ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ДВУХСТОРОННЕГО ВХОДА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к центробежным насосам двухстороннего входа - типа «Д», предназначенным для подачи воды и других жидкостей.
Известен центробежный насос двустороннего входа, содержащий корпус с крышкой, образующие подвод и спиральный отвод насоса, и установленное внутри корпуса на валу центробежное рабочее колесо, закрепленное втулками в осевом направлении (Патент Украины №50699, опубл. 15.10.2002). В данном насосе рабочее колесо содержит от 3 до 5 лопаток, угол установки которых на выходе из рабочего колеса составляет 18°-25°. Спиральный отвод выполнен расширенным на величину безразмерного коэффициента от 1,1 до 1,6, который учитывает вязкость нефти и вязких нефтепродуктов, для перекачки которых предназначен данный насос.
В известном насосе не достаточно удачно выбранная конструкция рабочего колеса, которое содержит от 3 до 5 лопаток, а также соотношения размеров конструктивных элементов проточной части насоса предопределяют недостаточные значения его КПД.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение КПД центробежного насоса двустороннего входа до 82-90%, путем оптимизации соотношений конструктивных элементов его ротора.
Поставленная задача решается тем, что в центробежном насосе двустороннего входа, содержащем корпус с крышкой, образующие подвод и спиральный отвод насоса, и установленное внутри корпуса на валу центробежное рабочее колесо, закрепленное втулками в осевом направлении, соотношение ширины рабочего колеса на выходе к внешнему диаметру рабочего колеса составляет 0,09-0,363, соотношение диаметра горловины рабочего колеса к внешнему диаметру рабочего колеса составляет 0,38-0,727, а соотношение диаметра втулок к внешнему диаметру рабочего колеса составляет 0,181-0,278, при этом угол установки лопаток на выходе из рабочего колеса составляет 21°-30°.
2
2
0
2
вт.
2
Оптимальные значения соотношений конструктивных элементов ротора были установлены путем экспериментального подбора. Соотношение ширины рабочего колеса на выходе (b) к внешнему диаметру рабочего колеса (D)  оказывает влияние на напорные характеристики центробежных насосов двустороннего входа; соотношения диаметра горловины рабочего колеса (D) к внешнему диаметру рабочего колеса (D) -  оказывает влияние на расходные характеристики, а соотношение диаметра втулок (d) к внешнему диаметру рабочего колеса (D) -  влияет на кавитационные характеристики насоса. От угла установки лопаток рабочего колеса на выходе из него зависят вибрационные и акустические характеристики насоса.
Оптимизация всех вышеупомянутых характеристик способствует увеличению КПД насоса. Экспериментальные исследования показали, что за пределами заявленных параметров технический результат не достигается.
Сущность полезной модели поясняется графически, где на фиг.1 изображен продольный разрез насоса, на фиг.2 - продольный разрез рабочего колеса, на фиг.3 - поперечный разрез рабочего колеса.
2
2
0
2
вт.
2
Центробежный насос двустороннего входа состоит из корпуса 1, образующего подвод 2, крышки 3, образующей отвод 4, ротора, представляющего собой установленное на валу 5 рабочее колесо 6, зафиксированное в осевом направлении втулками 7, а так же подшипников 8 и 9. В роторе насоса соотношение ширины рабочего колеса на выходе (b) к внешнему диаметру рабочего колеса (D) составляет 0,09-0,363, соотношение диаметра горловины рабочего колеса (D) к внешнему диаметру рабочего колеса (D) составляет 0,38-0,727, а соотношение диаметра втулок (d) к внешнему диаметру рабочего колеса (D) составляет 0,181-0,278. Углы исходных кромок лопастей рабочего колеса составляют 21°-30°.
Работа центробежного насоса осуществляется следующим образом. При вращении ротора насоса перекачиваемая жидкость, поступающая через подвод 2, под действием центробежной силы, возникающей за счет вращения лопаток рабочего колеса 6, приобретает дополнительную энергию и подается к отводу 4.
Примеры реализации полезной модели.
Пример 1. Центробежный насос двустороннего входа мощностью 130 кВт с рабочим колесом диаметром 445 мм имеет следующие соотношения параметров насоса:
; ; ;
Угол исходных кромок лопастей: 30°.
3
КПД насоса составляет 90%. Подача - 2000 м/год. Напор - 21 м.
Примеры 2-8. Соотношение параметров центробежного насоса двустороннего входа и достигнутые при этом технические результаты представлены в нижеприведенной таблице.
№ примеров
<img file="00000002.tif" he="11" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000003.tif" he="11" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000008.tif" he="10" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
КПД
Углы входных кромок лопастей
Подача, (м<sup>3</sup>/с)×10<sup>-3</sup> (м<sup>3</sup>/год)
Напор, м
Мощность насоса, кВт
Диаметр колеса, мм
количество лопастей
1
0,315
0,73
0,272
90
30°
556 (2000)
21
130
445
6
2
0,09
0,38
0,181
82
29°
556 (2000)
100
665
820
6
3
0,164
0,51
0,181
88,5
21°
694 (2500)
62
480
675
7
4
0,315
0,685
0,248
90
29°
900 (3200)
33
320
540
6
5
0,162
0,505
0,19
88,5
28°
1110 (4000)
95
1170
816
7
6
0,363
0,727
0,225
90
29°
1750 (6300)
27
515
705
6
7
0,161
0,525
0,194
88,5
29°
1750 (6300)
80
1550
1020
7
8
0,161
0,525
0,194
88,5
27
1750 (6300)
80
1550
1020
7
Полезная модель позволяет повысить КПД насоса до 82-90%.