Рабочее колесо центробежного насоса для перекачивания гидроабразивной пульпы Советский патент 1986 года по МПК F04D7/04 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям рабочих колес насосов для перекачивания гидроабразивной нульпы.

Цель изобретения - повышение ресур- са работы путем уменьшения абразивного износа при перекачивании пульпы с абразивными включениями.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1-, на фиг. 3 - кривая из- менения,. модуля упругости материала износостойкого покрытия от покрывного диска к ведупдему; на фиг.. 4 - эпюра износа поверхностей рабочего колеса.

Рабочее колесо содержит ведущий 1 и покрывной 2 диски и расположенные между ними лопатки 3. Диски 1 и 2 и лопатки 3 выполнены с износостойким покрытием 4 которое выполнено с плавно уменьшающимся модулем упругости от покрывного диска 2 к ведущему диску 1. В качестве из- носостойкого покрытия 4 может быть использован полиуретан. При этом модуль упругости изменяется от 30 МПа на покрывном диске 2 до 2 МПа на ведущем диске 1 (фиг. 3).

Изменение модуля упругости достигается различным содержанием реакционных компонентов в смеси при получении полиуретана, а именно использованием трех основных компонентов реакционной массы поли- уретановой композиции форполимером на основе простых или сложных полиэфиров с содержанием изоцианатных групп 6,5-7,5% (по массе), 1,4-бутадиол, метиленбисорто- хлоранилин. Изменение значения модуля упругости достигается изменением соотношения диола и амина в реакционной массе: наименьшее значение модуля получается при соотношении диол: амин, равном 0,8:0,2, наибольшее соответствует отсутствию диола. Таким образом, состав реакционной массы: для наименьшего модуля упругости мольное соотношение форполимера, диола и метилен- бисхлоранилин 1:0,8:0,2; для наибольшего мольное соотношение форполимера, диола и метиленбисхлорвинил 1:0:0,95.

5

0

5 0

0

Рабочее колесо работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса пульпа засасывается в колесо. При этом крупные частицы, обладающие наибольшей энергией удара, ударяются о поверхность ведущего диска 1 и входные кромки лопаток 3. Отскочив, частицы попадают на поверхность выходных кромок лопаток 3. После этого частицы выбрасываются из рабочего колеса (на фиг. 2 пунктиром показано направление движения крупных частиц).

Наибольший износ имеет поверхность ведущего диска (фиг. 3), выполнение рабочего колеса с переменным модулем упругости обеспечивает возможность демпфирования ударных нагрузок от крупноабразивных частиц в районах более низкого модуля упругости материала, вследствие чего при перекачивании песчано-гравийных смесей не происходит питательный износ основания лопаток и поверхности ведущего диска колеса, а высокий модуль упругости повыщает износостойкость поверхности покрывного диска и примыкающих к ней верхней части лопастей.

Удары твердых частиц диаметром 5- 20 мм гасятся податливостью полимерного материала, причем, если его модуль упругости находится в пределах 3-30 МПа деформации материала, имеют обратимый характер. В случае модуля упругости большего 30 МПа ударная нагрузка концентрируется на очень малой поверхности, что вызывает перенапряжение, образование микротрещин и последующее разрушение материала. Меньщий, чем 3 МПа, модуль упругости покрытия не обеспечивает достаточной прочности, т.е. ударная нагрузка вызывает кроме упруговязкой деформации еще и необративную пластическую, что также приводит к разрущению материала. Мелкопесчаные частицы распределяются в рабочем колеса равномерно по поверхностям, расположенным ближе к покрывному диску 2, и благодаря более твердому материалу в этих областях и значительно меньшему углу соударения скользят по поверхности, практически не разрущая ее.

Е,МПа 30

27 Ik

21

1S 15 /2

9 6

J

Ведущий uc/ /

Расстояние L no лоло/p/fe

от c/7 e///fi/ o affff ei/

Фиг.З

ФигЛ