СВОБОДНОВИХРЕВОЙ НАСОС ДЛЯ ГИДРОСМЕСЕЙ Российский патент 1995 года по МПК F04D7/04 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к свободновихревым насосам для перекачивания абразивных и иных гидросмесей.

Известен свободновихревой насос для гидросмесей, содержащий расположенное в цилиндрической нише корпуса рабочее колесо, диск которого снабжен вихревыми лопатками и вихревыми каналами между ними, открытыми по периферии [1]
Недостаток известного устройства интенсивный износ цилиндpической поверхности ниши.

Известен также свободновихревой насос для гидросмесей, содержащий корпус с вихревой камерой и цилиндрической нишей, в которой расположено рабочее колесо, имеющее диск с вихревыми лопатками и четным количеством межлопаточных вихревых каналов, половина которых открыта по периферии, а половина закрыта [2]
Недостатками известного устройства является значительный износ цилиндрической поверхности ниши, а также снижение эффективности и напора насоса за счет того, что закрытые по периферии вихревые каналы короче открытых.

Из известных наиболее близким к описываемому изобретению является свободновихревой насос для гидросмесей, содержащий корпус, выполненные в корпусе напротив друг друга вихревую камеру и нишу с цилиндрической поверхностью, расположенное в нише с радиальным кольцевым зазором рабочее колесо со ступицей, имеющее конусообразный диск с центробежными лопатками со стороны ниши, соединенными со ступицей, центробежные каналы между центробежными лопатками, причем центральная область вихревой камеры сообщена через центральную полость колеса с входами центробежных каналов, а конусообразный диск со стороны вихревой камеры выполнен с вихревыми лопатками и межлопаточными вихревыми каналами [3]
Недостаток известного устройства низкая эффективность и напор насоса.

Техническая задача изобретения повышение эффективности и напора насоса.

Техническая задача решается за счет того, что в свободновихревом насосе для гидросмесей, содержащем корпус, выполненные в корпусе напротив друг друга вихревую камеру и нишу с цилиндрической поверхностью, расположенное в нише с радиальным кольцевым зазором рабочее колесо со ступицей, имеющее конусообразный диск с центробежными лопатками со стороны ниши, соединенными со ступицей, центробежные каналы между центробежными лопатками, причем центральная область вихревой камеры сообщена через центральную полость колеса с входами центральных каналов, а конусообразный диск со стороны вихревой камеры выполнен с вихревыми лопатками и межлопаточными вихревыми каналами, в соответствии с описываемым изобретением центробежные и вихревые каналы на периферии выполнены открытыми и сообщены с радиальным кольцевым зазором, а центральная область вихревой камеры сообщена с входами центробежных каналов посредством выполненных в конусообразном диске отверстий.

Техническая задача решается также за счет того, что центробежные и вихревые лопатки выполнены в виде гофр конусообразного диска.

На фиг. 1 схематически изображен свободновихревой насос для гидросмесей, продольный разрез; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 вариант насоса, в котором центробежные и вихревые лопатки выполнены в виде гофр конусообразного диска, продольный разрез; на фиг. 5 вид по стрелке В на фиг. 4; на фиг. 6 сечение Г-Г на фиг. 5.

Свободновихревой насос для гидросмесей содержит корпус 1, выполненные в корпусе 1 напротив друг друга вихревую камеру 2 и нишу 3 с цилиндрической поверхностью 4, расположенное в нише 3 рабочее колесо 5 со ступицей 6, имеющее конусообразный диск 7 с центробежными лопатками 8 со стороны ниши 3, соединенными со ступицей 6, центробежные каналы 9 между центробежными лопатками 8, отверстия 10 в центральной части конусообразного диска 7, сквозь которые центральная область вихревой камеры 2 сообщена через центральную полость 11 колеса 5 с входами центробежных каналов 9. Конусообразный диск 7 со стороны вихревой камеры 2 выполнен с вихревыми лопатками 12 и межлопаточными вихревыми каналами 13. Центробежные и вихревые каналы 9 и 13 на периферии выполнены открытыми, а между цилиндрической поверхностью 4 ниши 3 и периферией рабочего колеса 5 с центробежными и вихревыми лопатками 8 и 12 выполнена рабочая кольцевая щель 14, с которой сообщены выходы центробежных и вихревых каналов 9 и 13.

Вариант свободновихревого насоса для гидросмесей (фиг. 4, 5, 6) имеет центробежные и вихревые лопатки 8 и 12, выполненные в виде гофр 15 конусообразного диска 7. Стрелками показаны направления потоков перекачиваемой жидкости при работе насоса.

Свободновихревой насос для гидросмесей работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 5 поступающий в насос начальный поток гидросмеси разделяется в центральной области вихревой камеры 2 на три части.

Первая часть начального потока гидросмеси проходит сквозь отверстия 10 конусообразного диска 7, значительно освобождаясь при этом от механических включений, отбрасываемых от этих отверстий центробежными силами, проходит далее центральную полость 11 колеса 5 и центробежные каналы 9, где приобретает кинетическую энергию от воздействия центробежных лопаток 8, и выбрасывается кольцевым потоком через рабочую кольцевую щель 14 в вихревую камеру 2 на ее периферии, где и образует кольцевой вихрь.

Вторая часть начального потока гидросмеси проходит по вихревым каналам 13 между вихревыми лопатками 12 конусообразного диска 7, где приобретает кинетическую энергию от воздействия вихревых лопаток 12. На выходе из вихревых каналов 13 движущаяся радиально вторая часть начального потока встречается на перекрестных курсах с движущейся перпендикулярно ей по рабочей кольцевой щели 14 первой частью начального потока, у которой энергия и скорость не ниже, поэтому вторая часть потока не доходит до цилиндрической поверхности 4 ниши 3, а поворачивает к вихревой камере 2 на границе с рабочей кольцевой щелью 14 в виде второго соосного кольцевого потока. Из-за этого усиливается общий кольцевой вихрь насоса, что повышает эффективность и напор насоса.

Третья часть начального потока гидросмеси, с которой перемещается основная масса перекачиваемого продукта, подхватывается общим кольцевым вихрем от первой и второй частей начального потока и месте направляется на выход насоса.

Цилиндрическая поверхность 4 ниши 3 изнашивается незначительно, так как механические включения второй части начального потока по нее не доходят из-за встречи с перекрестно движущейся по щели 14 первой частью начального потока, имеющей не меньшую кинетическую энергию. Сама же первая часть начального потока, которая движется по цилиндрической поверхности 4 ниши 3, относительно чиста (бедна механическими включениями), так как прошла сквозь отверстия 10 конусообразного диска 7, являющемся фактически центробежным фильтром, поэтому влияет на износ незначительно.

Использование изобретения повышает эффективность и напор свободновихревого насоса.

Сущность изобретения: в корпусе напротив друг друга выполнены вихревая камера и ниша с цилиндрической поверхностью. В нише расположено с радиальным кольцевым зазором рабочее колесо со ступицей. Колесо имеет конусообразный диск с центробежными лопатками со стороны ниши, соединенными со ступицей, и центробежные каналы между центробежными лопатками. Центральная область вихревой камеры сообщена через центральную полость колеса с входами центробежных каналов. Диск со стороны камеры выполнен с вихревыми лопатками и межлопаточными вихревыми каналами. Центробежные и вихревые каналы на периферии выполнены открытыми и сообщены с радиальным кольцевым зазоров. Центральная область камеры сообщена с входами центробежных каналов выполненными в диске отверстиями. Центробежные и вихревые лопатки выполнены в виде гофр конусообразного диска. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. СВОБОДНОВИХРЕВОЙ НАСОС ДЛЯ ГИДРОСМЕСЕЙ, содержащий корпус, выполненные в корпусе напротив друг друга вихревую камеру и нишу с цилиндрической поверхностью, расположенное в нише с радиальным кольцевым зазором рабочее колесо со ступицей, имеющее конусообразный диск с центробежными лопатками со стороны ниши, соединенными со ступицей, центробежные каналы между центробежными лопатками, причем центральная область вихревой камеры сообщена через центральную полость колеса с входами центробежных каналов, а конусообразный диск со стороны вихревой камеры выполнен с вихревыми лопатками и межлопаточными вихревыми каналами, отличающийся тем, что центробежные и вихревые каналы на периферии выполнены открытыми и сообщены с радиальным кольцевым зазором, а центральная область вихревой камеры сообщена с входами центробежных каналов посредством выполненных в конусообразном диске отверстий. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что центробежные и вихревые лопатки выполнены в виде гофр конусообразного диска.