Свободновихревой погружной насос

Полезная модель относится к погружным центробежным насосам, используемых для перекачивания суспензий, бытовых и ливневых сточных вод с твердыми добавками [в частности при эксплуатации КНС].
Известен центробежный насос и его рабочее колесо по патенту РФ №2392499, МПК 29/041. Насос содержит улитку насоса, заднюю стенку насоса, вал насоса, рабочее колесо, имеющее кожух и уравновешивающие каналы, проходящие через кожух, при этом рабочее колесо присоединено к валу насоса и вращается внутри улитки. Уравновешивающие каналы расположены в кожухе рабочего колеса таким образом, что отверстия каналов на передней поверхности кожуха рабочего колеса расположены как впереди отверстий, расположенных на задней поверхности кожуха рабочего колеса в направлении вращения, так и ближе к оси насоса, чем отверстия на задней поверхности кожуха рабочего колеса. Насос может применяться без риска повреждения уплотнения вала или тому подобных повреждений при производительностях больше, чем оптимальная рабочая точка. Конструкторское и технологическое исполнение известного насоса характеризуются существенным усложнением рабочего колеса насоса ввиду использования уравновешивающих каналов.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является изобретение по заявке США US 2018187692 (А1). Вихревой насос, который содержит: корпус, рабочее колесо, установленное в ступице, являющейся опорной монтажной плитой, на одном валу с электродвигателем. Рабочее колесо представляет собой свободновихревое колесо с лопастями для перекачивания среды и выполнено как единое целое из металлического литого материала. Высота лопастей уменьшается в радиальном направлении под углом 2-7 градусов, в результате чего передняя часть лопасти имеет слегка наклонный или конический профиль. Лопасти установлены пакетами по 2-4 лопасти, и расстояние между лопастями внутри этих пакетов меньше, чем расстояние между пакетами. Благодаря расположению лопастей пакетами создается увеличенный проход для твердых веществ, содержащихся в перекачиваемой среде, что повышает надежность работы вихревого насоса. Однако, из-за неравномерного расположения лопастей снизился уровень пониженного давления за передней кромкой лопастей, что приводит к снижению производительности насоса.
Техническая задача при разработке заявляемой полезной модели состоит в том, чтобы повысить производительность насоса при сохранении таких преимуществ свободновихревой модели, как простота легкоразборной конструкции, удобство обслуживания, надежность и увеличенный срок бесперебойной работы.
Предлагается свободновихревой погружной насос, содержащий корпус, рабочее колесо с лопастями для перекачивания среды, установленное в ступице на одном валу с электродвигателем, рабочее колесо выполнено из металла как единое целое, отличающийся тем, что лопасти в плоскости рабочего колеса имеют изгиб в форме спирали Архимеда, а поверхность лопасти на ее конечном участке закручена вдоль продольной оси лопасти так, что окончание лопасти имеет наклон около 20 градусов в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса.
На фиг. 1 представлен общий вид погружного насоса, на фиг. 2, 3 показано рабочее колесо, вид снизу и его аксонометрическое изображение.
Свободновихревой погружной насос содержит корпус 1, рабочее колесо 2 с лопастями 3 для перекачивания среды, установленного на ступице 4 на одном валу 5 с электродвигателем 6. Рабочее колесо с лопастями изготовлено из отливки серого чугуна. Лопасти 3 в плоскости рабочего колеса имеют изгиб в форме спирали Архимеда, которая характерна тем, что кривизна этой кривой одинакова в любой точке участка спирали. Кроме того, поверхность лопасти на ее конечном участке 7 закручена вдоль продольной оси 8 лопасти так, что окончание лопасти имеет наклон около 20 градусов (на фиг. 3 угол β) в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Этот угол приблизительно равен углу поворота спирали Архимеда между двух точек этой кривой. При вращении колеса 2 перекачиваемая среда следует за зоной пониженного давления со стороны вогнутой лопасти, отбрасывается к краям рабочего колеса и выходит через напорный патрубок 9. Благодаря плавной одинаковой кривизне лопасти 2 и согласованному наклону плоскости 7 на участке наибольшей скорости потока перекачиваемой среды, поток отбрасывается центробежной силой не хаотичной массой, а закручивается подобно вихрю. Возрастает скорость перекачивания среды и снижается нагрузка на переднюю часть лопастей. Насос с предложенным рабочим колесом позволяет повысить производительность погружного насоса при сохранении простоты конструкции, удобства обслуживания. Такой насос характеризует высокая надежность и увеличенный срок бесперебойной работы.
Погружной насос изготовлен на основе известных технологий и материалов. За счет маслозаполненной камеры электродвигателя насос может длительное время работать в «сухом» режиме. Все трущиеся части, в том числе подшипники находятся в масле. В конструкции применены высокопрочные и коррозионностойкие материалы, что обеспечивает долговечность насоса. Свободновихревая форма рабочего колеса и большое проходное сечение выходного патрубка улитки обеспечивает свободное прохождение крупных частиц загрязнений, находящихся в перекачиваемой среде. Конструкция насоса легкоразборная, что упрощает его техническое обслуживание и проведение ремонтных работ.