Входное устройство центробежного насоса Советский патент 1984 года по МПК F04D29/46 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где требуется создание центробежных насосов с улучшенным кавитационным качеством. На антикавитационную устойчивость центробежного насоса, характеризуемую величиной кавитационного запаса при входе в насос, большое влияние оказьшает конструкция элементов его входной части и, в частности, размеры проходного сечения вблизи входных кромок рабочего колеса. Известно входное устройство центробежного насоса, в котором площадь проходного сечения изменяется путем перемещения обтекателя, что позволяет увеличить ее при снижении давле- .ния во всасывающем патрубке, обеспе;чивая пов1да1ение антикавитациойного качества fll . Недостатком данного устройства является его сложность, так как требуется существенное изменение конструкции рабочего колеса насоса. Наиболее близким техническим решением к изобретению является входное устройство центробежного насоса содержащее подводящую магистраль и упругий эластичный патрубок, соединенный с поршнем гидроцилиндра. В известном устройстве в процессе рабо ты осуществляется регулирование площади проходного сечения входного патрубка путем перемещения поршня гидроцилиндра в зависимости от напора, развиваемого насосом 2, Однако перемещение поршня гидроци- линдра осуществляется в зависимости от изменения напора насоса и тем са мым давления в зоне нагнетания. Вме те с тем известно, что изменение (уменьшени:е) напора насоса происходит на режиме развитой кавитации, когда кавитационная каверна распрос раняется вдоль межлопаточного канал достигая выходного канала рабочего колеса, что является причиной сниже ния напора насоса. Следовательно, и пользуя снижение давления в зоне на гнетания в качестве сигнала на пере мещение порщня, невозможно улучшить кавитационное качество насоса (т.е. повысить потребный кавитационный за пас при входе в насос) на начальной стадии развития кавитации до наступ ления развитого кавитационного процесса, связанного со снижением давления в зоне нагнетания. Отмеченный недостаток приводит к тому, что на ранней стадии кавитации, наступающей при снижении давления перед насосом (например в емкости, содержащей перекачиваемую жидкость), поршень не будет перемещаться, и проходное сечение входного патрубка остается неизменным. Перемещение порщня и соответственно изменение площади проходного сечения входного патрубка начинается с запаздьгаанием относительно начала кавитационного процесса, т.е. тогда, когда насос работает в околосрывной кавитационной области,Т.е. в области, в которой наблюдается снижение напора на- coca. Однако в ряде случаев кавитационный процесс в срывной области является необратимым и несмотря на увеличение проходного сечения насос не может выйти из зтого процесса. Кроме того, конструкция входного патрубка не позволяет исключить отрицательное влияние обратных токов на основной поток всасываемой жидкости, которое наиболее значительно при работе насоса на начальной стадии развития кавитации и на бескавитационных режимах. В конечном итоге влияние обратных токов приводит к снижению кавитационного качества насоса. Таким образом, известное решение не позволяет использовать его в различных условиях для повьяпения кавитационного качества насоса. Целью изобретения является повышение кавитационных качеств насоса. Указанная цель достигается тем, что во входном устройстве центробежного насоса, содержащем подводящую магистраль и упругий эластичный патрубок, соединенный с порщнем гидроцилиндра, надпоршневое пространство гидроцилиндра сообщено с подводящей магистралью, а на внутренней поверхности патрубка выполнены надрезы треугольной формы. На фиг. 1 изображено входное устройство центробежного насоса, продольный разрез; на.фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Входное устройство центробежного насоса содержит подводящую магистраль 1 и упругий эластичный патрубок 2, соединенный с поршнем 3 гидроци 3 линдра 4, надпоршневое пространство 5 которого сообщено с подводящей магистралью 1, а на внутренней поверхности 6 патрубка 2 выполнены надрезы 7 треугольной . Подводящая магистраль 1 подключена к емкости 8 Патрубок 2 соединен с корпусом 9, в котором размещено рабочее колесо 10 Устройство работает следующим образом. При работе насоса на бескавитационном режиме, задаваемом поддержанием давления Р, в подводящей магист рапи 1, сила.действующая на поршень 3 со стороны надпоршневого пространства 5 и равная произведению перепада давлений Р - , (где Pgtwдавление в окружающей среде) на площадь F порщня 3 уравновещивается силой упругости патрубка 2, в резуль тате чего последний занимает положение, соответствующее штриховой линии, показанной на фиг, 1. При таком положении патрубка 2 разрезная его часть отгибается в сторону потока, образуя конус, который ослабляет отрицательное влияние на основной поток обратных токов, приводящее к ухудшению кавитационного качества насоса. При переходе на развитый кавитационный режим работы центробежного насоса, достигаемый снижением давления в подводящей магисурали 1 до значения Р , сила действующая на поршень 3 со стороны надпоршневого пространства 5, уменьшается до значения (Р - ) результате чего поршень 3 под действием силы упругости входного патрубка 2, превы 264 шающей (Р - ,j)F(, перемещается влево до тех пор, пока уменьшакицая сила упругости не достигает значения, соответствующего силе, действукнцей со стороны надпоршневого пространства 5. Патрубок 2 занимает при этом положение, показанное на фиг. 1, разрезная часть патрубка 2 перестает отгибаться , и площадь его проход- , ного сечения увеличивается, что приводит к снижению скорости всасьгааемой жидкости, уменьшению потребного кавитадаонного запаса и повьшгению тем-самым кавитационного качества центробежного насоса. Предлагаемое техническое решение позволяет добиться увеличения площади проходного сечения патрубка 2 примерно на 50%. Применительно к насосу, перекачивающему холодную воду, дпя которого давление в емкости 8 обратно пропорционально площади проходного сечения, что позволяет примерно на 1/.3 снизить давление в емкости 8 без ухудшения кавитацион-г ного качества насоса. Кроме того, предлагаемое устройство не затрагивает конструкцию рабочего колеса 10 самого центробежного насоса и позволяет создать сменный патрубок 2, который.может быть использован при эксплуатации различных насосов с одинаковыми размерами их входной части. Диапазон регулирования кавитационных качеств центробежного насоса можно изменять подбором упругозластичных материалов, из которых выполняется патрубок 2у изменением его toлщины, а также площади поршня 3.

ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, содержащее подводящую магистраль и упругий эластичный патрубок, соединенный с поршнем гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью повьппения кавитационных качеств насоса, надпоршневое пространство гидроцилиндра сообщено с подводящей магистралью, а на внутренней поверхности патрубка выполнены надрезы треугольной формы. « Од ю О 9)