Центробежный насос

 

Изобретение относится к насосостроению и предназначено для повышения КПД путем улучшения структуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным перекачиваемым потоком. Для достижения этого лопатка выполнена ступенчатой, причем ее участок 10 меньшей толщины расположен за эжекторной щелью 9. При работе насоса часть утечек из задней пазухи 3 поступает по каналу 8 к эжекторной щели 9 и в виде пристеночной струи в межлопаточный канал. В результате основному потоку сообщается дополнительная энергия, за счет чего уменьшаются отрицательные последствия отрывных явлений. Пристеночный ввод струи обеспечивает наиболее интенсивное эжектирование масс жидкости именно в той области, где отрывные явления наиболее интенсивны. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 F 04 D 29/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4399914/25-29 (22) 29,03 ° 88 (46) 07.12.89. Бюл. У 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. И.М.Федорова (72) Э.И.Антонов и В.В.Пак (53) 621.671(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 90934 1, кл. F 04 D 29/66, 1973. (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС (57) Изобретение относится к насосостроению и предназначено для повышения КПД путем улучшения структуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным перекачи„„SU,, 1527415 А1

2 ваемым потоком. Для достижения этого лопатка выполнена ступенчатой, причем ее участок 10 меньшей толщины расположен за эжекторной щелью

9. При работе насоса часть утечек из задней пазухи 3 поступает по каналу 8 к эжекторной щели 9 и в виде пристеночной струи в межлопаточный канал. В результате основному потоку сообщается дополнительная энергия, за счет чего уменьшаются отрицательные последствия отрывных явлений. Пристеночный ввод струи обеспечивает наиболее интенсивное эжектирование масс жидкости именно в той области, где отрывные явления наиболее интенсивны. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1527415

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных насосов.

Цель изобретения — повышение

КПД насоса путем улучшения структуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным потоком, На фиг. 1 изображен насос; на фиг.2 — лопатка со щелью с тыльной стороны; на фиг.3 — то же, с лицевой стороны; на фиг.4 — то же, с лицевой и тыльной сторон;на фиг.5— щель Г-образ ной формы; на фиг. 6— то же, П-образной формы; на фиг.7— то же, Т-образной формы.

Центробежный насос содержит установленное в корпусе 1 с образованием передней 2 и задней 3 пазух рабочее колесо 4 с ведущим 5 и покрывным 6 дисками и располокенными между ними лопатками 7 с выполненными в них цилиндрическими каналами 8, имеющими эжекторную щель 9, при этом канал 8 сообщен с задней пазухой 3, а щель 9 с проточной частью колеса 4 у поверхности лопатки 7.

Лопатка 7 выполнена ступенчатой, причем ее участок 10 меньшей толщины расположен эа эжекторной щелью

9. Экекторная щель 9 мокет быть выполнена с тыльной, лицевой или сразу с двух сторон лопаток и иметь Г-, П- или Т-образную форму. Насос снаб" жен стаканами 11, расположенными в каначах 8, а щели 9 выполнены в боковых стенках каналов.

Насос функционирует следующим образом.

При вращении рабочего колеса 4 и передаче с помощью лопаток 7 энергии перекачиваемой жидкости часть потока утечек, возникающих в задней пазухе 3 из-за перепада давления между последней и межлопаточным каналом, поступает по каналу 8 к щели

9 и в виде пристенной струи в межлопаточный канал колеса. Благодаря этому основному потоку сообщается дополнительная энергия, за счет чего уменьшаются отрицательные последствия отрывных явлений. Как известно из теории турбулентных потоков в каналах, потери напора в последних обусловлены в наибольшей степени характером течения в узком пристенном пограничном слое. Именно в по"

20

45 следнем возникают отрицательные явления, приводящие к отрыву пограничного слоя с резким увеличением сопротивления течению потока.

Применительно к центробженым колесам эти явления возникают в первую очередь на тыпьных сторонах лопаток

7 и прилегающих к ним участках покрывного диска 6, а также, в меньшей степени, на лицевых сторонах лопаток

7 и ведущем диске 5. Причем наиболее интенсивно эти процессы проявляются, начиная примерно с середины межлопаточного канала. За счет выполнения эжекторных щелей 9 описанные отрицательные процессы устраняются или существенно смягчаются путем ввода пристенной струи в промежуточной части межлопаточного канала.

Из теории турбулентных струй известно, что пристенная струя обла° дает большей дальнобойностью по сравнению со случаем ввода струи в открытое пространство. Пристенный ввод струи в средней части межлопаточного канала обеспечивает наиболее интенсивное эжектирование (подсасывание) масс жидкости именно в той области, где обычно отрывные явления наиболее интенсивны. При этом направление движения потока совпадает с направлением, задаваемым лопатками 7 и дисками 5 и 6 в средней и выходной части колеса.4 ° Отбор рабочей среды иэ задней пазухи 3 приводит к дополнительным преимуществам. Во-первых, чем больше щель 9, тем нике давление в пазухе 3, что снижает осевую силу и повышает надежность работы насоса. Во-вторых, увеличение этого же расхода одновременно сникает потери на дисковое трение в пазухе 3о Выбирая экспериментально радиус расположения каналов 8 и сечения щелей 9, можно добиться максимального суммарного эффекта по повышению эффективности работы насоса.

Ввод струй через участки D и Е щелей П-, Г- и Т-образной формы смягчает отрывные явления в угловых участках между лопатками 7 и дисками

5 и 6, а также на поверхностях последних. В целом объединенное действие перпендикулярной системы струй, проникающей на большую глубину потока в канале, обеспечивает более

1527415 интенсивное выравнивание поля его скоростей °

Кроме того, образование участка

D, являющегося конечным на пути движения потока в стаканах 11 с более широким зазором, обеспечивает воэможность удаления иэ стаканов 11 достаточно крупных твердых частиц с исключением забивания щелей 9.

Снабжение каналов 8 стаканами 11 обеспечивает возможность легкого осуществления ступенчатого уменьшения толщины лопатки 7, выполнения щели 9 пристенного типа с обеспечением ввода струи вдоль стенки.

Наиболее рационально выполнение щели 9 с тыльной стороны лопатки 7, Выполнение ее с лицевой стороны целесообразно для вперед загнутых на выходе лопаток. Выполнение щелей 9 с обеих сторон лопатки наиболее целесообразно в высоконапорных ступенях низкой быстроходности, характеризующихся интенсивными отрывными явлениями как на тыльной, так и на лицевой сторонах лопатки.

Формула изобретения

1. Центробежный насос, содержащий установленное в корпусе с образованием передней и задней пазух рабочее колесо с ведущим и покрывным дисками и расположенными между ними лопатками с выполненньачи в них цилиндрическими каналами, имеющими эжекторную щель, при этом канал сообщен с задней пазухой, а щельс проточной частью колеса у поверхности лопатки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД путем улучшения стРуктуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным перекачиваемым потоком, лопатка выполнена ступенчатой, при2О чем ее участок меньшей толщины расположен эа эжекторной щелью.

2. Насос по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что эжекторная щель выполнена Г-, П- или Т-образной.

3. Насос по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен стаканами, расположенными в каналах,а щели выполнены в боковых стенках стаканов. (1527415

Щ1/Е 2

Фиг 7

Составитель В,Девисилов

Редактор Н.Тупица Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Заказ 7494/42 . Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101