АНТИКАВИТАЦИОННОЕ РАБОЧЕЕ КОЛЕСО
ANTI-CAVITATION IMPELLER

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к рабочим колесам центробежных насосов.
Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее ведущий и ведомый диски, между которыми расположены основные лопатки рабочего колеса (см. патент RU 33412, Кл. F04D 9/04, опубл. 20.10.2003). Недостатком известного устройства является раздельное выполнение основных лопаток рабочего колеса и лопаток шнека, что ухудшает гидродинамические свойства колеса и производительность насоса, в котором оно установлено.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является рабочее колесо центробежного насоса, содержащее ведущий и ведомый диски, между которыми расположены основные лопатки рабочего колеса, конструктивно объединенные с лопатками шнека (см. WO 00/00745, Кл. F04D 7/04, опубл. 06.01.2000). Недостатками этого устройства является выход лопаток шнека за пределы направляющего аппарата, что также приводит к неэффективной работе насоса.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в улучшении гидродинамических свойств рабочего колеса центробежного насоса, мимнимизации происходящих в нем кавитационных процессов, повышении напора и КПД насоса, в котором оно установлено, при малых давлениях на входе, а также улучшение работы насоса на газосодержащих жидкостях.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что антикавитационное рабочее колесо центробежного насоса содержит ведущий и ведомый диски, между которыми расположены основные лопатки рабочего колеса, конструктивно объединенные с лопатками шнека, причем лопатки шнека полностью расположены во входном направляющем аппарате, отношение диаметра входа в рабочее колесо к диаметру основной лопатки рабочего колеса равно 0,52÷0,7, а отношение ширины входного кольца направляющего аппарата к ширине выходной щели рабочего колеса равно 1,6÷2,5.
На фиг.1 изображен поперечный разрез предлагаемого рабочего колеса; на фиг.2 - рабочее колесо, вид сбоку.
Антикавитационное рабочее колесо содержит установленные на валу (не показан) ведущий 1 и ведомый 2 диски. Между дисками расположены основные лопатки 3 рабочего колеса. Лопатки 3 объединены с лопатками 4 шнека. При этом лопатки 4 шнека полностью расположены во входном направляющем аппарате 5.
0
1
0
1
Такое выполнение лопаток позволяет избежать возникновения дополнительных турбулентностей в области шнека и уменьшить кавитационное воздействие потока на детали устройства. Немалую важность для указанных параметров имеет также геометрическое соотношение входного и выходного каналов. Проведенные эксперименты показали, что оптимальным с точки зрения минимизации кавитационного воздействия является такое выполнение рабочего колеса, при котором отношение диаметра (D) входа в рабочее колесо к диаметру (D) основной лопатки рабочего колеса D/D=0,52÷0,7, а отношение ширины (а) входного кольца направляющего аппарата к ширине (b) выходной щели рабочего колеса а/b=1,6÷2,5.
Антикавитационное рабочее колесо работает следующим образом.
Насос предварительно заполняется перекачиваемой жидкостью. Вращательное усилие, передаваемое от мотора насоса на вал, приводит во вращение ведущий диск 1. Диск 1 увлекает за собой лопатки 4 шнека и основные лопатки 3 рабочего колеса. Поток перекачиваемого рабочего тела (жидкости) закручивается по спирали шнека и без отрыва от лопаток через входной направляющий аппарат нагнетается в полость рабочего колеса. Указанная полость образована каналами между основными лопатками 3 и дисками 1 и 2. Через эти каналы под действием центробежной силы жидкость устремляется в выходной канал.
В заявленном рабочем колесе линии тока жидкости будут максимально плавными, что позволяет всю мощность мотора направить на создание необходимого давления, а не на преодоление гидравлического сопротивления о внутренние детали устройства. Кроме того, плавные линии тока практически исключают образование кавитационных пузырьков, разрушающих материал взаимодействующих с потоком поверхностей.