Изобретение относится к гидромашиностроению, а более точно к многоступенчатым электронасосным агрегатам модульного типа для нефтедобывающей промышленности, с помощью которых поднимают нефть или воду из скважин, колодцев, резервуаров и открытых водоемов.

Проточная часть колеса КДН вместо загнутых лопастей  выполнена  в  виде ускоряющих насадок, имеет ряд свойств, отличающих его от традиционных центробежных насосов.

Насос типа КДН, способен работать с жидкостями с высоким газовым содержанием без газосепаратора, не  разрушается  при работе с жидкостями, содержащими большое количество абразивных частиц.  

Сила, перемещающая жидкость в проточном канале колеса  центробежного насоса, направлена строго от центра к периферии по радиусу. Загнутые лопасти традиционного колеса запирают центробежное направление действия силы, снижая ее потенциал.

Каждая ступень погружного многомодульного насоса для жидкости решает два, в некотором роде взаимно противоположных физических процесса: разгон жидкости до максимально возможной скорости, что бы получить наибольшее значение кинетической энергии объема жидкости и торможение этой жидкости, для того, чтобы получить максимальный уровень потенциальной энергии (напор), измеряемой в метрах водяного столба:  

Рассмотрим левую часть этого уравнения, применительно к традиционному центробежному насосу.

В настоящее время в нефтедобывающей промышленности широко используются многоступенчатые электронасосные агрегаты модульного типа, в модулях которых рабочие колеса выполнены закрытыми или открытыми, и имеют проточные каналы, расширяющиеся от центра к периферии.

Докажем, что в таких каналах нарушается гидродинамический "закон сплошности потока":

V₁² S₁ =  V₂² S₂ , где

V₁ - скорость жидкости на входе в канал рабочего колеса центробежного насоса;

S₁ - площадь поперечного сечения канала на входе;

V₂ - скорость жидкости на выходе из проточного канала колеса центробежного насоса;

S₂ - площадь поперечного сечения канала на выходе.  

Площадь поперечного сечения на входе в проточный канал традиционного центробежного колеса насоса всегда меньше, чем его площадь на выходе:

< .

Радиус колеса на входе в канал R₁ всегда меньше, чем радиус колеса на выходе R₂:

  < , а V =  R.

Следовательно, при одинаковой угловой скорости :

<< .

 Откуда следует, что поток рабочей жидкости разрывен. Это вызывает возникновение вихревых отрывных течений, кавитацию и срыв подачи. При регулировании подачи, существенно снижается энергетический КПД насоса, его напор и производительность.

Рассмотрим теперь правую часть уравнения, преобразующего кинетическую энергию в потенциальную энергию.

В традиционном электронасосном агрегате жидкость от выхода из колеса одной ступени до входа в колесо следующей ступени ударно тормозится о стенку корпуса с поворотом на 180°, что является причиной снижения скорости в два раза.

После этого жидкость дополнительно тормозится о лопасти направляющего аппарата, в результате чего преобразование кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, осуществляется с большими потерями.

Применяемый в традиционном и описанном выше агрегате метод дросселирования потока жидкости – не единственный и не лучший. Например, преобразование кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, методом «затопленной струи» является более эффективным с точки зрения КПД, но требует увеличения габаритов ступени.

В строгом соответствии с отмеченными гидродинамическими законами, нами создан новый тип центробежного насоса, названный конфузорно - диффузорным насосом. В новом рабочем колесе, соблюдается "закон сплошности потока".

Рабочие колеса насоса не имеют традиционных лопаток, а проточная часть выполнена в виде ускоряющих насадок, что увеличивает напор, энергетический КПД и позволяет им хорошо работать в жидкостях с большим газовым содержанием и содержанием твердых частиц.

В заключение следует отметить, что конструкция рабочих колес КДН позволяет проектировать насос на малые производительности порядка 5 м³/сутки - 8 м³/сутки. При этом относительно большие проходные отверстия рабочих колес КДН позволяют создать конструктивный ряд надежных центробежных бесштанговых насосов, способных с высокой эффективностью заменить существующие штанговые насосы.

 Появилась возможность разработать свою "нишу". Традиционные центробежные насосы, как известно, имеют нижний предел производительности около 20 м³/сутки и не могут этого сделать. Мы рассмотрим Ваши предложения по организации серийного выпуска насосов КДН с малой производительностью на Вашем предприятии.