Лопастной насос Советский патент 1986 года по МПК F04D29/66 F04D1/00 

что ТК совпадают с отверстиями 14 и жидкость из области высокого давления через ТК впрыскивается в зону корневого сечения ШК 7, что сообщает основному потоку скорость по направлению вращения ШК 7 и приводит к снижению относительной скорости основного потока. Варьируя расход и скорость впрыскиваемой жидкости можно добиться такого распределения предварительной закрутки по радиусу ШК 7, что насос будет работать практически без обратных токов на входе. 2 ил..

1

Изобретение относится к насосостронию.

Целью изобретения - повышение всаывающей способности и КПД на пониенньгх расходах путем уменьшения обатных токов на входе.

На фиг.1 представлен лопастной насос, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Лопастной насос содержит корпус 1 и размещенные в нем переднюю опору 2, выполненную в виде обтекателя 3 и обечайки 4 с подшипником 5, которые образуют полость 6, сообщенную с областью высокого давления насоса. В корпусе I установлено также шнековое колесо 7 с втулкой 8, имеющей хвостовик 9, установленньй в: подшипнике 5. Передняя опора 2 снабжена подпружиненным кольцом 10 с лопастями 11 симметричного профиля и тангенциальными каналами 12, направленными в сторону вращения шнекового колеса 7 , причем кольцо 10 установлено на обечайке 4 с возможностью поворота. На хвостовике 9 выполнены продольные пазы 13, а в обечайке 4 под кольцом 10 - радиальные отверстия 14, сообщающие полость 6 опоры 2 с тангенциальными каналами 12. Опора 2 закреплена на пилонах 15. .

Лопастной насос работает следующим образом.

На режимах работы без обратных токов на входе, когда расходный параметр q о,5 {, - угол

tp.p

установки лопасти и угол атаки соответственно) , лопасти 11 располагаются строго за пилонами 15, практически не увеличивая гидравлическое сопротивление на входе в шнековое колесо.При

- зтом кольцо 10 под действием пружины занимает крайнее положение, перекрывая радиальные отверстия 14, в результате чего полость 6 и тангенциальные 5 каналы 12 разъединены.

На пониженных расходах (режимах недогрузки), когда расходный параметр ,5, на периферии корпуса I перед шнековым колесом 7 появляются обрат10 ные токи, направленные против основного потока и закрученные по направлению вращения шнекового колеса. В результате взаимодействия обратных токов с лопастями I1 на последних 15 возникает окружная сила, под действи- ем которой кольцо 10, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается так, что тангенциальные каналы 12 совпадают с радиальными отверстиями 20 4 в обечайке 4. Тогда жидкость из области высокого давления насоса, например, из-за рабочего колеса (не показано) через осевой канал во . втулке 8, полость 6, подшипник 5, 25 продольные пазы 13 и отверстия 14 подается в тангенциальные каналы (сопла) 12, через которые она впрыскива.;ется в зону корневого сечения шнекового колеса 7. При этом радиальные 30 выступы между продольными пазами 13 образуют как бы дополнительное лопасное колесо, что способствует увеличению давления жидкости перед радиальными отверстиями 14. 35 Тангенциальный впрыск эжектирующей жидкости по направлению вращения шнекового колеса 7 сообщает cfcновному потоку скорость (предварительную закрутку)-по направлению врадд щения шнекового колеса, что приводит к уменьшению угла атаки « и снижению относительной скорости основного потока. При этом максимальная

закрутка основного потока, а следовательно, и наибольшее снижение угла атаки имеет место в корневых сечениях шнекового колеса вблизи места впрыска эжектирующей жидкости. По мере удаления от втулки к периферии шнекового колеса предварительная закрутка основного, потока резко падает до нуля, так что в средних и периферийных сечениях шнекового колеса углы атаки практически не изменяются .

Варьируя расход и скорость впрыскиваемой жидкости можно добиться такого распределения предварительной закрутки по радиусу шнекового колеса, что во всех его сечениях от втулки до периферии вьтолняется условие ,5, т.е. насос работает практически без обратных токов на входе. Поскольку последние являются основной причиной ухудшения всасывающей способности и КПД насоса, то в результате их уменьшения всасывающая способность и экономичность насоса повьппаются.

По мере снижения размеров и интенсивности обратных токов, например, в результате увеличения q (q 0,5), окружная сила, возникающая на лопастях 11, уменьшается и под действием пружины кольцо 10 поворачивается, частично перекрывая проходное сечение тангенциальных каналов 12. При этом за счет снижения расхода впрыскиваемой жидкости распределение предварительной закрутки основного потока по радиусу шнекового колеса остается близким к оптимальному, т.е.

обеспечивается условие ,5. 1

При увеличении расхода жидкости через насос, когда обратные токи на входе исчезают (q 0,5), кольцо 10 под действием пружины занимает свое исходное положение при котором радиальные отверстия 14 перекрываются и впрыск эжектирующей жидкости через тангенциальные каналы 12 прекращается.

Формула изобретения

Лопастной насос, содержащий корпус и размещенные в нем переднюю опору, вьтолненную в виде обтекателя и обечайки с подшипником, образующих

Q полость, сообщенную с областью высокого давления насоса, и шнековое колесо с втулкой, имеющей хвостовик, установленный в подшипнике, отличающийся тем, что, с целью

повьш1ения всасывающей способности и КПД на пониженных расходах путем уменьшения обратных токов на входе, передняя опора снабжена подпружиненным кольцом с лопастями симметричного

профиля и тангенциальными каналами, направленными в сторону вращения шнекового колеса, установленным на обечайке с возможностью поворота, при этом на хвостовике выполнены продольные пазы, а в обечайке под кольцом - радиальные отверстия, сообщаю1ц1е полость опоры с тангенциальными каналами.