НАСОС

Полезная модель относится к области производства насосов и может применяться при создании вентиляторов, компрессоров или машин для перекачки многофазных сред. В частности, заявляемое техническое решение может быть использовано в нефтяной промышленности при создании насосов для добычи и перекачки нефти.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является насос, содержащий корпус, входной и выходной каналы, вал с лопастными колесами, размещенную в корпусе секционную обойму. В обойме выполнены каналы, постоянно сообщающиеся с входным и выходным каналами насоса. Каждая секция обоймы содержит диффузорные каналы и коническую камеру, в которой размещено лопастное колесо, выполненное в виде конического шнека. Межлопастные каналы лопастного колеса выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки [Патент на полезную модель №113544. МПК F04D 13/10. Насос. Заявка №2011139589/06 от 29.09.2011. Опубликовано: Бюл. №5, 20.02.2012].
Недостатком известного устройства является его относительно невысокая технологичность при производстве и при эксплуатации, что связано с применением относительно сложных деталей, в которых не полностью учтены особенности гидродинамических процессов, что может вызвать неравномерный износ и снижение эксплуатационных показателей.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение технологичности при производстве и при эксплуатации, за счет усовершенствования гидродинамической схемы машины, при уменьшении количества сложных и дорогостоящих деталей.
Техническим результатом является создание более эффективных и более технологичных насосов, за счет использования более простой гидродинамической схемы насоса и более надежной конструкции для осуществления рабочего процесса в насосе.
Указанный технический результат достигается тем, что насос содержит корпус, входной и выходной каналы, вал с лопастными колесами, размещенную в корпусе секционную обойму. В обойме выполнены каналы, постоянно сообщающиеся с входным и выходным каналами насоса. Каждая секция обоймы содержит диффузорные каналы и коническую камеру, в которой размещено лопастное колесо, выполненное в виде конического шнека. Межлопастные каналы лопастного колеса выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки. Секция обоймы выполнена разборной и содержит два узла: в первом узле выполнены диффузорные каналы, во втором узле выполнена коническая камера, с возможностью изготовления первого и второго узла из различных конструкционных материалов.
Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения может быть многократно использована в производстве насосов (или компрессоров).
На фигуре 1 представлен разрез насоса (где показаны секции обоймы и рабочие колеса).
На фигуре 2 представлен разрез насоса и эпюры скоростей, построенные в ходе компьютерного моделирования.
Насос содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 каналы, вал 4 с лопастными колесами 5, размещенную в корпусе 1 секционную обойму. В обойме выполнены каналы 6, постоянно сообщающиеся с входным 2 и выходным 3 каналами насоса. Каждая секция обоймы содержит диффузорные каналы 6 и коническую камеру 7, в которой размещено лопастное колесо 5, выполненное в виде конического шнека. Межлопастные каналы лопастного колеса 5 выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки. Секция обоймы выполнена разборной и содержит два узла 8 и 9: в первом узле 8 выполнены диффузорные каналы 6, во втором узле 9 выполнена коническая камера 7, с возможностью изготовления первого и второго узла из различных конструкционных материалов.
Насос, по фигуре 1, работает следующим образом. При вращении приводного вала 4 и лопастных колес 5, на жидкость, заполняющую все межлопастные каналы и коническую камеру 7 соответственно, осуществляется силовое воздействие, реализуется преобразование механической энергии в гидравлическую энергию и при этом создается поток жидкости, в направлении от входа 2 к выходу 3, в корпусе 1 насоса. В конической камере 7 реализуется вращательное движение жидкости и под действием центробежных сил жидкость отводится в диффузорные каналы 6. В каналах 6 значение скорости течения уменьшается, что сопровождается ростом статической составляющей давления. Из каналов 6 жидкость направляется на вход следующего лопастного колеса 5, где цикл передачи и преобразования энергии повторяется. Лопастное колесо 5, выполнено в виде конического шнека, а межлопастные каналы лопастного колеса 5 выполнены в виде многозаходной винтовой нарезки.
На фигуре 2 представлен разрез насоса и эпюры скоростей, построенные в ходе компьютерного моделирования, что позволяет дать количественную оценку при анализе гидродинамических процессов, развивающихся в проточной части насоса (в представленном примере, расчетная частота вращения вала при компьютерном моделировании - 2912 об/мин, объемный расход - 30 м3/сут). На всех режимах работы наивысшая скорость потока отмечается в конической камере.
Полученные результаты показывают на целесообразность использования узлов 8 и 9, по фигуре 1. Коническая камера 7 может быть выполнена в виде отдельного узла 9, для которого будет выбран особый конструкционный материал, с возможностью поверхностного упрочнения, или нанесения износостойкого покрытия. Такое техническое решение позволит исключить неравномерный износ деталей и повысить эксплуатационные показатели при использовании заявляемого насоса. Кроме того конструкция из двух узлов, 8 и 9, представляется более технологичной при производстве и при эксплуатации. Таким образом, достигается технический результат по созданию более эффективных и более технологичных насосов, за счет использования более простой гидродинамической схемы насоса и более надежной конструкции для осуществления рабочего процесса в насосе.