Устройство самовсасывания для центробежных насосов

Полезная модель относится к области насосостроения, а именно к элементам обвязки насоса, и может быть использована в различных отраслях хозяйства для обеспечения всасывания жидкости при запуске насоса.
Известно, что при перекачке жидких сред с помощью центробежных насосов часто стоит проблема предварительного заполнения всасывающего трубопровода для начала работы насоса. Её решают либо путём приобретения дорогостоящих самовсасывающих насосов, в конструкции которых присутствуют элементы, обеспечивающие самовсасывание жидкой среды, либо подключением к всасывающей линии вспомогательных самовсасывающих насосных агрегатов. Оба решения приводят к значительным затратам либо на приобретение специализированных насосов, либо на перерасход электроэнергии из-за снижения эффективности центробежного насоса после завершения процесса самовсасывания.
Из предшествующего уровня техники известны примеры устройств, которые подключаются к центробежным насосам или являются их конструктивными элементами и поддерживают процесс самовсасывания за счёт рециркуляции предварительно залитой жидкости, которая остаётся внутри по завершении работы насоса. Для отделения газа от жидкости в них применяется гравитационная RU2624420C1, F04D9/02 (2006.01), 03.07.2017 или динамическая сепарация SU156849A1, F04D9/04 (2006.01), 28.08.1963.
Известен также самовсасывающий центробежный насос RU2351805C1, F04D9/06 (2006.01), в котором самовсасывание обеспечивается за счёт струйного аппарата, через который циркулирует жидкость, предварительно залитая в насос, и подсасывает воздух из входного патрубка. Газ сепарируется в баке гравитационным способом и отводится в напорный патрубок. По завершении самовсасывания струйный аппарат отключается предвключённым магнитным клапаном.
Задача, на которую направлено данное техническое решение заключается в обеспечении центробежных насосов функцией самовсасывания с высокой эффективностью динамической сепарации газа при отсутствии снижения КПД после заполнения всасывающего патрубка жидкостью, при этом необходимо обеспечить высокую технологичность изделия.
Данная задача достигается за счёт применения устройства самовсасывания для центробежных насосов характеризующегося тем, что состоит из сифонного подвода, присоединяющегося к всасывающему патрубку насоса, и сепарационного бака осесимметричной формы, имеющего: отверстие для отвода газа сверху, тангенциальный вход для поступающей из отводящего патрубка насоса газо-жидкостной смеси в верхней части бака, и тангенциальный выход вблизи основания бака, соединённый с сифонным подводом каналом рециркуляции, который может перекрываться по завершении процесса самовсасывания и заходит в подвод по направлению основного потока.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой конструкцией, является низкая себестоимость устройства по сравнению со специализированными насосами и снижение времени процесса заполнения всасывающего патрубка за счёт применения динамической сепарации при сохранении большой глубины самовсасывания.
Полезная модель поясняется на фиг. 1. Ко входу центробежного насоса 1 присоединяется сифонный подвод 2 и к выходу через тангенциальный канал 3 – сепарационный бак 4. Вблизи основания бака расположен тангенциально направленный рециркуляционный канал 5, который присоединяется к сифонному подводу по направлению движения основного потока. Присоединение канала рециркуляции может быть выполнено в виде струйного аппарата. В центре крышки бака находится патрубок 6 для выпуска отсепарированного газа.
Принцип действия устройства следующий. Перед первым запуском насоса объём, образуемый проточной частью насоса 1, сифонным подводом 2 и баком 4 заполняют перекачиваемой средой по уровень входной горловины сифонного подвода. Для начала процесса самовсасывания необходимо, чтобы отводящий патрубок насоса после канала 3 был перекрыт или направлен таким образом, чтобы в него не уходила рабочая среда, а каналы 3 и 5 были открыты. При выполнении вышесказанных действий запускается насос, и залитая рабочая среда начинает циркулировать из насоса 1 через канал 3 в бак 4, где закручивается в вихре, который под действием центробежных сил отделяет газ в центральную воронку, а жидкость прижимает к стенке бака. Отсепарированный газ отводится через патрубок 6 в верхней крышке бака 4. На дне бака 4 очищенная от газа жидкость поступает в тангенциально присоединённый канал рециркуляции 5 и подвод 2. Во время циркуляции в подводе 2 образуется зона разряжения, которая затягивает газ из подводящего трубопровода до момента заполнения его жидкостью. По завершении процесса самовсасывания и выходе насоса на основной режим работы, устройство отключается перекрытием каналов.