ШНЕКОЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС Российский патент 2007 года по МПК F04D1/04 F04D9/04 

Изобретение относится к насосостроению, касается конструкции шнекоцентробежных насосов и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности в пожаротушении.

Известен шнекоцентробежный насос, содержащий корпус со всасывающим патрубком, центробежное колесо закрытого типа, установленное в корпусе, и предвключенный шнек, установленный во всасывающем патрубке с минимальным торцевым зазором относительно лопастей центробежного колеса, при этом в патрубке в зоне входного участка шнека выполнен кольцевой канал для ввода утечек из уплотнений центробежного колеса в основной поток (GB 1267023 А, кл. F04D 29/66, 15.03.1972).

Недостатком насоса являются низкие КПД и низкие антикавитационные свойства насоса.

Известен шнекоцентробежный насос, шнек которого полностью размещен в горловине центробежного колеса и в лопатках которого для улучшения антикавитационных свойств выполнены открытые по периферии пазы, наклоненные к поверхности лопаток (SU 270505 А, кл. F04D 29/00, 08.05.1970).

Однако в известном насосе имеются те же недостатки.

Наиболее близким к изобретению является шнекоцентробежный насос, содержащий корпус со всасывающим патрубком и установленный в корпусе закрепленный на валу ротор, включающий центробежное колесо закрытого типа и предвключенный шнек с лопатками, выполненными на втулке, при этом входной и выходной участки шнека коаксиально размещены соответственно во всасывающем патрубке и внутри горловины центробежного колеса (SU 173124 А, кл. F04D 1/02, 07.07.1965).

Однако шнек известного насоса подвержен кавитационной эрозии, что делает работу насоса неустойчивой и снижает ресурс его работы, а развитая зона кавитации, которая при срывном режиме работы насоса может захватывать до 2/3 ширины межлопаточных каналов шнека, уменьшает подачу насоса.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы, подачи и ресурса шнекоцентробежного насоса путем повышения его антикавитационных качеств и уменьшения кавитационной эрозии.

Технический результат достигается за счет того, что в шнекоцентробежном насосе, содержащем корпус со всасывающим патрубком и установленный в корпусе закрепленный на валу ротор, включающий центробежное колесо закрытого типа и предвключенный шнек с лопатками, выполненными на втулке, при этом входной и выходной участки шнека коаксиально размещены соответственно во всасывающем патрубке и внутри горловины центробежного колеса, согласно изобретению шнек выполнен двухзаходным, его лопатки установлены перпендикулярно втулке и в поперечном сечении ограничены с рабочей и тыльной сторон идентичными ломаными линиями, каждая из которых плавно сопряжена с контуром втулки, в средней части выполнена вогнутой по радиусу, а на периферии - в виде участка прямой, наклоненной к оси вращения насоса под острым углом.

Диаметр лопаток шнека может быть выполнен уменьшающимся по направлению к центробежному колесу.

Центробежное колесо может быть выполнено с разгрузочными отверстиями и установлено в корпусе посредством уплотнительных колец, образующих опорные подшипники скольжения, при этом кольца закреплены в корпусе и на рабочем колесе и выполнены из износостойкого самосмазывающегося материала.

На чертеже изображен шнекоцентробежный насос, продольный разрез.

Шнекоцентробежный насос содержит корпус 1 со всасывающим патрубком 2 и установленный в нем закрепленный на валу 3 ротор, включающий центробежное колесо 4 закрытого типа и предвключенный шнек с лопатками 5, выполненными на втулке 6. Входной и выходной участки шнека коаксиально размещены соответственно во всасывающем патрубке 2 и внутри горловины 7 центробежного колеса 4. Шнек выполнен двухзаходным, его лопатки 5 установлены перпендикулярно втулке 6 и в поперечном сечении ограничены с рабочей и тыльной сторон идентичными ломаными линиями. Каждая из линий плавно сопряжена с контуром втулки 6, в средней части выполнена вогнутой по радиусу, а на периферии - в виде участка прямой, наклоненной к оси вращения насоса под острым углом α. Диаметр лопаток 5 шнека выполнен уменьшающимся по направлению к центробежному колесу 4. Центробежное колесо 4 выполнено с разгрузочными отверстиями 8 и установлено в корпусе 1 посредством уплотнительных колец 9, образующих опорные подшипники скольжения. Кольца 9 закреплены в корпусе 1 и на центробежном колесе 4 и выполнены из износостойкого самосмазывающегося материала. Вал 3 насоса установлен в подшипниках 10 и уплотнен манжетными уплотнениями 11.

Работа шнекоцентробежного насоса осуществляется следующим образом. При вращении вала 3 происходит засасывание жидкости во всасывающий патрубок 2 предвключенным шнеком и направление ее в центробежное колесо 4. За счет размещения выходного участка шнека внутри горловины 7 центробежного колеса 4 предотвращается распространение обратных токов из центробежного колеса 4 ко входу шнека, увеличивается окружная составляющая абсолютной скорости на входе в каналы центробежного колеса 4 и повышается напор, что, в свою очередь приводит к уменьшению величины динамического падения давления на лопастях центробежного колеса 4 и к повышению антикавитационных качеств насоса в целом. Выполнение шнека двухзаходным, установка его лопаток 5 перпендикулярно втулке 6 и ограничение в поперечном сечении лопаток 5 с рабочей и тыльной сторон идентичными ломаными линиями, каждая из которых плавно сопряжена с контуром втулки 6, в средней части выполнена вогнутой по радиусу, а на периферии - в виде участка прямой, наклоненной к оси вращения насоса под острым углом α, обеспечивает повышение подачи шнекоцентробежного насоса. Это достигается за счет расширения межлопаточных каналов шнека в средней по высоте лопаток 5 части и предотвращения за счет этого запирания межлопаточных каналов шнека вихревым шнуром, содержащим вблизи своей оси кавитационные каверны. При вращении лопаток 5 шнека вихревой шнур будет частично располагаться в углублениях, образованных вогнутой поверхностью средних частей лопаток 5.

В результате такого выполнения ротора насоса будет достигаться повышение антикавитационных качеств и уменьшение кавитационной эрозии ротора насоса, а следовательно, повышение надежности работы, подачи и ресурса шнекоцентробежного насоса.

Изобретение относится к насосостроению, касается конструкции шнекоцентробежных насосов и может быть использовано, в частности, в пожаротушении. Шнекоцентробежный насос содержит корпус 1 со всасывающим патрубком 2 и установленный в нем, закрепленный на валу 3 ротор, включающий центробежное колесо 4 закрытого типа и предвключенный шнек с лопатками 5, выполненными на втулке 6. Входной и выходной участки шнека коаксиально размещены соответственно во всасывающем патрубке 2 и внутри горловины 7 центробежного колеса 4. Шнек выполнен двухзаходным. Его лопатки 5 установлены перпендикулярно втулке 6 и в поперечном сечении ограничены с рабочей и тыльной сторон идентичными ломаными линиями. Каждая из линий плавно сопряжена с контуром втулки 6, в средней части выполнена вогнутой по радиусу, а на периферии - в виде участка прямой, наклоненной к оси вращения насоса под острым углом α. Диаметр лопаток 5 шнека выполнен уменьшающимся по направлению к центробежному колесу 4. В результате такого выполнения ротора насоса достигается повышение антикавитационных качеств и уменьшение кавитационной эрозии ротора насоса, а следовательно, повышение надежности работы, подачи и ресурса шнекоцентробежного насоса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Шнекоцентробежный насос, содержащий корпус со всасывающим патрубком и установленный в корпусе, закрепленный на валу ротор, включающий центробежное колесо закрытого типа и предвключенный шнек с лопатками, выполненными на втулке, при этом входной и выходной участки шнека коаксиально размещены соответственно во всасывающем патрубке и внутри горловины центробежного колеса, отличающийся тем, что шнек выполнен двухзаходным, его лопатки установлены перпендикулярно втулке и в поперечном сечении ограничены с рабочей и тыльной сторон идентичными ломаными линиями, каждая из которых плавно сопряжена с контуром втулки, в средней части выполнена вогнутой по радиусу, а на периферии - в виде участка прямой, наклоненной к оси вращения насоса под острым углом.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что диаметр лопаток шнека выполнен уменьшающимся по направлению к центробежному колесу.3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что центробежное колесо выполнено с разгрузочными отверстиями и установлено в корпусе посредством уплотнительных колец, образующих опорные подшипники скольжения, при этом кольца закреплены в корпусе и на центробежном колесе и выполнены из износостойкого самосмазывающегося материала.