Центробежный многоступенчатый насос Советский патент 1989 года по МПК F04D1/06 

(Л

31506172

входа в диффузор 7 имеет место конфу- зорный характер потока, обуславли- вакхций понижение давления и мощности дискового трения. Далее на входном г участке диффузора 7 падение давления прекращается, и к наиболее расширенной его части статическое давление вновь повышается. Соответствующим

выбором параметров диффузора 7 и каналов 5 можно добиться того, что общий уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в насосостроении, , в частности, в многоступенчатых насосах, и позволяет повысить КПД насоса и снизить осевые силы путем уменьшения дискового трения и снижения перепада давлений на рабочем колесе. Во время работы насоса возникают параллельные между собой радиально-сходящиеся токи жидкости в боковых пазухах 3 и 4, соединяющиеся в камере 6 в суммарный поток утечек через переднее уплотнение. При этом в пазухе 4 до сечения входа в диффузор 7 имеет место конфузорный характер потока, обуславливающий понижение давления и мощности дискового трения. Далее на входном участке диффузора 7 падение давления прекращается, и к наиболее расширенной его части статическое давление вновь повышается. Соответствующим выбором параметров диффузора 7 и каналов 5 можно добиться того, что общий уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а более конкретно к конструкциям многоступенчатого насоса.

Цель изобретения - повьпяение КПД и снижение осевой силы путем умень- шения дискового трения и снижения перепада давления на рабочем колесе.

На фиг. 1 представлен насос с и. кольцевой камерой задней пазухи в виде диффузора, продольный разрез; на фиг. 2 - насос с кольцевой .камерой передней пазухи первой ступени, сообщенной с одной из промежуточных ступеней; на фиг. 3 - насос, у которого кольцевые камеры и задние и пе- редние пазухи выполнены в виде диффузора; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.

Центробежный многоступенчатый насо содержит последовательно соединенные ступени с установленными на валу 1 рабочими колесами 2 и передними 3 и задними 4 пазухами, в которых со стороны вала 1 выполнены сообщенные между собой обводными каналами 5 коль- цевые камеры 6 и 7. Кольцевая камера 7 задней пазухи 4 выполнена в виде кольцевого диффузора, расширяющегося в сторону вала 2, причем обводные каналы 5 соединены с диффузором в его наиболее широкой части. Кольцевая камера 6 передней пазухи 3 первой ступени (фиг. 2) может быть сообщена с одной из промежуточных ступеней, например с кольцевой камерой передней пазухи одной из промежуточных ступеней. Кольцевая камера 6 передней пазухи 3 может быть выполнена в виде кольцевого диффузора (фиг. 3), расширяющегося в сторону вала, причем обводные каналы 5 сообщены с диффузором в его наиболее широкой части, В кольцевых диффузорах могут быть выполнены радиальные или криволинейные ребра 8 (фиг.З

О

, 0 j

0

и 4). Между ступенями жидкость может передаваться по каналам 9.

Насос работает следующим образом;

Рабочие колеса 2 приводятся во вращение валом 1 и сообщают энергию проходящему через них потоку рабочей жидкости, за счет чего она транспортируется к потребителю. Одновременно возникают параллельные между собой радиально-сходящиеся токи жидкости в боковых пазухах 3 и 4, соединяющиеся в камере 6 в суммарный поток утечек через переднее уплотнение на вход ступени. При этом в пазухе 4 до сечения входа в диффузор 7 имеет место конфузорньй характер потока, обуславливающий понижение давления и мощности дискового трения. Далее на входном участке диффузора 7 падение давления (вдоль уменьшакцегося радиуса) прекращается и к наиболее расширен- ной его части уровень скоростей потока снижается, а статическое давление вновь повышается.

За счет этого, а также вследствие диффузорного расширения и наклона (с насосным зффектом) каналов 5 поток утечек поступает в камеру 6. Со- ответствук1дим выбором параметров диффузора 7 и каналов 5 можно добиться, чтобы утечки из задней пазухи 4 на требуемую величину превышали таковые из передней пазухи 3. Благодаря этому оби(1т уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. Благодаря по- вьш1ению статического давления в диффузоре 7 существенно, практически до нуля, снижаются протечки через меж- ступенное уплотнение,

В процессе работы насоса (фиг, 2) имеет место отбор части расхода группы ступеней, pacnoJiojxeiiHon до места

51

подключения канала 9. При этом поток отбора с помощью последнего направляется в камеру 6, из которой одна его часть через лабиринтное уплотне- ние поступает в область нагнетания, а другая, большая, через переднее уплотнение - во всас первой ступени. При этом, чем больше давление и размеры (по радиусу) камеры 6, тем боль шая часть осевой силы уравновешивается, но одновременно большими становятся и утечки жидкости. Поэтому подобная разгрузка наиболее эффективная в совокупности с техническим ре- шением по фиг, 1, позволянщим разгрузить часть осевой силы в ступенях

В процессе отбора жидкости по каналу 9 (фиг. 2) определенная часть утечек из пазух 3 и А ступени, к ко- торой подключен канал 9, будет уходить в последний. Вследствие этого общая сумма утечек возрастёт, но при этом соотношение между величинами утечек из пазух 3 и 4 сохранится и понизится статическое давление перед передним уплотнением ступени, В итоге утечки в последнем снизятся, уменьшатся также потери дискового трения в ступени, абсолютная разница между уровнем статического, давления в передней и задней пазухах 3 и 4 увеличится.j

Таким образом, несколько повысится объемный и механический КПД насоса и снизится осевая сила, по сравнению со случаем отбора жидкости в канал 9 от нагнетания ступени.

В процессе возникновения радиаль- но-сходящегося потока утечек в пе- редней пазухе 3 (фиг, 3) до сечения входа в диффузор 6 имгет место кон- фузорный характер потока, обуславливающий понижение давления и мощность дискового трения. Далее на входном участке диффузора 6 падение давления прекращается и к наиболее расширенному участку уровень скоростей снижается, а статическое давление вновь повышается.

Процесс протекает совершенно аналогично таковому в задней пазухе 4. Но, поскольку диффузор 6 расположен на больших радиусах, то даже при оди наковом уровне статических давлений в области диффузоров 6 и 7, что воз

0 5 Q

- . «

5

можно при близких к равным расходах в пазухах 3 и 4, осевое усилие со стороны последнего будет больше, чт- j и позволит решать задачу компенсации разницы в ппощадях покрывного и коренного дисков рабочего колеса 2.

Отличие течения в диффузорах 6 и 7 при установке ребер 8 заключается в том, что с помощью последних имеет место более резкое снижение закрутки потока и соответственное повышение статического давления. Это дает возможность уменьшать длину и объем диффузоров 6 и 7.

Формула изобретения

0U}.2

Редактор А.Шандор

Составитель Ю.Никитченко Техред А.Кравчук

Заказ 5408/37

Тираж 522

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патеит, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

мЗ

Корректор В.Кабаций

Подписное