РЕВЕРСИВНЫЙ ОСЕВОЙ НАСОС Российский патент 2003 года по МПК F04D3/00 F04D29/18 

Изобретение относится к области насосостроения и может найти применение в насосах для гидромелиорации и в других отраслях промышленности.

Известен осевой насос, содержащий корпус и установленные в нем на валу рабочее колесо с лопастями, на каждой из которых перпендикулярно ее поверхности установлены закрылки, наклоненные входной частью к оси вращения колеса, охватывающие лопасть со стороны выходной кромки и выступающие за ее пределы, при этом выступающие концы закрылков отогнуты к оси вращения. (Авторское свидетельство СССР 1121502. Осевой насос. - МКИ: F 04 D 3/00. - Бюл. 40, 30.10.1984.). Недостатком известного технического решения является, с одной стороны, сложность конструкции, а с другой - изменение направления потока жидкости при смене вращения рабочего колеса из-за невозможности поворота лопастей вокруг своих осей.

Известен осевой насос, содержащий рабочее колесо и профилированные лопасти с канавками на омываемых потоком поверхностях, при этом канавки выполнены в теле лопастей ориентированными вдоль участков их цилиндрических сечений и имеющими круглый профиль по длине с переменным радиусом и глубиной. (Патент СССР 1834987. Рабочее колесо гидромашины. - МКИ F 04 D 3/00, 29/66. - Бюл. 30, 15.08.1993.). Недостатком известного технического решения является изменение направления потока жидкости при смене вращения рабочего колеса из-за невозможности поворота лопастей вокруг своих осей.

Известен осевой насос, содержащий рабочее колесо с поворотными лопастями, установленными на валу в камере с плавным переходом по оси поворота лопасти от цилиндра со стороны входа в сферу, соответствующую форме внешнего контура лопастей. (Авторское свидетельство 471477. Регулируемый осевой насос. - МКИ F 04 d 3/00. - Бюл. 19, 25.05.75). Данное устройство принято за прототип.

Недостатком известного насоса, принятого за прототип, является нарушение потока жидкости при смене вращения рабочего колеса из-за невозможности поворота лопастей вокруг своих осей, проходящих через их середину.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции насоса, позволяющей сохранять поток жидкости независимо от направления вращения рабочего колеса с улучшением гидродинамической кавитации лопастей.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является улучшение эксплуатационной характеристики насоса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном осевом насосе, содержащем рабочее колесо с поворотными лопастями, установленными на валу в камере с плавным переходом по оси поворота лопасти от цилиндра со стороны входа в сферу, соответствующую форме внешнего контура лопастей, согласно предложенному техническому решению
лопасти установлены на оси поворота боковой стороной под углом к оси вращения вала с возможностью поворота на обратный под действием разности сил давления жидкости на плечи лопасти относительно оси ее поворота при реверсе рабочего колеса;
на рабочем колесе выполнены лыски, на которые установлены лопасти с упорами боковых сторон при повороте на угол;
лопасти от оси поворота выполнены гофрированными с переменной высотой волн, ориентированных вдоль дуг окружностей, по которым лопасти омываются потоком жидкости, с переходом межволновых канавок и ребер жесткости от оси поворота лопасти в плоскость на хвостовой части.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного вертолета, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображен предлагаемый реверсивный осевой насос, общий вид; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б лопасти на фиг.2.

Насос содержит рабочее колесо 1 с поворотными лопастями 2, установленное на валу 3 в камере 4, выполненной на входном участке 5 до оси поворота лопасти 2 на рабочем колесе 1 в виде цилиндра с плавным переходом в сферу 6 с диаметром, превышающим максимальный наружный диаметр рабочего колеса 1 с лопастями 2 на величину минимального технологического зазора (Фиг.1). На рабочем колесе 1 выполнены лыски 7, на которые установлены лопасти 2 с упорами 8 при повороте лопасти 2 на угол +α^° с возможностью поворота на обратный угол -α^° под действием разности сил давления жидкости на плечи лопасти относительно оси ее поворота при реверсе рабочего колеса 1 (Фиг.2). Лопасти выполнены гофрированными с переменной высотой волн, ориентированных вдоль дуг окружностей, по которым лопасти омываются потоком жидкости, с переходом межволновых канавок 9 и ребер жесткости 10 от оси поворота лопасти в плоскость на хвостовой части (Фиг.3).

Насос работает следующим образом. Валу 3 задают вращение, например, против часовой стрелки. Под действием разности сил давления жидкости на плечи лопасти относительно оси ее поворота лопасти 2 поворачиваются на угол +α^° до упора 8, жидкость омывает канавки 9 и ребра жесткости 10 лопасти 2, расположенные вдоль дуг окружностей, которые создают давление жидкости на выходе насоса. При смене направления вращения вала 3, по часовой стрелке, лопасти 2 поворачиваются на угол -α^° до упора 8 относительно оси поворота, жидкость омывает канавки 9 и ребра жесткости 10 с противоположной стороны лопасти 2, расположенные также вдоль дуг окружностей, которые создают давление жидкости на выходе насоса в том же направлении.

Изобретение относится к области насосостроения и может найти применение в насосах для гидромелиорации и в других отраслях промышленности. Реверсивный осевой насос содержит рабочее колесо с поворотными лопастями, установленными на валу в камере с плавным переходом по оси поворота лопасти от цилиндра со стороны входа в сферу, соответствующую форме внешнего контура лопастей. Лопасти установлены на оси поворота боковой стороной под углом к оси вращения вала с возможностью поворота на обратный угол под действием разности сил давления жидкости на плечи лопасти относительно оси ее поворота при реверсе рабочего колеса. На рабочем колесе выполнены лыски, на которые установлены лопасти с упорами боковых сторон при повороте на угол. Лопасти выполнены гофрированными с ориентацией канавок и ребер жесткости вдоль дуг окружностей. Межволновые канавки и ребра жесткости от оси поворота лопасти переходят в плоскость на хвостовой части. Изобретение направлено на улучшения эксплуатационной характеристики насоса. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Реверсивный осевой насос, содержащий рабочее колесо с поворотными лопастями, установленными на валу в камере с плавным переходом по оси поворота лопасти от цилиндра со стороны входа в сферу, соответствующую форме внешнего контура лопастей, отличающийся тем, что лопасти установлены на оси поворота боковой стороной под углом к оси вращения вала с возможностью поворота на обратный под действием разности сил давления жидкости на плечи лопасти относительно оси ее поворота при реверсе рабочего колеса. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что на рабочем колесе выполнены лыски, на которые установлены лопасти с упорами боковых сторон при повороте на угол. 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены гофрированными с переменной высотой волн, ориентированных вдоль дуг окружностей, по которым лопасти омываются потоком жидкости, с переходом межволновых канавок и ребер жесткости от оси поворота лопасти в плоскость на хвостовой части.