Свободновихревой насос
Изобретение предназначено для повышения антикавитационных качеств и напора свободновихревого насоса. Это достигается тем, что лопатки 6 выполнены с наклонной подрезкой от радиуса RI в точке контакта лопатки с диском 7 до радиуса R на свободном торце лопатки. Испытаниями было установлено, что радиус R должен быть равен V2 ( R$ + R ) -R2, где R2 - наружный радиус колеса. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 О 7/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4864055/29 (22) 18.06.90 (46) 07.05.92. Бюл.N. 17 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им,В.И,Ленина (72) А.И,Котенко, А.С,Мандрыка, В.Н,Павлов, А.Н.Степанов и С.И.Филяев (53) 621.671(088.8) (56) Патент. США N4592700,,F 04 О 29/24, опублик. 1986. (54) СВОБОДНОВИХРЕВОЙ НАСОС. Ы 1731997А1 (57) Изобретение предназначено для повышения антикавитационных качеств и напора свободновихревого насоса. Это достигается тем, что лопатки 6 выполнены с наклонной подрезкой от радиуса R1 в точке контакта лопатки с диском 7 до радиуса R на свободном торце лопатки. Испытаниями было установлено, что радиус R должен быть
Я 3% ГЙ ) . радиус колеса. 1 ил.
1731997 обтекании лопаток рабочего колеса с тыльной стороны происходит снижение местно- 20
30
Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в конструкции свободновихревого насоса.
Известен свободновихревой насос, содержащий корпус со свободной камерой, всасывающий и нагнетательный патрубки и установленное в нише корпуса рабочее колесо.
Однако такой насос имеет низкий КПД и плохие антикавитационные качества. Причиной этого являются большие потери энергии в свободной камере, возникающие из=за взаимодействия основного потока поступающего из всасывающего патрубка, и меридионального потока, существующего в свободной камере. Взаимодействие указанных потоков сопровождается потерями на вихреобразование, а соответственно, снижением КПД насоса в целом. К тому же, при го давления, вызванного отрывом потока. B образовавшихся (в результате отрыва потока) вихрях зарождается кавитация. Наличие указанного, с учетом наибольшего стеснения потока на входе в рабочее колесо, приводит к снижению антикавитационных качеств насоса.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является свободновихревой насос, содержащий корпус со свободной камерой и всасывающим и нагнетательным патрубками и установленное в нише камеры рабочее колесо с лопатками, выполненными с постоянной шириной и с наклонной подрезкой от радиуса R< в точке контакта лопатки с диском в центральной части до радиуса R на свободном торце лопатки, Недостаток этого насоса заключается в плохих кавитационных качествах насоса, вызванных несогласованием направления потока жидкости и углов установки лопаток, Расположение лопаток с наклонной подрезкой с указанными углами характеризуется обтеканием входных кромок с различными углами атаки. При этом наличие углов атаки сопровождается отрывным обтеканием лопаток. С тыльной стороны лопаток в центрах оторвавшихся вихрей образуются условия для зарождения кавитационных пузырьков, у тыльной стороны лопатки будет существовать кавитационная зона и зона отрыва. При изменении режима работы происходит изменение условий обтекания входных элементов рабочего колеса, что увеличивает вероятность возникновения кавитации, а в дальнейшем это проявляется в увеличении ширины и длины каверны к выходу из рабо5
55 чего колеса. А это приводит к снижению напора насоса.
Цель изобретения — повышение антикавитационных качеств и напора насоса, Поставленная цель достигается тем, что в известном свободновихревом насосе, содержащем корпус со свободной камерой и всасывающим и нагнетательным патрубками и установленное в нише камеры рабочее колесо с лопатками, выполненными с постоянной шириной и наклонной подрезкой от радиуса R> в точке контакта лопатки с диском в центральной части до радиуса R на свободном торце лопатки, согласно изобре Я С ) где Rz — наружный радиус колеса.
Такое конструктивное выполнение рабочего колеса позволяет учитывать направление движения жидкости при натекании на лопатки, уменьшает углы атаки, а также зону отрыва потока, что позволяет улучшить условия обтекания лопаток на входе, уменьшить ширину и длину каверны, а следовательно, . уменьшить вероятность возникновения кавитации и повысить теоретический напор насоса, На чертеже представлен свободновихревой насос, продольный разрез.
Свободновихревой насос содержит корпус 1 со свободной камерой 2, всасывающий
3 и нагнетательный 4 патрубки, установленное в нише камеры рабочее колесо 5 с лопатками 6 и диском 7. Лопатки 6 выполнены с постоянной шириной и с наклонной подрезкой от радиуса R< в точке контакта лопатки с диском 7 s центральной части до радиуса R на свободном торце лопатки, рав° » (ГГЯ1При работе насоса жидкость поступает в свободную камеру 2, а затем — в рабочее колесо 5. В результате взаимодействия с лопатками 6 жидкость получает приращение энергии. Часть жидкости из рабочего колеса поступает в свободную камеру 2, образуя меридианальный поток. Наложение меридионального потока, поступившего в насос, приводит к сложному движению частиц жидкости в свободной камере 2.
Выполнение лопаток 6 с наклонной подрезкой до радиуса R, определяющейся по указанной зависимости, позволяет изменить условия входа потока на лопатки рабочего колеса и уменьшить зону отры ва. Кроме того уменьшается стеснение потока на входе в рабочее колесо.
Изобретение обеспечивает у".учшение антикавитационных качеств и повышение напора насоса. Вследствие этого становится возможным уменьшить величину крити1731997 ческого кавитацион ного запаса и тем самым уменьшить глубину заложения фундамента под насосные установки, колеса, 10
20
30
40
50
С оста вител ь А. Коте н ко
Техред M.Ìoðãåíòàë
Корректор О.Ципле
Редактор Л.Волкова
Заказ 1566 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
Свободновихревой насос, содержащий корпус со свободной камерой и всасывающим и нагнетательным патрубками и установленное в нише камеры рабочее колесо с лопатками, выполненными с постоянной шириной и с наклонной подрезкой от радиуса R> в точке контакта лопатки с диском в центральной части до радиуса R на свобод5 номторцелопатки,отличающийся тем, что, с целью повышения антикавитационных качеств и напора насоса, радиус R=
: Я Я СЪТ -,.„. --
