Свободновихревой насос Советский патент 1986 года по МПК F04D7/04 

Изобретение относится к насосострое- нию и может быть использовано в свобод- новихревых насосах, перекачивающих жидкости с твердыми включениями.

Цель изобретения - повышение КПД насоса путем снижения гидравлических потерь и увеличения окружной составляюндей скорости в месте слияния основного и циркуляционного потоков.

На чертеже изображен свободновихревой насос, продольный разрез.

Свободновихревой насос содержит корпус 1 с рабочей камерой 2 и нишей 3, в которой установлено рабочее колесо 4 с лопатками 5, имеющими на периферии выступы 6, размещенные в рабочей камере 2 и образующие с корпусом 1 осевой зазор 7. Каждый выступ 6 выполнен в виде прямоугольной трапеции, меньщее основание которой обращено к рабочей камере 2, а наклонная грань - к оси колеса 4, причем длина /I меньшего основания составляет 0,2-0,25, а длина /2 болылего основания 0,3--0,35 наружного радиуса R рабочего колеса 4. Насос содержит также всась ваю- щий и нагнетательный патрубки 8 и 9.

Свободновихревой насос работает следую щим образом.

При запуске насоса среда поступает из патрубка 8 в рабочую камеру 2. Вращением лопаток 5 колеса 4 в камере 2 создаются циркуляционный поток, выходящий из межлопаточных каналов рабочего колеса 4, и основной поток, захватывающий среду в камере 2 и направляющий ее в нагнетательный патрубок 9.

На основании проведенных экспериментов по изучению структуры потока в рабочей камере свободновихревого насоса с по- мопхью зондов установле1 о, что окружная

Ю

15

20

25

30

35

составляющая потока вблизи лопаток 5 рабочего колеса 4 резко снижается в области от (0,65-0,7) до (0,75-0,8)/, что приводит к снижению интенсивности основного потока среды в рабочей камере 2 и, как следствие, к снижению KI IZl и напора свободновихревого насоса.

Выполнение выступа 6 на периферии лопатки 5 колеса 4 дает возможность вырав- пять падение окружной составляющей абсолютной скорости потока в месте слияния циркуляционного и основного потоков жидкости. Форма выступа 6 в виде прямоугольной трапеции с наклонной гранью, 15аправленной в сторону оси рабочего колеса 4, позволяет произвести плавное нарастание окружной составляющей скорости в месте слияния потоков но наклонной грани трапеции и ноддержание ее постоянной на всем радиусе выхода из рабочего колеса 4 по меньшему основанию трапеции. Так как окружная составляюндая скорости потока среды, выходящей из рабочего колеса 4, определяет КПД и напор насоса, то увеличение окружной составляющей скорости повышает КПД и напор насоса.

Проведенные исследования позволяют получить оптимальные соотнопгения выступа 6 лопатки 5 на периферии рабочего колеса 4. Установление выступа 6 на лопатке 5 в месте падения величины окружной составляю- 1цей скорости ггриводит к выравниванию поля скоростей, тем самым увеличивая энергию, отданную рабочим ко. 1есом 4 циркуляционному потоку в рабочей камере 2 насоса. При этом также умепыпае 1ч:я количество циклов вращения в рабочей камере насоса (происходит более быстрое -lanpaB- ление ее в нагнетательный патрубок 9, т. е. уме Пэщаются гидравлические потери на трение жидкости о корпус).