РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТУПЕНИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
MID STAGE IMPELLER OF CENTRIFUGAL PUMP

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к рабочим колесам центробежных насосов.
Известно рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса, содержащее ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру (см. а.с. SU 1003607, кл. F04D 1/00, опубл. 23.10.1983).
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность и сложность конструкции уплотнительного узла.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса, содержащее ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру (см. патент RU 2362912, кл. F04D 29/22, опубл. 27.07.2009).
Однако центробежный насос с таким рабочим колесом не обеспечивает требуемую производительность, что сужает область его использования.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить производительность центробежного насоса.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что рабочее колесо промежуточной ступени центробежного насоса содержит ведущий диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, причем покрывной диск снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа, концентричного внутреннему выступу основного уплотнения и образующего вместе с основным уплотнением разгрузочную камеру, при этом в плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом, превышающим на 30°-45° угол выхода лопатки рабочего колеса, а максимальное расстояние от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса, до лопатки в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки рабочего колеса.
Рабочее колесо предпочтительно содержит от 10 до 12 лопаток.
Рабочее колесо предпочтительно содержит 11 лопаток.
На фиг. 1 представлен продольный разрез рабочего колеса.
На фиг. 2 представлен вид спереди на рабочее колесо.
Рабочее колесо содержит установленные на валу (не показан) ведущий 1 и покрывной 2 диски. Между дисками 1 и 2 расположены лопатки 3. Покрывной диск 2 снабжен дополнительным уплотнением в виде кольцевого выступа 4. Выступ 4 расположен на диске 2 концентрично внутреннему выступу основного уплотнения. Между выступом 4 и основным уплотнением 5, таким образом, образуется разгрузочная камера 6. Камера 6 служит для гашения скоростного напора после дополнительного щелевого уплотнения, таким образом увеличивается сопротивление перетечкам.
В плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, линия, соединяющая входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса, наклонена к проходящей через выходную кромку лопатки 3 рабочего колеса касательной к наружной окружности рабочего колеса под углом α, превышающим на 30°-45° угол β выхода лопатки рабочего колеса, а максимальное расстояние L от линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса, до лопатки 3 в направлении, перпендикулярном к указанной выше линии, составляет от 0,15 до 0,25 от длины линии, соединяющей входную и выходную кромки лопатки 3 рабочего колеса.
Рабочее колесо предпочтительно содержит от 10 до 12 лопаток 3.
Рабочее колесо предпочтительно содержит 11 лопаток 3.
Проведенные эксперименты также показали, что гидродинамически оптимальным, с точки зрения минимизации гидравлических потерь, является такое выполнение рабочего колеса, у которого профиль лопатки 3 рабочего колеса сформирован описанным выше образом, причем увеличение КПД рабочего колеса удалось добиться при количестве лопаток 3 рабочего колеса, составляющем от 10 до 12 лопаток 3, при этом максимальный КПД достигается при количестве лопаток 3, равном 11.
Рабочее колесо работает следующим образом.
Насос предварительно заполняется перекачиваемой жидкостью. Вращательное усилие, передаваемое от мотора насоса на вал, приводит во вращение ведущий диск 1. Диск 1 увлекает за собой лопатки 3 и покрывной диск 2. Поток перекачиваемого рабочего тела (жидкости) через входной направляющий аппарат нагнетается в полость рабочего колеса. Указанная полость образована каналами между лопатками 3 и дисками 1 и 2. Через эти каналы под действием центробежной силы жидкость устремляется в выходной канал.