Направляющий аппарат центробежного насоса Российский патент 2003 года по МПК F04D29/44 F04D1/06 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в многоступенчатых центробежных насосах для повышения КПД, снижения габаритов и упрощения изготовления. Наиболее целесообразно использовать изобретение в многоступенчатых насосах большой мощности, например питательных насосах для тепловых и атомных электростанций.

Известны направляющие аппараты многоступенчатых центробежных насосов (см., например, Малюшенко В.В., Михайлов А.К. Энергетические насосы: Справочное пособие. - М.: Энергоиздат, 1981. -200с.).

В таких направляющих аппаратах при течении жидкости от диффузорных каналов к обратным каналам образуются большие гидравлические потери из-за отрыва потока и неравномерного поля скоростей.

Известен радиальный лопаточный отвод многоступенчатого насоса, у которого для уменьшения потерь выполнены отверстия, сообщающие направляющие и обратные каналы. За счет выравнивания поля давления улучшаются виброакустические характеристики. (См., например, А.с. СССР 1581867, F 04 D 29/40).

Однако отверстия, сообщающие направляющие и обратные каналы, недостаточно выравнивают эпюру давления из-за резкого изменения течения в них и большого гидравлического сопротивления. Такие отверстия нетехнологичны в изготовлении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является направляющий аппарат центробежного насоса (а. с. 202915, ЧССР, МКИ F 04 D 29/40), в котором сечение радиального участка канала от входа в него по направлению к оси вала расширяется, что позволяет повысить КПД насоса. Однако в таком направляющем аппарате при течении жидкости от диффузорных каналов к переводным каналам и от них к обратным каналам из-за резкого изменения проходных площадей и направления потока происходит его отрыв, что приводит к дополнительным потерям.

Целью изобретения является повышение КПД, снижение вибрации, уменьшение габаритов и упрощение изготовления направляющего аппарата.

Эта цель достигается тем, что переводные каналы направляющего аппарата выполнены винтовыми и имеют ось, совпадающую с осью его диска. Площадь сечения переводных каналов постоянна или непрерывно увеличивается от входа к выходу, а сечение на выходе из диффузорных каналов и сечение входа в обратные каналы соответственно совпадают с входом и выходом переводных каналов.

Для выравнивания эпюры давления диффузорные каналы на выходе, а обратные каналы на входе могут быть сообщены с переводными каналами прорезями.

Предлагаемое изобретение характеризуется следующими новыми признаками:

- переводной канал выполнен по винтовой линии;

- площадь сечения переводного канала постоянна или увеличивается от входа к выходу.

В результате наличия новых признаков направляющий аппарат приобретает новое свойство - непрерывное преобразование кинетической энергии потока в энергию давления при течении жидкости как в диффузорных, так и переводных каналах.

Таким образом, новая совокупность признаков предлагаемого технического решения и новое свойство позволяет установить, что устройство отвечает признаку "существенные отличия".

На фиг.1 представлен направляющий аппарат центробежного насоса.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - вид Б на фиг.1

На фиг.4 представлен направляющий аппарат, имеющий прорези.

Направляющий аппарат состоит из диска 1, направляющих лопаток 2, образующих диффузорные каналы 3, непрерывно переходящие в переводные каналы 4, имеющие форму винтовой поверхности постоянного или непрерывно увеличивающегося сечения, и далее в обратные каналы 5, образованные обратными лопатками 6, причем диффузорные и обратные каналы могут соединяться с переводными прорезями 7.

Направляющий аппарат работает следующим образом. Рабочая жидкость с центробежного колеса насоса поступает на вход диффузорных каналов 3, образованных направляющими лопатками 2 и размещенных на диске 1, из выходной части которых жидкость поступает в начальную часть переводных каналов 4, причем сечение переводных каналов выполнено таким образом, что его вход совпадает с выходным сечением диффузорных каналов, далее жидкость поступает в винтовые переводные каналы 4. Жидкость из переводных каналов 4 поступает в обратные каналы 5, образованные обратными лопатками 6. Выравнивание потока происходит благодаря перетоку части жидкости через прорези.

Таким образом, конструкция направляющего аппарата позволяет с минимальными потерями отвести жидкость от рабочего колеса насоса и подвести ее к следующему рабочему колесу. Кроме того, выполнение обратного канала в виде винтовой поверхности снижает трудоемкость изготовления и уменьшает радиальные и осевые габариты. Выбрав необходимое число каналов и величину хода винтовой поверхности переводного канала, при механической обработке фрезерованием можно получить прорези, соединяющие диффузорные и обратные каналы с переводными каналами.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к многоступенчатым центробежным насосам, преимущественно питательным насосам для тепловых и атомных электростанций. Направляющий аппарат состоит из диска, на котором размещены направляющие лопатки, образующие диффузорные каналы, непрерывно переходящие в переводные каналы, имеющие форму винтовой поверхности. Переводные каналы непрерывно переходят в обратные каналы. Для снижения гидравлических потерь путем выравнивания потока диффузорные каналы на выходе, а обратные каналы на входе соединены с переводными каналами прорезями. Изобретение направлено на повышение КПД, снижение вибрации, уменьшение габаритов и упрощение изготовления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса, содержащий диск с направляющими и обратными лопатками, образующими диффузорные и обратные каналы, соединенные переводными каналами, отличающийся тем, что переводные каналы выполнены винтовыми и имеют ось, совпадающую с осью диска направляющего аппарата, а площадь их сечения постоянна или непрерывно увеличивается от входа к выходу, причем сечение на выходе из диффузорных каналов и сечение входа в обратные каналы соответственно совпадают с входом и выходом переводных каналов.2. Направляющий аппарат по п.1, отличающийся тем, что диффузорные каналы на выходе, а обратные каналы на входе соединены с переводными каналами прорезями.