ПЛАВУЧАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА ОСЕВЫХ НАСОСОВ Российский патент 2021 года по МПК F04D9/06 

Изобретение относится к промышленному машиностроению и может быть использована на мелиоративных насосных станциях для увеличения кавитационного запаса осевых насосов.

Известен насос для подачи жидкости, содержащий корпус с консольно установленным на валу колесом с профилированными лопатками, закрепленным торцом на диске колеса, между которыми образуются межлопаточные каналы, сообщенные с полостью входного конфузорного патрубка, а на выходе через кольцевой спиральный канал с отводным дифузорным патрубком (а.с. СССР №1430608).

Недостатком такого насоса является конструкция подводящего всасывающего патрубка, фактически не увеличивающая кавитационный запас, а снижающая его созданием дополнительных гидравлических сопротивлений на входе в насос и невозможности использования его при эксплуатации осевых насосов с камерным подводом.

Известен насос (Заявка ФРГ 1108035. МКИ F04D 7/04) в котором с целью увеличения всасывающей способности в межлопаточный тракт подается воздух по воздухопроводу. Недостатком такого насоса является необходимость наличия компрессорного оборудования и отсутствие возможности использования такой конструкции для повышения кавитационного запаса осевых насосов.

Известен насос (А.с. 166074 ЧССР. МКИ F04D/02), где вблизи лопаток рабочего колеса выполнены отверстия, сообщающиеся трубопроводом с вакуумным насосом. Недостатком такого насоса является необходимость наличия оборудования для создания вакуума (вакуум насосов) повышающего величину кавитационного запаса.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению относится устройство для увеличения кавитационного запаса осевых насосов путем установки струйного аппарата перед рабочим колесом осевого насоса такой конструкции, которая способствует выходу из него воды по кольцу, обтекающему обтекатель рабочего колеса (патент на полезную модель №160826, опубл. 10.04.2016, Бюл. №10).

Недостатком такого устройства является сложность конструкции и отсутствие возможности прокладки к струйному аппарату линии рециркуляции из-за малых габаритных размеров между проходами всасывающей части насосного оборудования.

Технический результат, достигается тем, что в устройстве для увеличения кавитационного запаса осевых насосов, содержащем струйный аппарат, выполненный в виде наружного и внутреннего кольцевых насадков, образующих кольцевую щель, и установленный перед окном входа потока во всасывающую линию осевого насоса, отличающаяся тем, что установка снабжена центробежным насосом с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами с задвижками и устройством для заливки центробежного насоса, и понтоном, на котором перечисленные элементы установлены, струйный аппарат снабжен всасывающим трубопроводом, охватывающим наружный и внутренний кольцевые насадки, и диффузором, связанным со всасывающим трубопроводом струйного аппарат, кольцевая щель подключена к напорному трубопроводу центробежного насоса, а сам струйный аппарат выполнен с возможностью регулировки его положения по вертикали и горизонтали относительно всасывающего окна осевого насоса.

Данный эффект достигается тем, что струйный аппарат устанавливается на плавучей установке, подающей дополнительную энергию на лопатки рабочего колеса через окно входа потока во всасывающую линию осевого насоса с эпюрой скорости, охватывающей все поперечное сечение окна.

На фиг. 1 изображен общий вид плавучей установки для увеличения кавитационного запаса осевых насосов.

На фиг. 2 - струйный аппарат установки с эпюрами скоростей, продольный разрез.

Плавучая установка для увеличения кавитационного запаса осевых насосов состоит:

- (фигура 1) из дизель-генератора 1, насоса 2, резервуара 3, вакуум-системы 4, всасывающего трубопровода 5, центробежного насоса 6, задвижек 7, 8, 9, напорного трубопровода 10, сопла 11 движителя, струйного аппарата 12, всасывающего окна 13, вертикального устройства 14, горизонтального устройства 15, понтона 16;

- (фигура 2) трубопровода 10, кольцевой щели 18, наружного насадка 19, внутреннего насадка 20, диффузора 21, всасывающего трубопровода 22 струйного аппарата, вогнутой эпюры 23 суммарного потока, выровненной эпюры 24 скорости суммарного потока.

Работает плавучая установка для увеличения кавитационного запаса следующим образом: пускается дизель-генератор 1, установленный на понтоне 16 (фигура 1), пускается насос 2, предварительно заполненный из резервуара 3, вакуум-системы 4, способствующей созданию вакуума и заполнения водой всасывающего трубопровода 5, центробежного насоса 6 при открытой задвижке 7, открывается задвижка 8 на напорном трубопроводе 10 и задвижка 9 сопла движителя 11, установка самоходом приближает струйный аппарат 12 к всасывающему окну 13 с регулированием расстояния между струйным аппаратом 12 и всасывающим окном 13 по вертикали вертикальным устройством 14 и по горизонтали горизонтальным устройством 15, закрывается задвижка 9 и напорный поток Q₀ подается по трубопроводу 10 (фигура 2) в кольцевую щель 18 между наружным насадком 19 и внутренним насадком 20, способствующий созданию вакуума в диффузоре 21, всасыванию подсасываемого потока Q₁, во всасывающем трубопроводе струйного аппарата 22 созданию вогнутой эпюры 23 скорости суммарного потока Q₂=Q₀+Q₁, на входе в диффузор 21 и выровненной эпюры 24 скорости суммарного потока по всей площади всасывающего окна 13, создающей дополнительную как потенциальную, так и кинетическую энергию в потоке входящем на лопатки осевого насоса.

Изобретение может быть использовано на водохранилищах с головными мелиоративными насосными станциями, в случае непредвиденного падения отметок поверхности воды. Установка для увеличения кавитационного запаса осевых насосов содержит струйный аппарат. Аппарат выполнен в виде наружного и внутреннего кольцевых насадков, образующих кольцевую щель, и установлен перед окном входа потока во всасывающую линию осевого насоса. Установка снабжена центробежным насосом с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами с задвижками и устройством для его заливки и понтоном, на котором перечисленные элементы установлены. Струйный аппарат снабжен всасывающим трубопроводом, охватывающим наружный и внутренний кольцевые насадки, и диффузором, связанным со всасывающим трубопроводом струйного аппарата. Кольцевая щель подключена к напорному трубопроводу центробежного насоса. Струйный аппарат выполнен с возможностью регулировки его положения по вертикали и горизонтали относительно всасывающего окна осевого насоса. Изобретение направлено на обеспечение бесперебойной подачи воды на орошаемые участки. 2 ил.

Установка для увеличения кавитационного запаса осевых насосов, содержащая струйный аппарат, выполненный в виде наружного и внутреннего кольцевых насадков, образующих кольцевую щель, и установленный перед окном входа потока во всасывающую линию осевого насоса, отличающаяся тем, что установка снабжена центробежным насосом с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами с задвижками и устройством для заливки центробежного насоса, и понтоном, на котором перечисленные элементы установлены, струйный аппарат снабжен всасывающим трубопроводом, охватывающим наружный и внутренний кольцевые насадки, и диффузором, связанным со всасывающим трубопроводом струйного аппарата, кольцевая щель подключена к напорному трубопроводу центробежного насоса, а сам струйный аппарат выполнен с возможностью регулировки его положения по вертикали и горизонтали относительно всасывающего окна осевого насоса.