ступень погружного центробежного насоса

Формула изобретения

1. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащая рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток, отличающаяся тем, что верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом, причем стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности, причем полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата.

2. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что используется вальцованный металлический цилиндр с буртиком.

3. Ступень по любому из пп.1, 2, отличающаяся тем, что, верхний диск с осевой опорой, нижний диск и лопатки направляющего аппарата, а также рабочее колесо изготовлены из полимерного материала, а в качестве металла цилиндра с буртиком используется нержавеющая или легированная сталь.

4. Ступень по п.3, отличающаяся тем, что в качестве полимерного материала используются композиции на основе полифениленсульфида.

5. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, отличающаяся тем, что, по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

6. Ступень по п.3, отличающаяся тем, что, по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

7. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, 6, отличающаяся тем, что на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм.

8. Ступень по п.3, отличающаяся тем, что на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

9. Ступень по п.5, отличающаяся тем, что на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

10. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, 6, 8, 9, отличающаяся тем, что на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

11. Ступень по п.5, отличающаяся тем, что на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

12. Ступень по п.7, отличающаяся тем, что на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

13. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно.

14. Ступень по п.5, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно.

15. Ступень по п.7, отличающаяся тем, что отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно.

16. Ступень по п.10, отличающаяся тем, что отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно.

17. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно.

18. Ступень по п.5, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно.

19. Ступень по п.7, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно.

20. Ступень по п.10, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно.

21. Ступень по любому из пп.1, 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании.

22. Ступень по п.5, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании.

23. Ступень по п.7, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании.

24. Ступень по п.10, отличающаяся тем, что перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Погружные центробежные насосы, как правило, содержат одну или несколько насосных секций. Насосная секция такого насоса состоит из корпуса, в котором установлены направляющие аппараты и вал с рабочими колесами (Чичеров Л.Г. и др. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. - М.: Недра, 1987). При этом в процесс эксплуатации проходные каналы рабочих колес и направляющих аппаратов забиваются механическими примесями, особенно первых ступеней, что являются причиной срыва потока насоса, износа щелевых уплотнений, повышенной вибрации и, как следствие, - выхода насоса из строя. Кроме того, элементы насоса подвергаются воздействию агрессивной среды, в результате чего металлические детали подвержены коррозии. Взаимодействие пар трения в агрессивной среде скважины, в которой присутствуют взвешенные механические частицы, приводит к их интенсивному изнашиванию.

Известен погружной центробежный насос для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин. Каждая ступень такого насоса содержит рабочее колесо закрытого типа и направляющий аппарат с лопатками, выступающими за диаметральный размер наружной крышки аппарата. Рабочее колесо ступени имеет спрофилированные лопатки между ведущим и ведомым дисками (Богданов Н.А. Погружные центробежные насосы для добычи нефти. - М.: Недра, 1968, 38-50 с.).

Известна ступень многоступенчатого центробежного насоса (патент РФ № 2220327, МПК F04D 29/02, 27.12.2003), содержащая направляющий аппарат и рабочее колесо, выполненное в виде единого целого с втулкой, внешняя цилиндрическая поверхность которой образует пару трения с соответствующей внутренней цилиндрической поверхностью направляющего аппарата. Одна из деталей, поверхности которых образуют упомянутую пару трения, выполнена из спеченного пористого металлического материала, а вторая деталь выполнена из литейного чугуна нирезиста, при этом, по меньшей мере, часть детали из спеченного пористого металлического материала пропитана сплавом с высоким содержанием меди.

Недостатками известного насоса (патент РФ № 2220327, МПК F04D 29/02, 27.12.2003) является значительная трудоемкость и высокая стоимость его изготовления при низкой коррозионной и износостойкости, а также значительный вес деталей, выполненных методами спекания и литья.

Наиболее близким аналогом является ступень погружного центробежного насоса (патент № РФ 2274769, МПК F04D 13/10, F04D 29/02, СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА. 20.04.2006). Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо с втулкой и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска, втулки, нижнего диска (крышки) и лопастей, где рабочее колесо с втулкой выполнены из пластмассы, например из полиамида с наполнителем. Лопасти и втулка расположены на отдельной планшайбе, закрепленной на верхнем диске, а нижний диск выполнен в виде крышки, при этом планшайба лопасти и нижний диск выполнены из пластмассы.

Однако использование металлического стакана направляющего аппарата делает конструкцию металлоемкой и подверженной коррозионному износу. Кроме того, в процессе эксплуатации перекачиваемая жидкость, содержащая механические примеси, приводит к интенсивному абразивному износу деталей насоса, а также к скоплению примесей во внутренних полостях насоса.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание такой ступени погружного насоса, который позволил бы с наименьшими экономическими затратами производить и эксплуатировать погружные центробежные насосы в условиях работы в скважинах с высоким содержанием минеральных солей, механических и абразивных примесей в пластовой жидкости, за счет изготовления элементов насоса пониженной массой, обеспечивающих требуемые эксплуатационные свойства насосов.

Таким образом, техническим результатом изобретения является уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы.

Технический результат достигается за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащей рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток, согласно изобретению верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом, причем стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности, причем полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата.

Технический результат достигается также за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса используется вальцованный металлический цилиндр с буртиком, а верхний диск с осевой опорой, нижний диск и лопатки направляющего аппарата, а также рабочее колесо изготовлены из полимерного материала, в качестве металла цилиндра с буртиком используется нержавеющая или легированная сталь, а в качестве полимерного материала используются композиции на основе полифениленсульфида.

Технический результат достигается также за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса могут быть реализованы следующие варианты: по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм; на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно, при их чередовании.

В процессе эксплуатации насоса стаканы направляющего аппарата подвергаются воздействию осевых нагрузок, возникающих вследствие перепада давления. Поэтому в традиционных насосах для обеспечения необходимой прочности, стаканы изготавливаются чисто металлическими. Однако это приводит к их преждевременному разрушению из-за интенсивной коррозии. Это противоречие решается в предлагаемом техническим решении за счет выполнения стакана из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности, причем полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата. При этом полимерное покрытие надежно защищает металлический каркас от коррозионного износа, а металлический цилиндр обеспечивает необходимую прочность стакана. За счет заполнения полимерным материалом покрытия перфораций металлического цилиндра обеспечивается прочное сцепление покрытия с основным материалом цилиндра, а выполнение на одном конце цилиндра с буртика, внедренного внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата, обеспечивает большую жесткость конструкции и, следовательно, большую эксплуатационную надежность насоса. В известных технических решениях (например, патент № РФ 2274769) верхний диск направляющего аппарата присоединяется к металлическому стакану, что приводит к возникновению дополнительного «проблемного» стыка на границе «стакан - верхний диск» или «металл-полимер», герметичность которого должна быть обеспечена. В предлагаемом техническом решении стакан направляющего аппарата и верхний диск выполняются в виде одной детали из полимерного материала с армированием границы стыка «стакан - верхний диск», что к тому же позволяет избежать возникновения указанного дополнительного стыка в конструкции ступени насоса. Еще одним преимуществом выполнения композиционной детали, совмещающей достоинства металла и полимера в одной детали, является уменьшение веса конструкции и снижение стоимости насоса за счет экономии более дорогого материала (металла). При этом из полимерного материала могут быть изготовлены другие элементы и детали насоса, такие как рабочее колесо, элементы направляющего аппарата. Преимущество увеличения доли полимерного материала в конструкции насоса связано с меньшей плотностью этого материала по сравнению с металлом, низкой подверженностью коррозии, небольшой стоимостью и меньшей склонностью к отложению солей. В качестве полимерного материала могут быть использованы композиции на основе полифениленсульфида с армирующей фазой, например фортрон.

Использование перфораций в металлическом цилиндре стакана позволяет уменьшить долю металла в монолитной детали «верхний диск - стакан» при обеспечении той же жесткости конструкции. Перфорации в металлическом цилиндре стакана позволяют сделать соединение металлического каркаса с полимерным покрытием более надежным, поскольку полимерный материал пронизывает насквозь металлический цилиндр через выполненные в нем перфорации. Полимерное покрытие может быть нанесено одним их известных способов, например газотермическим методом или при прессовании монолитной детали. Перфорации металлического цилиндра выполняются в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм и/или овалов общей площадью кругов или овалов от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно, а при использовании перфораций в виде кругов и овалов - они располагаются по поверхности, чередуясь друг с другом. Использование диаметра круглых перфораций менее 1 мм и более 5 мм, а также общей площади перфораций менее 10% ухудшает прочность сцепления «полимер-металл». Превышение общей площади перфораций более 70%, снижает прочность стакана.

Для обеспечения смазки и удаления механических примесей из зоны трения, по крайней мере, в одной из сопрягаемых пар трения выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм. При изготовлении углублений или каналов меньше 0,8 мм ухудшается процесс удаления механических примесей (например, мелкого песка), а при увеличении углублений более 2,5 мм ухудшаются технические характеристики насоса. Форма поперечного сечения углублений и каналов должна обеспечивать выброс механических частиц из зоны трения и создавать эффект гидродинамического подшипника. При этом углубления могут располагаться по различной схеме, быть открытыми или закрытыми с внешней стороны. Каналы, как правило, имеют более разветвленное расположение на поверхности, могут пересекаться между собой, имеют более узкое сечение. Возможна комбинация углублений и каналов. В этом случае эффект удаления механических частиц связан с характером чередования и шагом расположения углублений и каналов. По сравнению с применением только углублений композиция «каналы-углубления» позволяет меньшее время механическим частицам находиться непосредственно в зоне контакта пары трения. Протяженные углубления и каналы в осевых опорах могут быть ориентированы как в радиальном направлении, так и располагаться под углом от 10 до 80 градусов в прямом или обратном направлении. Общая площадь углублений или каналов может составлять величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. При величине, меньшей 10%, уменьшится эффект удаления механических частиц из зоны трения, а при большей - возрастут контактные нагрузки на пару трения. Использование дополнительных лопаток наряду с углублениями позволяет предотвратить перемещения жидкости в областях между дисками рабочего колеса и соседними направляющими аппаратами, а также препятствовать образованию газовых пузырьков. Их число может составлять от 3 до 9.

Использование дополнительных лопаток на верхнем диске направляющего аппарата, выполненных высотой от 1 до 6 мм и загнутых на периферийной части верхнего диска под углом от 20 до 80 градусов в направлении вращения рабочего колеса, обеспечивает отвод механических примесей. Углы меньше 20 градусов и больше 80 градусов снижают указанный эффект.

Использование дополнительных лопаток на нижнем диске направляющего аппарата, обеспечивают регулирование осевой силой и повышают напор насоса.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена ступень погружного насоса, продольный разрез. Ступень содержит: 1 - стакан; 2 - рабочее колесо; 3 - ступица; 4 - ось насоса; 5 - металлический цилиндр с перфорациями; 6 - полимерный материал; 7 - направляющий аппарат; 8 - перфорации в металлическом цилиндре; 9 - верхний диск направляющего аппарата; 10 - лопатки направляющего аппарата; 11 - нижний диск направляющего аппарата; 12 - ступица; 13 - осевая опора; 14 - лопатки рабочего колеса; 15 - буртик металлического цилиндра; 16 - покрытие из полимерного материала.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо 2 со ступицей 3 и лопастями 14, направляющий аппарат 7, состоящий из верхнего диска 9 с осевой опорой 13, стакана 1, нижнего диска 11 со ступицей 12, лопаток 10. Верхний диск 9 направляющего аппарата 7 с осевой опорой 13 изготовлен монолитно со стаканом 1 из полимерного материала 6. Стакан 1 выполнен из перфорированного металлического цилиндра 5 с покрытием 16 из полимерного материала на его внутренней поверхности. Металлический цилиндр 5 выполнен с перфорациями 8. Верхний диск 9 с осевой опорой 13, нижний диск 11 и лопатки 10 направляющего аппарата 7, а также рабочее колесо 2 изготовлены из полимерного материала, а в качестве металла цилиндра 5 используется нержавеющая или легированная сталь. В качестве полимерного материала 6 используются композиции на основе полифениленсульфида.

По крайней мере, в одной осевой опоре колеса 2 выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. По крайней мере, в одной осевой опоре 13 направляющего аппарата 7 выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. По крайней мере, в одной втулке 3 радиальной пары трения ступени выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. На верхнем диске 9 направляющего аппарата 7 со стороны рабочего колеса 2 выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм. На нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.

Работа ступени осуществляется следующим образом. Перекачиваемая жидкость подводится через направляющий аппарат 7 предыдущей ступени. Она проходит через каналы рабочего колеса 2, образованные между его лопастями. Колесо приводится во вращение валом насоса через ступицу 3. Выбрасываясь из рабочего колеса 2, перекачиваемая жидкость поступает в каналы направляющего аппарата 7, образованные между лопатками 10. Пройдя через направляющий аппарат 7 со ступицей 12, жидкость направляется на вход рабочего колеса следующей ступени.

Пример. Были проведены сравнительные испытания двух партий насосов - по пять штук в каждой. Одна партия насосов была изготовлена согласно прототипу (патент № РФ 2274769), другая - согласно предлагаемому техническому решению. Масса выполненного по предложенному техническому решению насоса была меньше на 28% по сравнению с прототипом. Надежность работы, оцениваемая по длительности безотказной работы, у насосов по предлагаемому техническому решению была на 22-30% выше, чем у прототипа.

Таким образом, ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, включающая следующие признаки: содержащая рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток; верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом; стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности; полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра; металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата; используется вальцованный металлический цилиндр с буртиком; верхний диск с осевой опорой, нижний диск и лопатки направляющего аппарата, а также рабочее колесо изготовлены из полимерного материала; в качестве металла цилиндра с буртиком используется нержавеющая или легированная сталь; в качестве полимерного материала используются композиции на основе полифениленсульфида; по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм; на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании, позволяет достичь поставленного в изобретении технического результата - уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы.