НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА Российский патент 1999 года по МПК F04D29/44 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к центробежным насосам - к его рабочему органу - направляющему аппарату. Оно может быть также использовано в конструкциях центробежных компрессоров.

Известен радиальный направляющий аппарат, включающий в себя периферийные направляющие лопатки, ступенчато переходящие на тыльную сторону диска с последующим переходом в радиальные лопатки (1).

Недостатками данной конструкции являются:
- значительные потери давления жидкости при входе ее в лопаточные каналы и на участке перехода жидкости из последних в радиальные каналы, особенно при высоких скоростях выхода жидкости из каналов рабочего колеса, вследствие ударов жидкости о языки лопаток и ступенчатого ее расширения на переходном участке;
- возникновение вибрации, вследствие ударов жидкости о языки лопаток;
- высокая трудоемкость изготовления направляющего аппарата.

Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому является направляющий аппарат, состоящий из установленных в корпусе насоса двух кольцевых дисков с профилированными спиральными каналами (2).

Существенными недостатками данного устройства являются:
- значительные габаритные размеры насоса в радиальном направлении, вследствие тангенциального выхода жидкости из канала направляющего аппарата;
- низкая эффективность применения в многоступенчатых насосах из-за конструктивной сложности перевода жидкости из одной ступени в другую.

Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров и упрощение конструкции направляющего аппарата. Указанная цель достигается описываемым направляющим аппаратом, включающим два диска со спиральными каналами. Новым является то, что спиральные каналы в одном диске выполнены со стороны всасывания и образованы двумя поперечными плоскостями и периферийной спиральной поверхностью, причем одна стенка канала выполнена глухой, а другая - открытой, являющейся поверхностью соприкосновения с соседним диском; каждый спиральный канал состоит из основного, охваченного углом 360^o/n, где n - число каналов, и переходного участка, плавно выходящего со своей глухой стенкой канала до пересечения с его открытой стенкой; между переходной частью канала и спиральной поверхностью последующего спирального канала выполнен отводящий жидкость язык; в другом диске со стороны нагнетания спиральные каналы направлены к центру и состоят из переходных с одной поперечной плоскости в другую поперечную плоскость участков, наклоненных по отношению к основным участкам в плоскости развертки делительного диаметра каналов. Новым также является то, что диск со стороны нагнетания выполнен из двух половинок, соприкасающихся между собой по поверхности, образующей открытую стенку каналов.

На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого направляющего аппарата.

На фиг. 2 - вид на внутреннюю поверхность диска со стороны нагнетания.

На фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 2.

На фиг. 4 - сечение по Б-Б фиг. 2.

На фиг. 5 - сечение по В-В фиг. 2.

На фиг. 6 - вид на наружную поверхность диска со стороны нагнетания.

На фиг. 7 - сечение по Г-Г фиг. 6.

Направляющий аппарат состоит из двух дисков 1 и 2 (фиг. 1). В диске 1 со стороны всасывания выполнены спиральные каналы 3 (фиг. 2), состоящие из основного 4, охватываемого центральным углом 360^o/n, где n - число каналов, и переходного 5 участков. Глухая стена 6 (фиг. 4) канала 3 на переходном участке 5 плавно выходит на плоскость 7 соприкосновения с диском 2. Между центральной стенкой 8 участка 5 и спиральной поверхностью 9 последующего канала 4 выполнен отводящий жидкость язык 10.

В диске 2 (фиг. 6) со стороны нагнетания выполнены спиральные каналы 11, состоящие из наклонного 12 и радиального 13 участков. Наклонный участок 12 спирального канала 11 с плоскости 7 переходит на плоскость 14 (фиг. 7). Стенки наклонного участка 12 канала 11 в зонах перехода на плоскости, находящиеся по отношению к ним под углом, плавно закруглены. Диск 2 закрыт крышкой 16, соединенной с основной частью диска жестко. Оба диска 1 и 2 снабжены подшипниковыми втулками 17 и 18. Внутри дисков установлено рабочее колесо 19.

Диски 1 и 2 в сборе соприкасаются друг с другом по линиям 20 и 21. При работе центробежного насоса жидкость из каналов рабочего колеса за счет центробежных сил выбрасывается в спиральные каналы 4 диска 1 направляющего аппарата. Каналы рабочего колеса, охваченные углом 360^o/n, выдают жидкость в один спиральный канал 4 из "n" каналов. При этом один канал рабочего колеса постоянно выходит из этой зоны и входит в зону следующего спирального канала 4. Этим самым осуществляется непрерывность подачи жидкости из каналов рабочего колеса в спиральные каналы 4 направляющего аппарата. Из спиральных каналов 4 диска 1 жидкость попадает в каналы наклонных участков (12) диска 2, проходя через них, входит в каналы 13 радиального участка и оттуда направляется в следующее рабочее колесо. Далее цикл повторяется.

Выполнение направляющего аппарата из двух разъемных дисков, содержащих соответственно периферийные и радиальные спиральные каналы, позволяет упростить конструкцию насоса и снизить его габаритные размеры, благодаря выполнению плавного бокового перехода от спиральных периферийных каналов в радиальные. Кроме того обеспечивается удобство для механической обработки не только спиральных и радиальных каналов, но и переходных участков.

Используемая информация.

1. А.С. N 479399, МКИ F 04 D 29/44, 1976 г.

2. А.С. N 1.383.006, МКИ F 04 D 29/40, 1988 г.

Аппарат содержит два диска 1, 2 со спиральными каналами, которые в одном диске 1 выполнены со стороны всасывания и образованы двумя поперечными плоскостями и периферийной спиральной поверхностью. Одна стенка 6 канала выполнена глухой, а другая - открытой, являющейся поверхностью 7 соприкосновения с соседним диском 2. Каждый спиральный канал состоит из основного участка, охваченного углом 360°/n, где n - число каналов, и переходного участка 5, плавно выходящего со своей глухой стенкой 6 канала до пересечения с его открытой стенкой. Между переходной частью канала и спиральной поверхностью выполнен язык 10. На диске 2 спиральные каналы направлены к центру и состоят из переходных с одной поперечной плоскости в другую участков, наклоненных по отношению к основным участкам в плоскости развертки делительного диаметра каналов. Указанная конструкция направляющего аппарата позволяет уменьшить габариты и упростить конструкцию насоса. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Направляющий аппарат центробежного насоса, включающий два диска со спиральными каналами, отличающийся тем, что спиральные каналы в одном диске выполнены со стороны всасывания и образованы двумя поперечными плоскостями и периферийной спиральной поверхностью, причем одна стенка канала выполнена глухой, а другая - открытой, являющейся поверхностью соприкосновения с соседним диском, каждый спиральный канал состоит из основного охваченного углом 360^o/n, где n - число каналов, и переходного участка, плавно выходящего со своей глухой стенкой канала до пересечения с его открытой стенкой, между переходной частью канала и спиральной поверхностью последующего спирального канала выполнен отводящий жидкость язык, на диске со стороны нагнетания спиральные каналы направлены к центру и состоят из переходных с одной поперечной плоскости в другую поперечную плоскость участков, наклоненных по отношению к основным участкам в плоскости развертки делительного диаметра каналов. 2. Направляющий аппарат по п.1, отличающийся тем, что диск со стороны нагнетания выполнен из двух половинок, соприкасающихся между собой по поверхности, образующей открытую стенку каналов.