НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к насосостроению, а именно к конструкциям направляющих аппаратов центробежных насосов, преимущественно направляющих аппаратов крупных центробежных насосов с двухсторонним входом, в частности, нефтяных магистральных насосов.
Известен направляющий аппарат, содержащий верхний и нижний диски со сквозным осевым отверстием в каждом, ребра, формирующие направляющие каналы, кольцевой корпусный элемент и торцевой вкладыш, при этом нижний диск с ребрами, кольцевой корпусный элемент с верхним диском и торцевой вкладыш выполнены в виде трех отдельных' деталей, причем торцевой вкладыш прилегает к нижней поверхности верхнего диска, каждое ребро выполнено непрерывно переходящим с верхней на боковую и далее - на нижнюю части нижнего диска, а направляющие каналы формируют параболические линии тока жидкости [свидетельство на полезную модель РФ №35392, заявка №2003126685/20 от 15.09.2003, МПК F04D 29/44].
Недостатком известного направляющего аппарата является сложность конструкции и трудоемкость изготовления.
Известен также направляющий аппарат, содержащий чередующиеся длинные и короткие лопатки, образующие межлопаточные каналы переменного сечения, в котором входные кромки коротких лопаток размещены в выходной части межлопаточных каналов, образованных длинными лопатками, при этом площади наименьших сечений межлопаточных каналов между профильными кромками короткой лопатки и профильными кромками длинных лопаток определены отношением к площади наименьшего проходного сечения входного канала в направляющий аппарат в пределах 1,0-1,5 [свидетельство на полезную модель РФ №37399, заявка №2003134736/20 от 02.12.2003, МПК F04D 29/44].
Недостатком известного направляющего аппарата является сложность конструкции, трудоемкость изготовления и большое гидравлическое сопротивление, что снижает КПД насоса.
В качестве прототипа выбран направляющий аппарат, выполненный в виде кольца с внутренней цилиндрической поверхностью и имеющий равномерно расположенные по окружности каналы от внутреннего к внешнему контуру кольца, входная часть которых выполнена цилиндрической, а выходная часть в виде цилиндрической или расширяющейся поверхности, например, конической, при этом выходная часть каналов с внутренней стороны кольца снабжена криволинейным скосом, образованным вращением дуги окружности вокруг оси, расположенной параллельно и эксцентрично оси кольца, а не менее трех точек (в начале, конце и середине скоса в сечении симметрии кольца) лежат на логарифмической спирали, центр которой находится на оси кольца [патент на изобретение РФ. №2103560, заявка №95121609/06 от 20.12.1995, МПК F04D 29/44].
Недостатком известного направляющего аппарата является сложность профиля образующих каналы лопаток и связанная с этим трудоемкость изготовления, а также значительные гидравлические потери в каналах из-за их малого проходного сечения, обусловленного большой толщиной лопаток, в результате чего снижается КПД центробежного насоса.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение вышеуказанных недостатков путем оптимизации каналов направляющего аппарата, образованных простыми по профилированию и изготовлению тонкостенными лопатками с плавно увеличивающейся в сторону от внутренней цилиндрической поверхности кольца толщиной, что обеспечивает их равнопрочность как во входном, так и выходном сечении канала, в котором лопатки испытывают наибольшую нагрузку.
Поставленная цель достигается тем, что в направляющем аппарате, выполненном в виде кольца с внутренней цилиндрической поверхностью и равномерно расположенными по окружности расширяющимися от внутреннего к внешнему контуру каналами, согласно полезной модели, расширяющиеся каналы образованы расположенными перпендикулярно плоскости кольца 12…16 тонкостенными лопатками с плавно увеличивающейся в сторону от внутренней цилиндрической поверхности кольца толщиной, каждая из которых образована двумя дугами разного радиуса, центры которых лежат на окружностях разного диаметра с угловым смещением 18°…20°.
Сопоставительный анализ заявляемого направляющего аппарата с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели "новизна".
Соответствие предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения направляющего аппарата.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором показан общий вид направляющего аппарата в поперечном разрезе.
Перечень позиций и обозначений на чертеже.
1 - кольцо;
2 - расширяющийся канал;
3 - лопатка.
наруж.лопатки
R - радиус внешней описывающей профиль лопатки дуги;
вн.лопатки
R - радиус внутренней описывающей профиль лопатки дуги;
наруж.лопатки
А - точка расположения центра дуги R;
вн.лопатки
В - точка расположения центра дуги R;
1
2
N
RA - радиус окружности, на которой расположены точки A,A…A;
1
2…
N
RB - радиус окружности, на которой расположены точки B,BB;
α - угол смещения точки В относительно точки А.
наруж.лопатки
вн.лопатки
Направляющий аппарат содержит кольцо 1 с внутренней цилиндрической поверхностью и равномерно расположенными по окружности расширяющимися каналами 2, образованными расположенными перпендикулярно плоскости кольца тонкостенными лопатками 3 с плавно увеличивающейся в сторону от внутренней цилиндрической поверхности кольца толщиной. Профиль каждой лопатки 3 образована двумя дугами R и R.
вн.
1
2
N
вн.
1
2…
N
При этом центры дуг R лопатки расположены в точках A,A…A на окружности RA, а центры дуг R лопатки - в точках B,BB на окружности RB. Точки А и В центров образующих профиль лопатки 3 дуг расположены с угловым смещением α=18°…20°.
Использование полезной модели позволяет оптимизировать профиль лопаток и снизить трудоемкость их изготовления, снизить гидравлические потери, обеспечить равнопрочность лопаток, что в целом повышает КПД, ресурс и надежность центробежного насоса при использовании в его конструкции заявляемого направляющего аппарата.