Лопастной насос Советский патент 1983 года по МПК F04D3/02 F04D29/66 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при проектировании осецентробежных, оседиагональных и осевых насосов со сверхвысокой всасывающей способностью. Известен лопастной насос,содержащий корпус и установленные в нем с радиальным зазором осевые рабочее и йсасывающее колеса, последнее из кото рйх снабжено вууякоя с закрепленными на ней лопастями, имеющими переменный шаг, увеличивающийся в направ лении потока. В этом насосе повышение всасывающей способности обеспечивается конструкцией осевого колеса Т1 . Однако не всегда достигается максимально возможная для этих осевых колес всасываюдая способность, которая для различн ых типоразмеров насосов отличается в широком диапазоне значения .р от 4000 до 7000. Коэффициент полезного действия насосов с высокой всасывающей способностью остается достаточно низким и меняется в диапазоне значений 0,5-0,65, Эти недостатки насосов с высокой всасывакадей способностью обусловлены отсутствием оптимальных дополнительных геометрических соотношений размеров проточного канала на входе в насос, образованного корпусом насоса и всасывающим колесом. Цель изобретения - увеличение вса сывающей спосЬбности и улучшение энергетических характеристик лопаст,ных насосов. Указанная цель достигается тем, что корпус в зоне всасывакя1(его колеса имеет внутренний диаметр, увеличивающийся к его входному сечению и определяемый в этом сечении из соотношенияК (СцрЮ +2,1) , (1) где gfac внутренний диаметр корпу са во входном сечении; Dpgg внутренний диаметр корпу са в зоне осевого рабоче го колеса; :к - безразмерный коэффициент равный 0,17-0,13; - заданное в диапазоне 500 НООр значение кавитационного коэффициента быст роходности, Кроме того, лопасти всасывающего колеса могут иметь переменный угол установки на периферии, определяемы из соотношения |}д,; «(10-33 д/D) 1,5, (2) где РД , - текущий угол установки на периферии лопастей всасывающего колеса; Л - величина радиального зазора в зоне всасывающего колейа; D., - величина наружного диаметра . всасывающего колеса. Всасывающее колесо выполнено стреловидным и имеет угол стреловидности, определяемый из соотношения (.,5), С где « угол стреловидности всасывающего колеса; коэффициент, равный 0,8-1,2; заданное в диапазоне 5000-11000 значение кавитационного коэффициента быст-) роходности. 1 изображен насос,продольНа фиг. ный разрез; н фиг. 2 - то же, всасывакедее колесо выполнено стреловидным; на фиг. 3 - решетка профилей всасывг1ющего колеса. Лопастной насос содержит корпус 1 и установленные в нем с радиальным эазором 2 осевые рабочее и всасывающее колеса 3 и 4 соответственно, последнее из которых снабжено втулкой.5 с закрепленньвчи на ней лопастями б, имеющими переменный шаг t , увеличивающийся в направлении потока, корпус 1 в зоне всасывающего колеса 4 имеет внутренний диаметр Орд , увеличивающийся к его входному сечению 7 и определяемый из соотношения (1). Лопасти б всасывающего колеса 4 имеют переменный угол установки на периферии 8 (фиг. 1 и 3), определяемый из соотношения (2). Всасываницее колесо. 4 выполнено стреловиднь (фиг. 2) и имеет угол стреловидности Л, определяемый из с(Х)тношения (3). Значительное повьгпение всасывающей способности насоса объясняется увеличением площади поперечного сечения его проточного канала, что обеспечивает уменьшение осевой составлянедёй скорости потока жидкости и минимальное падение статического давления в потоке жидкости. Повышение всасывакяцей способности насоса обусловлено уменьшением диаметра осевого всасывающего колеса 4, Это объясняется образованием увеличенного радиального зазора 2 между наружным диаметром корпуса 1. Поэтому поток жидкости во входном сечении всасываквдего осевого колеса 4 разделяется на два потока, один из которых проходит через зазор 2, а другой - через указанное колесо 4. Стреловидность всасываквдего осевого колеса 4 можно обеспечить путем последовательной установки элементарных осевых колес с увеличиваю Щймися по ходу потока диаметрами, при этом каждое предьщущее элементарное осевое колесо по направлению потока жидкости является дополнительным всасывающим колесом для последующего элементарного осевого колеса. Для работы без кавитационного срыва первого элементарного всасывающего осевого колеса требуется наименьший кавитационный запас энергий жидкости. Для последующего элемен тарного осевого колеса.работа без кавитационного срыва обеспечивается как кавитационным запасом энергии жидкости, так и напором первого элементарного всасывающего осевого койеса и т.д.

Работа насоса без кавитацириного срыва обеспечивается прч существенно меньшем кавитаиионном запасе энергии,. определяемом из условия работы первого, по потоку элементарного всасываквдего осевого колеса,

Выполнение проточного канала лопастного насоса в соответствии с соотношениями (1,2 и 3), определяющими изобретение, позволяет решить противоречивую задачу - создать лопастной

0 насос со сверхвысокой всасывакяцей способностью при хорошей экономичности.

1. ЛОПАСТНОЙ НАСОС, содержащий корпус и установленные в на с радигшьньал зазором осевые рабочее и всасывакадее колеса, последнее иэ которых снабжено втулксгй с Закрепленными на ней лопастями, имеямвднми переменный шаг, увеличивающийся в направлении потока, о т .л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения всасыва(Здей способности и улучшения энергетических характеристик, корпус в зоне всасжюающего ко,;юса имеет внутренний диаметр, увеличйз&аняцийся к его входному сечению и определяемый в этом сечении из соотнсинения -r-H2,l)S Всас где D -внутренний Диаметр корВсас пуса во входном сечении; D -внутренний диаметр корпурое са в зоне осевого рабочего колеса; К -безразмерный коэффициент. равшяй 0,17-0,13; CXD - заданное в диапазойе 5000; Т 11000 значение кавнтаци: онного коэффициента быстроходности. 2, Насос по п. 1, о т, л я ч а югщ и и с я тем, что:лопасти всасываtaoffTO KOJieca имеют переменный угол ус ганЬв|сй на периферии, опредёляе1Ф1й из соотнйшевия