Центробежный насос Советский патент 1989 года по МПК F04D29/22 

10

СП

tc Nj

4 СП

Изобретение относится к насосо- строению, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных насосов.

Цель изобретения - повышение КГЩ насоса путем улучшения структуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным потоком.

На фиг. 1 изображен насос; на фиг.2 - лопатка со щелью с тыльной стороны; на фиг.З - то же, с лицевой стороны; на фиг.4 - то же, с лицевой и тыльной сторон;на фиг. 5 щель Г-образной формы; на фиг.6 - то же, П-образной формы; на фиг.7 - то же, Т-образной формы.

Центробежный насос содержит установленное в корпусе 1 с образованием передней 2 и задней 3 пазух рабочее колесо 4 с ведущим 5 и по- крьшным 6 дисками и расположенными между ними лопатками 7 с выполненными в них цилиндрическими каналами 8, имеющими эжекторную щель 9, при этом канал 8 сообщен с задней пазухой 3, а щель 9 с проточной часты колеса 4 у поверхности лопатки 7. Лопатка 7 вьтолнена ступенчатой, причем ее участок 10 меньшей толщины расположен за эжекторной щелью 9. Эжекторная щель 9 может быть выполнена с тьшьной, лицевой или сразу с двух сторон лопаток и иметь ГП- или Т-образную форму. Насос снаб жен стаканами 11, расположенными в канапах 8, а щели 9 выполнены в боковых стенках каналов.

Насос функционирует следующим образом.

При вращении рабочего колеса 4 и передаче с помощью лопаток 7 энергии перекачиваемой жидкости часть потока утечек, возникающих в задней пазухе 3 из-за перепада давления меду последней и межлопаточным каналом, поступает по каналу 8 к щели 9 и в виде пристенной струи в межлопаточный канал колеса. Благодаря этому основному потоку сообщается дополнительная энер1;ия, за счет чег уменьшаются отрицательные последствия отрывных явлений. Как известно из теории турбулентных потоков в каналах, потери напора в послед- них обусловлены в наибольшей степен характером течения в узком пристенном пограничном слое. Именно в по

0

5

5

0 5

0

0

5

следнем возникают отрицательные явления, приводящие к отрыву пограничного слоя с резким увеличением сопротивления течению потока.

Применительно к центробженым колесам эти явления возникают в первую очередь на тьшьньк сторонах лопаток 7 и прилегающих к ним участках покрывного диска 6, а также, в меньшей степени, на лицевых сторонах лопаток 7 и ведущем диске 5. Причем наиболее интенсивно эти процессы проявляются, начиная примерно с середины межлопаточного канала. За счет выполнения эжекторных щелей 9 описанные отрицательные процессы устраняются или существенно смягчаются путем ввода пристенной струи в промежуточной части межлопаточного канала.

Из теории турбулентных струй известно, что пристенная струя обладает большей дальнобойностью по сравнению со случаем ввода струи в открытое пространство. Пристенный ввод струи в средней части межлопаточного канала обеспечивает наиболее интенсивное эжектирование (подсасывание) масс жидкости именно в той области, где обычно отрывные явления наиболее интенсивны. При этом направление движения потока совпадает с направлением, задаваемым лопатками 7 и дисками 5 и 6 в средней и выходной части колеса 4. Отбор рабочей среды из задней пазухи 3 приводит к дополнительным преимуществам. Во-первых, чем больше щель 9, тем ниже давление в пазухе 3, что снижает осевую силу и повьшхает надежность работы насоса. Во-вторых, увеличение этого же расхода одновременно снижает потери на дисковое трение в пазухе 3 Выбирая экспериментально радиус расположения каналов 8 и сечения щелей 9, можно добиться максимального суммарного зф- фекта по повышению эффективности работы насоса.

Ввод струй через участки D и Е щелей П-, Г- и Т-образной формы смягчает отрывные явления в угловых участках между лопатками 7 и дисками 5 и 6, а также на поверхностях последних. В целом объединенное действие перпендикулярной системы струй, проникающей на большую глубину потока в канале, обеспечивает более

1

I

Ш

//7/

ЧX:l

4x:i

У

Ш

4x:i X XX

Фиг.З

Изобретение относится к насосостроению и предназначено для повышения КПД путем улучшения структуры потока у поверхности лопатки и снижения потерь на перемешивание эжекторных струй с основным перекачиваемым потоком. Для достижения этого лопатка выполнена ступенчатой, причем ее участок 10 меньшей толщины расположен за эжекторной щелью 9. При работе насоса часть утечек из задней пазухи 3 поступает по каналу 8 к эжекторной щели 9 и в виде пристеночной струи в межлопаточный канал. В результате основному потоку сообщается дополнительная энергия, за счет чего уменьшаются отрицательные последствия отрывных явлений. Пристеночный ввод струи обеспечивает наиболее интенсивное эжектирование масс жидкости именно в той области, где отрывные явления наиболее интенсивны. 7 ил.

5J7

Ф1/г.5

ЦЗиг.б

Фиг. 7