НАСОС ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ

Техническое решение относится к области гидромашиностроения и может использоваться в насосах необъемного вытеснения для перекачивания больших объемов жидкости, более конкретно, к устройствам для отвода жидкости от рабочих колес гидромашин и изготовляться в соответствии с требованиями правил эксплуатации.
Известен двухзавитковый спиральный отвод (АС №827851), содержащий внутренний канал, имеющий спиральный и диффузорный участки, и наружный канал, имеющий спиральный участок, смещенный относительно одноименного участка внутреннего канала. Спиральный участок с выходным сечением и диффузорний участок внутреннего канала и спиральный участок с выходным сечением, переводной и диффузорный участки наружного канала, сообщены с общим отводным патрубком. При этом выходное сечение спирального участка наружного канала имеет площадь, превышающую площадь выходного сечения спирального участка внутреннего канала, а диффузорный участок наружного канала имеет угол раскрытия, меньший угла раскрытия диффузорного участка внутреннего канала.
В указанном техническом решении изменено сечение спирального участка наружного канала, что приводит к изменению площади сечения, по ее величине. Если указанное техническое решение используется в насосе с нечетным количеством лопастей рабочего колеса, то это дает дополнительный положительный эффект удвоения частоты кривой мгновенного напора на выходе насоса и, соответственно, уменьшению глубины пульсаций. В случае четного количества лопаток рабочего колеса (фиг.1) указанный эффект удвоения частоты пульсаций выходного напора не наблюдается. Как результат повышается шум, создается вибрация и увеличивается температура, что отрицательно влияет на КПД и долговечность работы опорных узлов насоса центробежного.
Для устранения указанных недостатков поставлена задача создания насоса центробежного улучшенной компоновки, обеспечивающей надежность его работы, путем усовершенствования его проточной части.
Для решения поставленной задачи в насосе центробежном, включающем корпус внутри которого расположен вал с рабочим колесом с четным количеством лопаток, при этом корпус имеет двухзавитковый спиральный отвод, содержащий внутренний канал, имеющий спиральный и диффузорный участки, и наружный канал, имеющий спиральный, переводной и диффузорный участки, причем спиральные участки с их выходными сечениями смещены относительно друг друга, к тому же спиральный участок с выходным сечением и диффузорний участок внутреннего канала и спиральный участок с выходным сечением, переводной и диффузорный участки наружного канала, сообщены с общим отводным патрубком, согласно техническому решению спиральный участок с выходным сечением наружного канала смещен в любую сторону от оси, проходящей через выходное сечение другого спирального участка и ось вращения рабочего колеса, на величину равной половине или меньше половины угла φ, где φ - угол между двумя соседними лопатками рабочего колеса.
Все отличительные признаки технического решения являются существенными, взаимосвязаны между собой, необходимы и достаточны для достижения технического результата, а именно:
- спиральный участок с выходным сечением наружного канала смещен в любую сторону от оси, проходящей через выходное сечение другого спирального участка и ось вращения рабочего колеса (фиг.2). Это позволяет конструктивно определить базовую точку и технологически выполнить спиральный участок с выходным сечением по ранее заданным параметрам, путем увеличения или уменьшения стенки между внутренним и наружным каналами.
- спиральный участок с выходным сечением наружного канала смещен на величину равной половине или меньше половины угла φ, где φ - угол между двумя соседними лопатками рабочего колеса. Такое смещение обеспечивает уменьшение амплитуды (глубины пульсации) радиальных сил, что положительно влияет на вибросостояние насоса центробежного. Кроме того возникает дополнительный положительный эффект удвоения частоты кривой мгновенного напора на выходе насоса центробежного за один поворот рабочего колеса (фиг.3).Такой эффект наблюдается, как при смещении спирального участка с выходным сечением наружного канала против вращения рабочего колеса, так и при смещении спирального участка с выходным сечением наружного канала по ходу вращения рабочего колеса. При этом среднее значение напора - постоянное.
Таким образом, движение жидкости на выходе из насоса центробежного будет ламинарным, без толчков.
Все отличительные признаки технического решения находятся в причинно-следственной связи, позволяют выполнить поставленную задачу по созданию улучшенной и более надежной конструкции насоса центробежного.
Техническое решение поясняется чертежами.
На фиг.1 - показана глубина пульсации при четном количестве лопаток рабочего колеса без изменения площади сечения спирального участка.
На фиг.2 - схематически изображен двухзавитковый спиральный отвод с рабочим колесом.
На фиг.3 - показано удвоения частоты кривой мгновенного напора на выходе насоса центробежного и уменьшение амплитуды радиальных сил.
Насос центробежный включает корпус (на фиг. не показан). Внутри корпуса расположен вал 1 с рабочим колесом 2. При этом корпус имеет двухзавитковый спиральный отвод 3, содержащий внутренний канал, имеющий спиральный участок 4 с выходным сечением 5 и диффузорный участок 6, и наружный канал, имеющий спиральный участок 7 с выходным сечением 8, переводной 9 и диффузорный 10 участки. Спиральный участок 4 с выходным сечением 5 и диффузорный участок 6 внутреннего канала, и спиральный участок 7 с выходным сечением 8, переводной 9 и диффузорный 10 участки, сообщены с общим отводным патрубком 11. Кроме того спиральный участок 7 с выходным сечением 8 наружного канала смещен в сторону от оси 12 (в данном случае спиральный участок с выходным сечением смещен против вращения рабочего колеса 2). Смещение выполнено на величину равной половине или меньше половины угла φ, между двумя рядом установленными лопатками 13 рабочего колеса 2. Ось 12 проходит через выходное сечение 5 спирального участка 4 внутреннего канала и ось 14 вращения рабочего колеса 2.
Насос центробежный работает следующим образом.
При вращении рабочего колеса 2 часть жидкости под действием центробежной силы направляется во внутренний канал, то есть спиральный участок 4. Далее жидкость проходит выходное сечение 5 этого участка 4 и попадает в диффузорный участок 6. Другая часть жидкости под действием центробежной силы направляется в наружный канал, то есть смещенный спиральный участок 7 с выходным сечением 8. Жидкость вышедшая со спирального участка 7 попадает в переводной участок 9 и далее в диффузорный участок 10. Жидкость вышедшая, с обоих диффузорных участков 6, 10, поступает в общий отводной патрубок 11, а далее к потребителю. При этом в насосе центробежном с рабочим колесом с четным количеством лопаток, независимо в какую сторону будет смещен спиральный участок с выходным сечением наружного канала за или против вращения рабочего колеса, наблюдается наложение потоков жидкости, вышедшей из обоих диффузорных участков. В результате чего удваивается частота пульсаций мгновенного значения напора на выходе из насоса и уменьшается их глубина при сохранении величины среднего значения выходного напора.
В промышленности больше используются насосы центробежные с четным количеством лопаток рабочего колеса. При изготовлении насоса центробежного незначительно изменяется только оснастка, в которой уменьшают или удлиняют стенку между внутренним и наружным каналами на величину равной половине или меньше половины угла φ.
Таким образом, данное техническое решение полезное и будет иметь широкое применение в потребителей.