ВИХРЕВОЙ НАСОС

Полезная модель относится к насосостроению и может использоваться как в гидравлической, так и в пневматической технике.
Известна вихревая машина (патент №2108488, кл. F04D 5/00, F04D 23/00, опубликована 1995), содержащая корпус, разделитель, рабочее колесо с лопатками, установленное в корпусе с возможностью вращения, в выходном патрубке установлен центральный конусный обтекатель с лопаточным спрямляющим аппаратом.
Недостатком устройства является неудовлетворительное значение коэффициента полезного действия (КПД), обусловленное большими объемными потерями.
Известна роторно-вихревая машина (патент №2121608, кл. F04D 5/00, F04D 23/00, F01D 1/00, опубликована 2006), содержащая статор и ротор, между которыми образована торообразная рабочая камера, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору, а разделитель выполнен с отсечными кромками.
Недостатками устройства являются неудовлетворительное значение коэффициента полезного действия (КПД), обусловленное большими объемными потерями и быстрый износ взаимодействующих деталей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вихревой насос (патент №1250730, кл. F04D 29/40, опубликован 1985). Вихревой насос имеет рабочее колесо, корпус и перемычку между
полостью нагнетания и всасывания. Рабочее колесо снабжено вихревыми каналами, расположенными на периферии.
Этот насос имеет низкий коэффициент полезного действия (из-за перетекания между полостью всасывания и нагнетания) - при оптимальных условиях работы КПД не превышает 45%. Поэтому патент направлен именно на создание насоса с более высоким КПД. В основу полезной модели поставлена задача повысить КПД вихревого насоса.
По фиг.1 вихревой насос состоит из корпуса 3, в котором установлена перемычка 4 с объемным вытеснителем 2 и рабочее колесо 1.
Идея насоса заключается в том, чтобы обеспечить вытеснение жидкости из зазора между перемычкой 4 и рабочим колесом 1 за счет объемного вытеснителя 2, кроме того, это будет создавать дополнительную подачу в область нагнетания через отверстия в перемычке.
Лопатки вихревого насоса проектируются без учета кинематики зацепления, что приведет к неплавному (рывками) взаимодействию с объемным вытеснителем.
По фиг.2, чтобы избежать неплавного взаимодействия, предлагается использовать зубчатые колеса 5 и 6 размещаемые на тех же валах, что и рабочие колеса насоса. Одновременно эта зубчатая передача может являться редуктором при необходимости снижения оборотов (снижения производительности) с передаточным отношением z5/z6.
Максимальное КПД вихревые насосы развивают при наибольшей производительности, поэтому имеет смысл не снижать обороты, а их увеличивать.
По фиг.3, для повышения общего КПД насоса, устанавливают колесо внутреннего зацепления 9. Такая конструкция редуктора позволит повысить обороты и обеспечить плавность хода рабочих колес.
Производительность насоса легче всего менять дросселированием, но у вихревого насоса при этом создается опасность кавитации в полости всасывания. Поэтому изменения производительности насоса и обеспечение безкавитационной работы насоса можно достигнуть за счет подключения привода к разным валам (фиг.3).