ВЕРТИКАЛЬНЫЙ НАСОС
VERTICAL PUMP

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для откачки различных жидкостей, например конденсата, нефти, кислот, щелочей и других жидкостей из емкостей, когда необходимо максимально осушить емкость.
Известны насосы, например вертикальный шнеково-центробежный насос для откачки жидкости из емкости (RU 2305208 C1, 27.09.2007).
Недостатком этого насоса является то, что от дна до входных кромок лопаток шнека необходимо расстояние не меньше чем диаметр входного патрубка. Кроме этого в насосе перед входом во всасывающий патрубок установлен обратный клапан, что увеличивает остаточный уровень в емкости при работе до срыва насоса.
Наиболее близким к изобретению является вертикальный насос, состоящий из корпуса, ротора с центробежным рабочим колесом и установленной перед входом в рабочее колесо предвключенной ступенью (RU 2014509 C1, 15.06.1994).
Это техническое решение, которое по решаемой задаче и техническому результату является наиболее близким к предлагаемому изобретению, также имеет тот же недостаток: остаточный уровень жидкости в баке меньше чем у предыдущего насоса, но все еще значителен. При большом значении площади резервуара объем остаточной жидкости также может быть значителен.
Задачей настоящего изобретения является создание вертикального погружного насоса, обеспечивающего минимальный остаточный уровень при откачке жидкости из баков и емкостей и повышение кавитационных качеств насоса.
Поставленная задача решается тем, что в вертикальном насосе, состоящем из корпуса, ротора с центробежным рабочим колесом и установленной перед входом в рабочее колесо предвключенной ступенью, согласно изобретению вход в предвключенную ступень выполнен радиальным, а выход - осевым, причем перед входом в предвключенную ступень установлены неподвижные радиальные лопатки.
На фиг.1 показан продольный разрез вертикального насоса.
На фиг.2 - вид сверху на предвключенную ступень.
Насос состоит из корпуса 1, ротора 2, предвключенной ступени 3, радиальных направляющих лопаток 4, установленных перед предвключенной ступенью 3, центробежного колеса 5, спирали 6, которая может быть заменена направляющим аппаратом.
Лопатки 7 предвключенной ступени 3 имеют очень небольшой угол входа и значительный угол выхода потока, такой, что поток перед входом в центробежное колесо 5 становится практически осевым.
Насос работает следующим образом.
Вследствие того, что перед входом в предвключенную ступень 3 установлены неподвижные радиальные лопатки 4, поток на входе в колесо не имеет окружной составляющей. Лопатки 4 имеют незначительную высоту, что позволяет использовать максимально располагаемый подпор - высоту столба жидкости в баке. Далее поток жидкости поворачивается в осевое направление и поступает в центробежное колесо 5.
Известно, что теоретический напор насоса определяется как разность циркуляции скорости вокруг лопатки на выходе и входе, что выражается известной формулой:
1
2
Здесь индекс 1 относится к окружной скорости и проекции абсолютной скорости на окружную на входе в колесо, индекс 2 - к аналогичным величинам на выходе. Конструкция предвключенной ступени 3 и лопаток 4 на входе в нее выполнены таким образом, что абсолютная скорость на входе в насос всегда равна нулю, поэтому, несмотря на то, что u>u, напор предвключенной ступени 3 не менее чем у предвключенных шнеков. Предложенная конструкция позволяет заглубить насос до дна резервуара. Дополнительное преимущество конструкции заключается в том, что если в обычном колесе центробежные силы действуют на частицы жидкости и «растягивают» их, побуждая тем самым выделение растворенного газа или появление кавитационных пузырьков при давлении, близком к насыщению, то в предлагаемом насосе в колесе предвключенной ступени 3 центробежные силы «сжимают» частицы жидкости, и возникновение центров кавитации наступает при более низком абсолютном давлении, то есть кавитационные качества насоса выше, чем у известных конструкций.
Таким образом, решается и поставленная задача - создание насоса, откачивающего жидкость из резервуаров практически до полного осушения с одновременным повышением кавитационных качеств насоса.