Система перекачивания жидкости Советский патент 1987 года по МПК F04D29/66 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в насосных системах для перекачивания жидкости, где существуют повышенные требования к всасывающей способности лопастных накосов.

Цепью изобретения является повышение всасьшающей способности путем улучшения гашения обратных токов во входном патрубке, а также уменьшение расхода среды высокого давления.

На фиг. 1 представлена схема сис10

иопостц 19 установлена пружина 22, взаимодействующая с мембраной 17. Обтекатель 6 может быть установлен во входном патрубке 4 на пилонах 23.

Система перекачивания жидкости работает следующим образом.

На режимах работы без обратных токов на входе в насос 2, когда расtg(B -1st ) „ с ходныи параметр q 7, 0,5,

Lgu

(где В,Ы. угол установки лопасти и угол атаки соответственно), давление в подводящем трубопроводе 1 превьш1атемы перекачивания жидкости, на фиг. давление во входном патрубке 4 на

разрез А-А на фиг. 1.

Система перекачивания жидкости включает подводящий трубопровод 1 и шнекоцентробежный насос 2, содержащий корпус 3 с входным патрубком 4 и рабочее колесо 5, установленный в патрубке 4 кольцевой тороидальный обтекатель 6, имеющий внутреннюю полость 7, сообщенную с источником высокого давления (не показан) посредством гидролинии 8 с запорно-регули- рующим органом 9, имеющим привод 10, и с входным патрубком 4 посредством конфузорных каналов 11, расположенных по периметру обтекателя 6, и име- зо При этом давление на периферии вход- ющих выходные отверстия 12. Конфузор- ного патрубка 4 в зоне противотоков, ные каналы 11

каналы 11 выполнены тангенциальными и направленными в сторону вращения рабочего колеса 5, их выходные отверстия 12 располо; ены на внутренней поверхности 13 обтекателя 6, а привод 10 запорно-регулирующего органа 9 выполнен в виде дифференциального реле давления, гидравлически связанного с входным патрубком 4 непосредственно перед рабочим колесом 5 и подводящим трубопроводом 1.

Кроме того, внутренняя поверхность 13 обтекателя 6 может быть выполнена диффузорной. .

Запорно-регулирующий орган 9 может быть выполнен в виде клапана, состоящего из тарели 14, взаимодействующей с седлом 15. Дифференциальное реле включает корпус 16, разделенный посредством мембраны 17 на две полости 18 и 19. Полость 18 под мембраной 17 сообщена посредством гидролинии 20 с входным патрубком 4 непосредственно перед рабочим колесом 5, а полость 19 над мембраной 17 посредством гидролинии 21 - с подводящим трубопроводом 1 в зоне, где обратные токи отсутствуют, т.е. поток не возмущен. В

35

40

45

50

55

т.е. непосредственно перед рабочим колесом 5, превьш1ает давление в подводящем трубопроводе 1, в зоне, где обратные токи отсутствуют.

В результате повьшхений перепада давления на мембране 17 вьш1е заданного, определяемого усилием пружины 22, на мембрану 17 начинает действовать сила, под действием которой тарель 14 перемещается вверх, открывая доступ среде от источника высокого давления к тангенциальным каналам 11. Обмен количеством движения между тангенциально подводимой средой и частью потока, проходящего вну ри-кольцевого обтекателя 6, приводит к закручиванию этого потока по направлению вращения рабочего колеса 5 Поскольку обтекат(2ль 6 установлен непосредственно перед предвключен- ным шнеком рабочего колеса 5, то выходящий из обтекателя 6 закрученньй поток натекает на лопасти шнека с меньшим углом атаки и меньшей относительной скоростью, чем в случае отсутствия предварительной закрутки. При этом наибольшая закрутка потока а следовательно, и максимальное сни

иопостц 19 установлена пружина 22, взаимодействующая с мембраной 17. Обтекатель 6 может быть установлен во входном патрубке 4 на пилонах 23.

Система перекачивания жидкости работает следующим образом.

На режимах работы без обратных токов на входе в насос 2, когда расtg(B -1st ) „ с ходныи параметр q 7, 0,5,

Lgu

(где В,Ы. угол установки лопасти и угол атаки соответственно), давление в подводящем трубопроводе 1 превьш1а0

величину гидравлических потерь и тарель 14 клапана под действием пру- жины 22 и перепада давления на мембра не 17 прижата к седлу 15, препятствуя подаче среды высокого давления от источника в полость 7 обтекателя бив поток перек 1чиваемой жидкости.« На пониженных расходах, когда расходный параметр q . 0,5, на перифе- 5 рии входного патрубка 4 перед шнеком рабочего колеса 5 появляются обратные токи, направленные против основного потока и повьш1ающие давление в зоне своего распространения.

о При этом давление на периферии вход- ного патрубка 4 в зоне противотоков,

5

0

5

0

5

т.е. непосредственно перед рабочим колесом 5, превьш1ает давление в подводящем трубопроводе 1, в зоне, где обратные токи отсутствуют.

В результате повьшхений перепада давления на мембране 17 вьш1е заданного, определяемого усилием пружины 22, на мембрану 17 начинает действовать сила, под действием которой тарель 14 перемещается вверх, открывая доступ среде от источника высокого давления к тангенциальным каналам 11. Обмен количеством движения между тангенциально подводимой средой и частью потока, проходящего внутри-кольцевого обтекателя 6, приводит к закручиванию этого потока по направлению вращения рабочего колеса 5. Поскольку обтекат(2ль 6 установлен непосредственно перед предвключен- ным шнеком рабочего колеса 5, то выходящий из обтекателя 6 закрученньй поток натекает на лопасти шнека с меньшим углом атаки и меньшей относительной скоростью, чем в случае отсутствия предварительной закрутки. При этом наибольшая закрутка потока а следовательно, и максимальное снижение угла атаки имеют место в корневых сечениях шнека, где эжектирующий эффект тангенциальных струй наибольший. По мере удаления к периферии предварительная закрутка потока резко уменьшается до нуля, так что в этих сечениях углы атаки практически не из меняют .я. Регулированием расхода и скорости вводимой через тангенциаль- ные каналы 11 среды можно добиться такого распределения предварительной закрутки основного потока по радиусу, что насос 2 работает без обратных токов на входе, в результате чего всасывающая способность и экономичность насоса 2 увеличиваются.

По мере снижения интенсивности обратных токов, например, в результате увеличения расхода разность давлений во входном патрубке 4 и подводящем трубопроводе 1, а следовательно, и перепад давлений на мембране 17 понижаются, вследствие чего тарель 14 перемещается по направлению к седлу 15. При этом уменьшается расход среды высокого давления, подводимой в поток перекачиваемой жидкости, а распределение предварительной- закрутки потока по радиусу шнека остается близким к оптимальному, т.е. автоматически поддерживается работа насоса 2 без обратных токов на входе (q ) 0,5).

Диффузорная форма внутренней поверхности 13 обтекателя 6 обеспечивает уменьшение расхода среды высокого давления при сохранении необходимой степени закрутки потока

.Q -jg

0

25

0

5

вследствие снижения абсолютной скорости последнего в диффузоре. Формула изобретения 1. Система перекачивания жидкости, включающая подводящий трубопровод и шнекоцентробежный насос, содержащий корпус с входным патрубком и рабочее колесо, установленный в патрубке кольцевой тороидальный обтекатель, имеющий внутреннюю полость, соединенную с источником высокого давления посредством гидролинии с запорно- регулирующим органом, имеющим привод, и с входным патрубком - посредством конфузорных каналов, расположенных по периметру обтекателя и имеющих выходные отверстия, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения всасывающей способности путем улучшения гашения, обратных токов во входном патрубке, конфузор- ные каналы вьтолнены тангенциальными и направленными в сторону вращения рабочего колеса, их выходные отвер- в стия расположены на внутренней поверхности обтекателя, а привод за- порно-регулирукицего органа выполнен в виде дифференциального реле давления, гидравлически связанного с входным патрубком непосредственно перед рабочим колесом и подводящим трубопроводом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода среды высокого давления внутренняя поверхность обтекателя выполнена диффузорной.

Изобретение м.б. использовано в насосных системах для перекачивания жидкости, где существуют повышенные требования к всасьтающей способности лопастных, насосов. Цель изобретения - повьппение всасывающей способности насоса путем улучшения гашения обратных токов во входном патрубке (ВП). Внутренняя полость 7 обтекателя 6 сообщена с ВП 4 посредством конфузорных каналов (КК). КК расположены по периметру обтекателя, выполнены тангенциальными и направлены в сторону вращения рабочего колеса 5. Выходные отверстия КК расположены на внутренней поверхности обтекателя. Привод 10 запорно-регулирующего органа 9 выполнен в виде дифференциального реле давления. Последнее гидравлически связано с ВП 4 непосредственно перед колесом 5 и с подводящим трубопроводом 1. Регулированием расхода и скорости вводимой через У среды можно добиться такого распределения предварительной закрутки основного потока по радиусу, при котором насос .2 работает без обратных токов на входе, в результате чего увеличиваются всасывающая способность и экономичность насоса. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. i W / 8 СО ел СП а: :о

Фиг.2.

Составитель Г.Богомольный Редактор Н.Швьщкая Техред Я,Ходанкч Корректор И.Муска

Заказ 5760/32 Тираж 571Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Ы)