянной в окружном направлении шириной, равной ширине колеса на входе, и с высотой, отсчитываемой от наружного диаметра колеса D1 до внутренней поверхности (9) стенки спирального канала, уменьшающейся пропорционально углу охвата (φохв), с высотой (hск), отсчитываемой от начальной высоты сечения (h1ск), примыкающего к входному патрубку и принятого за начало отсчета угла охвата (φохв=0°), соответствующей площади входа в насос, до конечной высоты через один оборот текущего угла охвата (φохв=360°), равной величине радиального зазора (h2ск=δr), обеспечивающего свободное вращение колеса. Отвод расположен с внешней стороны, напротив выходного сечения (2рк ) колеса, и выполнен в виде кольцевого диффузора, образованного внутренней поверхностью стенки выходного патрубка с внутренним диаметром и наружной поверхностью конической втулки колеса. Изобретение направлено на достижение наибольшей эффективности за счет образования конвекции от периферии к центру при воздействии ускорения вращения. 2 ил.

Двухступенчатый электронасосный агрегат // 2618777

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано как электронасосный агрегат (ЭНА) в составе систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Двуступенчатый ЭНА содержит входной и выходной патрубки и два ЭНА. Каждый ЭНА содержит электродвигатель с герметично разделенными корпусами из титана соответственно для ротора и статора, соединенного по периметру свободной частью корпуса с алюминиевым корпусом насоса. В корпусе насоса на валу ротора электродвигателя закреплены левое и правое рабочие колеса, установленные в расточке обоймы. Полости колес разделены вертикальной диафрагмой и содержат переводные каналы. Соединение корпусов статора электродвигателя и насоса выполнено герметично посредством монолитного переходного биметаллического кольца соответственно с титановой и алюминиевой сторонами. Полость корпуса ротора электродвигателя сообщается с полостью колеса по жидкости через подшипники ротора. Диафрагма выполнена заодно с обоймой герметично по ее внешнему периметру. Один переводной канал выполнен на участках обоймы и втулки и соединяет выход и вход полостей соответственно правого и левого рабочих колес, другой канал выполнен на участках обоймы и корпуса ЭНА и соединяет выход полости левого колеса и выходной патрубок. ЭНА расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через входной и выходной патрубки и шарообразный обратный клапан, установленный на пересечении выходов переводных каналов ЭНА с каналом выходного патрубка. Подпружиненный с наружной стороны выходного патрубка корпус ЭНА выполнен в виде единой конструкции. Изобретение направлено на повышение надежности, увеличение КПД, упрощение конструкции, уменьшение массы, расширение условий применения ЭНА. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ работы двухступенчатого электронасосного агрегата // 2618804

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, конкретно - к способу работы электронасосного агрегата (ЭНА) для систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Способ работы ЭНА включает обеспечение циркуляции жидкости посредством электродвигателя (ЭД) с герметично разделенными корпусами из титана. Циркуляцию обеспечивают в следующей последовательности: входной патрубок, вход и выход правого рабочего колеса, идущий на один из переводных каналов, вход и выход левого рабочего колеса, идущий на другой переводной канал, выходной патрубок. Циркуляцию осуществляют относительно диафрагмы с герметично соединенным ее внешним периметром с обоймой, по герметичным составным каналам, один переводной канал выполняют на участках обоймы и втулки и соединяют им выход рабочей полости правого колеса и вход рабочей полости левого колеса, другой переводной канал выполняют на участках обоймы и корпуса ЭНА и соединяют им выход рабочей полости левого колеса и выходной патрубок корпуса ЭНА. Соединение корпуса статора ЭД и алюминиевого корпуса насоса выполняют герметичным посредством монолитного переходного биметаллического кольца соответственно с титановой и алюминиевой сторонами. Полость корпуса ротора ЭД выполняют сообщающейся с полостью колеса по жидкости через подшипники ротора. ЭНА располагают симметрично относительно плоскости, проходящей через входной патрубок, выходной патрубок и шарообразный обратный клапан, установленный на пересечении выходов переводных каналов ЭНА с каналом выходного патрубка. Обратный клапан подпружинивают с наружной стороны выходного патрубка. Корпус ЭНА выполняют в виде единой конструкции. Изобретение направлено на: повышение надежности, КПД работы ЭНА, упрощение конструкции, уменьшение массы и расширение условий применения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Центробежный электрический насос // 2621851

Центробежный насос (10) содержит корпус (11) для размещения группы рабочих колес (12), чередующихся с неподвижными диффузорами (13), и двигатель (14), который приводит во вращательное движение указанные рабочие колеса (12), так как они закреплены на том же валу (15), что и указанный двигатель (14). Между рабочими колесами (12) и двигателем (14) имеется уплотнительная камера (16), которая располагается вокруг вала (15), чтобы собирать конденсирующуюся воду и воду, просачивающуюся из группы указанных рабочих колес (12). Камера (16) соединена с наружной стороной указанного насоса (10) с помощью, по меньшей мере, одного канала (18) для выпуска воды. Корпус (11) имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (19) в, по меньшей мере, одном канале (18) и цилиндрическую часть, которая окружает колеса (12), камеру (16) и двигатель (14). Цилиндрическая часть образована двумя кожухами (20а, 20b), которые совмещены в поперечной плоскости по отверстию (19). Корпус также содержит две противоположные головки (21, 22), соответственно, со стороны впуска и со стороны нагнетания, которые закрывают торцы цилиндрической части. Изобретение направлено на создание насоса простой конструкции, который может быть изготовлен с низкими затратами. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Магистральный насос // 2629307

Изобретение относится к центробежным насосам и может быть использовано для перекачки по магистральным трубопроводам нефти и других жидкостей. Насос содержит набор силовых элементов в виде ребер жесткости, связывающих корпус насоса с поверхностями лап опорного насоса. Крепежные поверхности лап расположены по центральной оси подводящего и отводящего трубопровода. Лапы ребрами жесткости соединены с подводящим и отводящим патрубками, корпусами подшипниковых узлов и соединяют корпусы последних между собой. Сами лапы попарно соединены между собой ребрами, проходящими под основанием корпуса насоса. Основание и крышка корпуса выполнены с внутренними полостями, образующими подвод и отвод. Все ребра выполнены за одно целое с крышкой или основанием. Изобретение направлено на повышение надежности и ресурса работы насоса за счет уменьшения вибронагруженности и повышения герметичности при обеспечении одновременной минимизации материалоемкости конструкции насоса. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Многоступенчатый самовсасывающий центробежный насосный агрегат // 2636288

Многоступенчатый самовсасывающий центробежный насосный агрегат с по меньшей мере двумя следующими друг за другом в главном направлении (32) движения потока насосными ступенями (4) и расположенным параллельно по меньшей мере одной насосной ступени (4) каналом (13) обратного потока. Канал (13) обратного потока в главном направлении (32) движения потока оканчивается позади направляющего аппарата (10а) первой или следующей насосной ступени (4). Изобретение направлено на усовершенствование процесса самовсасывания насоса путем сокращения времени его осуществления и исключения завихрения возвращаемой жидкости. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Многоступенчатый центробежный насос // 2637342

Изобретение касается многоступенчатого центробежного насоса с основанием (2), головной частью (14) и стенкой (16), которая соединяет основание (2) с головной частью (14) и окружает по внешнему периметру ступени насоса. Кроме того, центробежный насос содержит примыкающую к головной части (14) раму двигателя для размещения электродвигателя (20), предназначенного для привода центробежного насоса. Стенка (16) в осевом направлении продолжается за головную часть (14) и соединена с рамой двигателя. Изобретение направлено на создание более простой конструкции и более привлекательного дизайна. 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Шнекоцентробежный насос (варианты) // 2640901

Группа изобретений относится к насосостроению и может быть использована в трубопроводных транспортных системах и погрузоразгрузочных комплексах для перемещения жидкостей, включая углеводородные высоковязкие и содержащие примеси. Шнекоцентробежный насос содержит предвключенное шнековое и центробежное колеса, установленные последовательно на едином приводном валу, а также спиральный отвод. Ступицы шнекового и центробежного колес имеют форму усеченного конуса. Угол конусности ступицы шнекового колеса близок углу конусности ступицы центробежного колеса. Задняя кромка ступицы шнекового колеса перекрывает внахлест передний торец ступицы центробежного колеса. Центробежное колесо сформировано в виде постепенно разворачивающегося в периферическом направлении кольцевого канала. Изобретения направлены на обеспечение неразрывного перемещения высоковязкой среды, избегая при этом образования застойных зон и налипаний за счет нахождения оптимально простых конфигураций основных конструктивных элементов и построения их сочленений без применения сложных и дорогостоящих технологических процессов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.