ОТВОД ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно, к спиральным отводам центробежных насосов для перекачивания жидкостей, используемых в тепловой и атомной энергетике, водоснабжении, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, нефтяном трубопроводном транспорте и других областях промышленности.
Известен отвод центробежного насоса, образованный профилированным корпусом насоса, изготавливаемым методом литья. Данный отвод выполнен в виде двухзавиткового спирального отвода [Ломакин А.А., Центробежные и осевые насосы. - М. - Л.: Машиностроение, 1966. - С.266, рис.133].
Цельнолитой двухзавитковый спиральный отвод является эффективным устройством для отвода жидкости от рабочего колеса и преобразования кинетической энергии в потенциальную, однако имеет и существенные недостатки. Так наличие узкого, длинного, закрытого канала не позволяет получить в литье расчетную геометрию и заданную чистоту поверхности корпуса, образующего отвод, что приводит к дополнительным гидравлическим потерям, а следовательно, к снижению КПД насоса. Кроме того данный подвод не предназначен для установки в нем сменных направляющих аппаратов, которые вместе со сменными рабочими колесами позволяют значительно повысить КПД насоса на подачах, меньших номинальной (на недогрузочных режимах).
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание универсального отвода центробежного насоса, позволяющего обеспечить экономичную и надежную работу насоса на магистральных трубопроводах с различным уровнем подачи рабочей среды.
Поставленная задача достигается тем, что в отводе центробежного насоса, содержащем канал, образованный профилированным корпусом насоса, канал выполнен в виде сопряженных между собой цилиндрической и спиральной полостей, при этом в канале размещена профилированная вставка, которая может быть выполнена в виде двух спиральных каналов с возможностью образования вместе с профилированным корпусом двухзавиткового спирального отвода или в виде многоканального направляющего аппарата с прямоосными диффузорными каналами или лопаточным направляющим аппаратом с криволинейными диффузорными каналами (причем лопатки направляющего аппарата могут иметь пространственную форму.
Выполнение канала отвода в виде сопряженных между собой цилиндрической и спиральной полостей позволяет разместить профилированную вставку непосредственно в канале отвода, что способствует снижению габаритов насоса по сравнению с конструкциями отводов, использующими направляющий аппарат и либо спиральную, либо цилиндрическую полости за ним.
Выполнение профилированной вставки в виде двух спиральных каналов с возможностью образования вместе с профилированным корпусом двухзавиткового спирального отвода позволяет организовать двухзавитковый спиральный отвод насоса, обеспечивающий экономичность и надежность работы насоса на номинальном режиме.
Выполнение профилированной вставки в виде многоканального направляющего аппарата с прямоосными диффузорными каналами или лопаточным направляющим аппаратом с кривоосными диффузорными каналами позволяет повысить КПД насоса при обеспечении требуемых напоров на недогрузочных режимах работы насоса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - изображена конструктивная схема составного отвода с профилированной вставкой в виде двух спиральных каналов; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В фиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г фиг.1; на фиг.6 - конструктивная схема составного отвода с многоканальным лопаточным направляющим аппаратом; на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.6; на фиг.8 - сечение Е-Е фиг.6; на фиг.9 - сечение Ж-Ж фиг.6; на фиг.10 - сечение 3-3 фиг.6.
Отвод центробежного насоса содержит канал, образованный профилированным корпусом 1 насоса, выполненным из сопряженных между собой цилиндрической (от сечения А-А до сечения Б-Б на фиг.1 и от сечения Д-Д до сечения Е-Е на фиг.6) и спиральной (от сечения Б-Б до сечения Г-Г на фиг.1 и от сечения Е-Е до сечения 3-3 на фиг.6) поверхностей. Профилированный корпус 1 выполнен с радиальным или тангенциальным патрубком 2 (на чертежах изображен тангенциальный патрубок). В канале отвода размещена профилированная вставка 3, выполненная в виде двух спиральных каналов 4. Профилированная вставка 3 вставлена в цилиндрическую расточку 5 в профилированном корпусе 1 и образует вместе с ним полноправный двухзавитковый спиральный отвод.
Профилированная вставка 3 может быть также выполнена в виде многоканального направляющего аппарата с прямоосными диффузорными каналами 6 или лопаточного направляющего аппарата с кривоосными диффузорными каналами, причем лопатки направляющего аппарата могут иметь пространственную форму. Установка таких направляющих аппаратов позволяет обеспечить экономичную работу насоса на подачах, меньше номинальной (на недогрузочных режимах).
Таким образом, размещение в канале отвода различных видов профилированных вставок позволяет получить универсальный отвод центробежного насоса, который, с одной стороны, может представлять собой двухзавитковый спиральный отвод с контролируемой геометрией длинного узкого переводного канала и с заданной чистотой поверхности (при использовании вставки с двумя спиральными каналами), а с другой стороны, позволяет повысить КПД насоса на недогрузочных режимах работы (при использовании сменных канальных или лопаточных направляющих аппаратов).
Кроме того, изготовление двухзавиткового отвода из двух частей - профилированного корпуса и профилированной вставки обладает рядом преимуществ по сравнению с литым двухзавитковым отводом. Так, упрощается модельная оснастка и само литье корпуса, поскольку не требуется изготовления на корпусе разделительной выгородки, обеспечивается большая чистота поверхности проточной части насоса из-за возможности обеспечения доступа к ранее закрытому узкому длинному каналу, а также появляется возможность изготавливать детали из материалов разной прочности. Например, быстроизнашивающиеся языки, формирующие спиральные каналы, в профилированной вставке, можно изготавливать из нержавеющей стали, а сам корпус - из углеродистой стали.
Полезная модель позволяет при минимальных радиальных габаритах насоса расширить диапазон его экономичной работы.