ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС
CENTRIFUGAL PUMP

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в турбонасосных агрегатах авиационной и ракетной техники.
В насосе имеют место потери энергии, связанные с утечками жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления через щелевые, плавающие или лабиринтные уплотнения.
Общеизвестны две схемы отвода этих утечек:
- утечки отводят на вход в насос, что связано с необходимостью введения дополнительных внешних элементов конструкции (перепускной трубопровод с настроечным гидросопротивлением) (см., например, «Малорасходные насосы авиационных и космических систем», М.В.Краев, В.А.Лукин, Б.В.Овсянников, М.: Машиностроение, 1985, с.90, рис.6.1);
- утечки вводят во входную зону центробежного колеса через отверстия в заднем диске колеса, что заметно упрощает конструкцию насоса (см., например, «Высокооборотные лопаточные насосы», под редакцией Б.В.Овсянникова и В.Ф.Чебаевского, М.: Машиностроение, 1975, с.209, рис.3.46, а также описание к авторскому свидетельству СССР №1771248, F04D 29/04, 1988).
Недостатком такой схемы отвода утечек является их вредное влияние на поток жидкости в центробежном колесе: встречный поток утечек турбулизирует основной поток жидкости во входной зоне центробежного колеса, что снижает его всасывающую способность.
Известен также центробежный насос, взятый за прототип изобретения, в котором со стороны каналов перепуска утечек во входной зоне центробежного колеса на валу установлен дисковый обтекатель (кольцевой щиток), на котором напротив каналов перепуска утечек выполнена лопаточная решетка (дополнительные лопатки) (см. авторское свидетельство СССР №1143884, F04D 29/22, F04D 29/66, 1985).
Недостатком прототипа является неполное устранение вредного влияния утечек на поток жидкости в центробежном колесе: конусный поток утечек перерезает и турбулизирует основной поток жидкости во входной зоне центробежного колеса, что снижает его всасывающую способность. Кроме того, сброс утечек непосредственно в лопаточную решетку сопровождается повышением давления жидкости за и перед ступицей центробежного колеса. Это также снижает эффективность лопаточной решетки в повышении антикавитационных качеств центробежного колеса, приводит к нарушению баланса осевых сил, действующих на центробежное колесо.
Изобретение направлено на полное устранение вредного влияния утечек и повышение всасывающей способности центробежного насоса.
Для этого в центробежном насосе, содержащем корпус, внутри которого на валу размещено центробежное колесо с уплотнениями и каналами перепуска утечек во входную зону центробежного колеса и дисковый обтекатель с лопаточной решеткой со стороны каналов перепуска утечек, в отличие от прототипа, в дисковом обтекателе со стороны каналов перепуска утечек выполнена приемная кольцевая полость, профиль которой напротив каналов перепуска плавно изогнут в направлении входа в межлопаточные каналы лопаточной решетки, а радиус расположения каналов перепуска выполнен меньше радиуса входных кромок лопаточной решетки дискового обтекателя.
Такое исполнение полностью исключает вредное влияние утечек на поток жидкости во входной зоне центробежного колеса, формирует оптимальное ламинарное течение утечек по направлению основного потока жидкости вдоль заднего диска центробежного колеса, что повышает всасывающую способность насоса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема центробежного насоса.
кп
вх.кр.
Центробежный насос содержит корпус 1, внутри которого на валу 2 размещено центробежное колесо 3, щелевые уплотнения 4 центробежного колеса и каналы 5 перепуска утечек во входную зону 6 центробежного колеса. Со стороны каналов 5 перепуска утечек во входной зоне 6 центробежного колеса 3 на валу 2 установлен дисковый обтекатель 7, в котором напротив каналов перепуска 5 выполнена приемная кольцевая полость 8 и на периферии - лопаточная решетка, при этом профиль 9 приемной полости напротив каналов перепуска плавно изогнут в направлении входа в межлопаточные каналы лопаточной решетки 10, а радиус расположения каналов перепуска R выполнен меньше радиуса входных кромок R лопаточной решетки дискового обтекателя.
При работе центробежного насоса рабочая жидкость поступает во входную зону 6, колесо 3 и далее в улитку корпуса 1. Одновременно с этим часть жидкости перетекает через щелевое уплотнение 4 и каналы 5 перепуска утечек в профилированную приемную кольцевую полость 8 обтекателя 7, где формируется профилем 9 и лопаточной решеткой 10 обтекателя 7 в ламинарный поток жидкости на входе в центробежное колесо 3.
Использование изобретения исключает турбулизацию потока рабочей жидкости перед центробежным колесом утечками, реализует полностью полезное использование энергии утечек рабочей жидкости, повышает, в конечном счете, всасывающую способность центробежного насоса.