SU1168749A1 - Центробежный насос - Google Patents

Abstract

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус, рабочее колесо, на- гнетательный и всасывающий патрубки , в последнем из которых выполнена кольцева  коническа  щель, ориентированна  в направлении рабочего колеса , со средством регулировки ее :проходного сечени  и коллектор, сообщенный с нагнетательньм патрубком и кольцевой щелью, отличаю-щ и и с   тем, что, с целью повыше , ки  КПД и антикавитационных качеств путем увеличени  объемной прочности среды, насос снабжен емкостью с раствором высокомолекул рного вещества, эжектором с выходным каналом, активным и п;ассивным соплами и запорнорегулирующим органом, при этом емкость соойцена с пассивным соплом эжектора, активное сопло при помощи запорно-регулир5тощего органа - с нагнетательным паофубком, а выходной . канал эжектора - с коллектором. (Л

Description

а:

00

1

4. : 1 Изобретение относитс  к насосостроению , касаетс  конструкции ueHt робежного насоса и направлено на по вышение его антикавитационных качеств . Известен центробежный насос, со держащий корпус с установленным в нем рабочим колесом и всасывающим и нагнетательным патрубками, и эжекто с активным соплом, сообще зным магис тралью с нагнетательным патрубком, пассивным соплом и выходным каналом сообщенным со всасывающим патрубком Недостатком конструкции этого на соса  вл етс  его низкий КПД, св за ньм с тем, что весь расход рабочей среды проходит через эжектор, включенный последовательно с основным насосом. КПД эжектора очень низкий (0,2-0,5) ,В результате это приводит к резкому снижению суммарного КПД насос Наиболее близким техническим решением  вл етс  центробежный насос , содержащий корпус, рабочее колесо , нагнетательный и всасыва оищй патрубки, в последнем из которых вы полнена кольцева  коническа  щель, ориент1 рованна  в направлении рабочего колеса, со средством peryjnipoB ки ее проходного сечени  и коллекто сообщенный с нагнетательным патрубком и кольцевой щелью L2j . Недостатками известного насоса  вл ютс  низкие КПД и антикавитационные качества. Цель изобретени  - повышение КПД и антикавитационных качеств путем увеличени  объемной прочности перекачиваемой среды. Указанна  цель достигаетс  тем, что центробежн 11й насос, содерлшщий корпус, рабочее колесо, нагнетательный и всасывающий патрубки, в последнем из которых выполнена коль цева  коническа  щель, ориентирован на  в направлении рабочего колеса, со средством регулировки ее проходного сечени  и коллектор, сообщенны с нагнетательным патрубком и кольцевой щелью, снабжен емкостью с рас твором высокомолекул рного вещества , эжектором с выходньм каналом, активным и пассивньм соплами и запорно-регулирующим органом, при этом емкость сообщена с пассивным соплом эжектора, активное сопло при помощи запорно-регулирующего орга92 на с нагнетательным патрубком, а выходной канал эжектора - с коллектором . На чертеже изображен центробежный Hacfoc, продольный разрез. Центробежный насос содержит корпус 1, рабочее колесо 2, нагнетательный 3 и всасывающий 4 патрубки, в последнем из которых выполнена кольцевал коническа  щель 5, ориентированна  в направлении рабочего колеса 2., со средством регулировки ее прог ходного сечени  и коллектор 6, соободенный с нагнетательным патрубком 3 . ;и кольцевой щелью 5. Насос снабжен емкостью 7 с раствором высокомолекул рного вещества, эжектором с выходным каналом 8, активным 9 и пассивным 10 соплами и запорно-регулирующим органом 11, при этом емкость 7 сообщена с пассивным соплом 10, активное сопло 9 посредством запорнорегулирующего органа 11 - с нагнетательным патрубком 3, а выходной канал 8 эжектора - с коллектором 6. Активное сопло 9 сообщено с нагнетательньп патрубком 3 с помощью трубопровода 12, на котором и установлен запорно-регулирующий орган 1 1 . Всасывающий патрубок 4 выполнен разъемным, состо щим из двух цилиндров 13 и 14 с коническими поверхност ми 15 и 16,образующими кольцевую щель 5, при этом коллектор 6 образован 17 с отверстием 18, ус .тановленной между цилиндрами 13 и 14, а мелоду втулкой 17 и однйг из цилиндров (13) установлена регулиро-: вочна  шайба 19, представл юща  со-. бой средство регулировки проходного, сечени  щели 5. Емкость снабжена трубопроводами 20 и 21 Дл  наддува ее сжатькм газом или дренажа и заправки раствором высокомолекул рного вещества. Втулка уплотнена с помощью резиновых колец 22, Трубопроводы 20 и 21 снабжены вентил ми 23 и 24. Рабочее колесо 2 имеет лопатки 25 с входными кромками 26 и ведомый диск 27. Насос работает след пощим образом. При вращении рабочего колеса 2 жидкость под поБЫшенньп-1 давлением перекачиваетс  из всасывающего патрубка 4 в нагнетательный патрубок 3. При открытом запорно-регулировочном органе 11 жидкость по магистрали 12 из нагнетательного патрубка 3 подаетс  к активному соплу 9 эжектора. При этом в пассивном сопле 10 эжектора создаетс  разрежение. При открытом вентиле 23 и сообщении емкости 7 с помощью трубопровода 20 с атмосферой йод действием возникающего перепада давлени  концентрированный раствор высокомолекул рного вещества через пассивное сопло 10 подаетс  в выходной канал 8 эжектора.

Если разрежени , создаваемого эжектором, йедостаточно дл  подачи необходимого количества раствора высокомолекул рного вещества, может осуществл тьс  наддув емкости 7 ежатым газом посредством сообщени  емкости 7 трубопроводом 20 с источником сжатого газа.

Из выходного канала 8 эжектора, где происходит перемешивание и разбавление концентрированного раствора высокомолекул рного вещества по током активной жидкости из сопла 9, раствор с уже меньшей концентрацией попадает в коллектор 6, из которого равномерно впрыскиваетс  через щель 5 под углом в основной поток жидкости в направлении рабочего колеса 2.

Во всасывающем патрубке 4 вблизи его стенок образуетс  кольцева  прослойка раствора высокомолекул рного вещества. При движении по патрубку 4 от кольцевой щели 5 до входных кромок 25 лопаток 26 рабочего колеса 2 раствор за счет диффузии и турбулентного перемешивани  дополнительно разбавл етс  до заданных оптимальных концентраций, при этом увеличиваетс  толщина кольцевой области, содержащей добавки высокомолекул рного вещества .

Жидкость с добавками высокомолекул рного вещества при входе в рабочее колесо 2 попадает в область, наиболее опасную дл  возникновени  кавитации, располагающуюс  на входных кромках 26 лопаток 25 у ведомого 27 рабочего колеса 2, где радиус, размещени  входных кромок 26, а следовательно , и окруж}.   скорость, максимальны .

Введение незначительных добавок высокомолекул рных веществ, обладающих в зкоупругими свойствами (концентраци  перед входом в рабочее колесо 10мас.%), позвол ет весьма существенно повысить кавитационный запас (на 25 - 30%). Это св зано с тем, что жидкость с мальми добавками растворенных в ней высокомолекул рньсс веществ повьшает объемную прочность жидкости, в результате чего жидкость выдерживает большие (возникающие при разрежении) раст гивающие напр жени  до разрыва , привод щего к возникновению кавитационных каверн.

В качестве высокомолекул рных веществ можно использовать полиэтиленоксид , полиакриламид, Гуар ГАМ и другие , растворы которых обладают упру гими свойствами.

Так как требуемые добавки указант ных веществ ничтожно малы (10 -10 мас.% от расхода основного потока жидкости), то они практически не загр зн ют перекачиваемую среду (плотность и в зкость не измен ютс ), расход активной жидкости не велик, поэтому перепуск жидкости с нагнетани  на всасывание незначителен, что повышает КПД насоса. Требуемый объем емкости 7, содержащий концентрированный раствор высокомолекул рного вещества, также невелик.

Кроме подавлени  кавитации введение в поток добавок высокомолекул рных веществ приводит к по влению р да других положительных эффектов. Добавки способствуют ламинаризации потока, т.е. к снижению интенсивности турбулентности в межлопаточных каналах рабочего колеса 2. Это объ сн етс  тем, что длинноцепочные молекулы в зкоупругих полимеров, обладающие повьЕпенными временами релаксации , за счет демпфировани  пульсаций в потоке снижают интенсивность генерировани  мелкомасштабных турбулентных вихрей, где в основном происходит диссипаци  энергии потока

Подавление турбулентности (ламинаризаци  потока) приводит к снижению сопротивлени  за счет трени  и вихреобразовани  в проточных част х гидромашины, что приводит к повышению КПД насоса.

Кроме того, за.счет подавлени  кавитации и турбулентности снижаетс  шум и вибраци  при работе насоса, которые обычно  вл ютс  следствием кавитации и вихреобразовани , насос работает более м гко, за счет увеличени  кавитацйонного запаса повышаетс  всасывающа  способность насоса . За счет устранени  кавитацио ной эрозии и уменьшени  вибраций говьппаетс  ресурс работы насоса.

Улзгчшению характеристик насоса способствует также то,что за счет впрыска жидкости, через кольцевую щель 5 в направлении рабочего колеса 2 и снижении трени  в пристеночной области за счет введени  высокомолекул рных добавок вьфавнивавтс  профиль скороёти (становите  более наполнеиньм) перед входом в рабочее колесо 2. Регулировка расхода высокомолекул рного вещества осуществл етс  посредством изменени  расхода активной жидкости в эжекторе с помощью запорно-регулиг ровочного органа 11, вьшолненного, на пример, в виде вентил -дозатора.

/г«.2Г

Настройка устройства осуществл - етс  путем изменени  проходного сечени  кольцевой щели 5 с помощью под-;

бора толщины регулировочной шайбы . Выполнение всасывающего патрубка 4 разъемным и состо щим из двух цилинров 13 и f4, а коллектор 6с помощью втулки 17 обеспечивает удобство монтажа и демонтажа насоса, настройки эл екторного устройства впрыска и проведени  регламентных работ.

Благодар  применению предлагаемого насоса с устройством впрыска вы-

сокомолекул рного вещества повьшаетс  КПД, кавитационный запас и ресурс работы насоса, а также улучшаютс  его виброакустические характеристики.

Claims (1)

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, содержащий корпус, рабочее колесо, на- гнетательный и всасывающий патрубки, в последнем из которых выполнена кольцевая коническая щель, ориентированная в направлении рабочего ко- леса, со средством регулировки ее проходного сечения и коллектор, сообщенный с нагнетательным патрубком и кольцевой щелью, отличающийся тем, что, с целью повыше. ния КПД и антикавитационных качеств путем увеличения объемной прочности среды, насос снабжен емкостью с раствором высокомолекулярного вещества, эжектором с выходным каналом, активным и пассивным соплами и запорнорегулирующим органом, при этом емкость сообщена е пассивным соплом ‘ эжектора, активное сопло при помощи запорно-регулирующего органа - с нагнетательным патрубком, а выходной канал эжектора - с коллектором.

   оъ

   00 м

   С©

   1 168749