Центробежный насос-сепаратор Советский патент 1991 года по МПК F04D29/70 

Изобретение относится к насосам для перекачивания жидкостей с твердыми включениями,

Цель изобретения - снижение металлоемкости путем уменьшения осевых габаритов сепаратора, расширение технологических возможностей и повышение качества сепарации путем разделения частиц по фракциям.

На фиг.1 изображен центробежный насос-сепаратор, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,2.

Центробежный насос-сепаратор содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, рабочее колесо 4, сепаратор 5 инерционного типа с корпусом б, входным 7, выходным 8 и Песковыми 9 отверстиями, установленный в подводящем патрубке 2, и эжектор 10. Сепаратор 5 снабжен коническими перегородками 11, ориентированными меньшими основаниями к рабочему колесу 4 и расположенными концентрично корпусу 6 сепаратора 5. В перегородках 11 выполнены тангенциальные прямоугольные сопла 12, входное отверстие расположено тангенциально, а песковые отверстия 9 - в торцовой стенке корпуса 6 у конических перегородок 11 со стороны больших их оснований, причем оси сопл 12, входного 7 и Песковых 9 отверстий ориентированы по направлению вращения рабочего колеса 4, а выходное отверстие 8 сепаратора 5 расположено в его центре. На торцовой стенке корпуса б сепаратора 5 со стороны больших оснований перегородок 11 могут быть выполнены коаксиальные выступы 13 с высотой, увеличивающейся от прямоугольных сопл 12 в направлении вращения рабочего goneca 4 и образующие с перегородками 11 каналы для отвода частиц включений, при этом песковые отверстия 9 расположены в местах наибольшего поперечного сечения каналов.

Насос-сепаратор работает следующим образом.

В результате разрежения, создаваемого рабочим колесом 4 насоса, жидкость с тяжелыми абразивными частицами тангенциально поступает в сепаратор 5 и приобретает вращательное движение. Перетекая через сопла 12 перегородок 11, среда разгоняется с увеличением закрутки. В кольцевом слое жидкости между соседними перегородками 11 создается поле центробежных сил, которые действуют на тяжелые частицы в противоположном направлении, чем аэродинамические силы, увлекающие частицы к оси сепаратора 5. Тяжелые частицы отбрасываются сначала к внутренней поверхности переюродки 11. Затем под действием центробежных сил тяжелые частицы вдоль конусной поверхности перегородки 11 отбрасываются в кольцевую канавку. Накапливающиеся в канавке тяжелые частицы увлекаются частью потока жидкости к отверстию 9. В последнем кинетическая энергия потока жидкости с высокой концентрацией тяжелых частиц преобразуется в

0 потенциальную энергию проталкивания тяжелых частиц с частью жидкости за пределы сепаратора 5,

На торцовой поверхности сепаратора между перегородками 11 вследствие тормо5 жения потока в пограничном слое возникают радиальные перетечки жидкости в направлении оси ззвихрителя. Выполнение одной из стенок кольцевой канавки в виде выступа 13 предотвращает попадание отсе0 парированных тяжелых частиц в пограничный слой на торцовой поверхности, тем самым улучшается качество сепарации,а также способствует отводу через отверстие 9 меньшего количества жидкости, чем в том

5 случае, если бы кольцевая канавка выполнялась без выступа 13. Частично осветленная жидкость с тяжелыми частицами меньших размеров, чем уже отсепарированные, перетекая через сопла 12, последовательно

0 разгоняется с увеличением закрутки и сепарируется описанным образом. При этом тяжелые частицы сепарируются по фракциям. Из коллектора 14 среда отсасывается эжектором 10, а от сепарированная жид5 кость по оси сепаратора 5 поступает к рабочему колесу 4 насоса. В том случае, когда в качестве конечного продукта используются отдельные фракции взвеси твердых частиц, отсасывание каждой фракции может произ0 водиться индивидуальным эжектором. Одновременная подкрутка и сепарация с минимальными потерями энергии, кроме снижения металлоемкости, позволяет улучшить кавитационные и энергетические ха5 рактеристики насоса, а также отказаться от специальных конструкций и материалов уплотнений быстроизнашивающихся втулочных поверхностей центробежного насоса. Таким образом обеспечивается расширение

0 технологических возможностей.

Формула изобретения 1. Центробежный насос-сепаратор, со- дерхощий корпус с подводящим и отводящим патрубками, рабочее колесо,

5 сепаратор инерционного типа с корпусом, входным, выходным и Песковыми отверстиями, установленный в подводящем патрубке, и эжектор, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости путем уменьшения осевых габаритов сепаратора,

расширения технологических возможностей и повышения качества сепарации путем разделения частиц по фракциям, сепаратор снабжен коническими перегородками, ориентированными меньшими основаниями к рабочему колесу и расположенными концен- трично корпусу сепаратора, в перегородках выполнены тангенциальные прямоугольные сопла, входное отверстие расположено тангенциально, а песковые отверстия - в тор- цовой стенке корпуса у конических перегородок со стороны больших их оснований, причем оси сопл, входного и Песковых отверстий ориентированы по направлению

A

вращения рабочего колеса, а выходное отверстие сепаратора расположено в его центре.

2.Насос-дозатор по п.1, отл и ч а ю щий- с я тем, что на торцовой стенке корпуса со стороны больших оснований перегородок выполнены коаксиапьные выступы с высотой, увеличивающейся от прямоугольных сопл в направлении вращения рабочего колеса и образующие с перегородками каналы для отвода частиц включений, при этом ласковые отэерстия расположены в местах наибольшего поперечного сечения каналов.

Изобретение относится к насосам и позволяет снизить металлоемкость, расширить технологические возможности и повысить качество очистки. Сепаратор 5, установленный в подводящем патрубке 2 насоса, снабжен коническими перегородками 11, ориентированными меньшими основаниями к рабочему колесу 4 и расположенными концентрично корпусу 6 сепаратора 5. В перегородках 11 выполнены тангенциальные прямоугольные сопла 12, входное отверстие расположено тангенциально, а пескоаые отверстия 9 - в торцовой стенке 10 21 9 9 9 корпуса 6 у конических перегородках 11 со стороны больших их оснований. Оси сопл 12, входного и Песковых 9 отверстий ориентированы по направлению вращения рабочего колеса 4, а выходное отверстие 8 сепаратора 5 расположено в его центре. На торцовой стенке корпуса 6 со стороны больших оснований перегородок 11 могут быть выполнены коаксиально выступы 13 с высотой, увеличивающейся от прямоугольных сопл 12 в направлении вращения рабочего колеса 4 и образующие с перегородками 11 каналы для отвода частиц включений. Пес- ковые отверстия 9 расположены в местах наибольшего поперечного сечения каналов. Конструкция сепаратора обеспечивает сокращение осевых габаритов устройства, а ступенчатая дифференцированная закрутка потока в каналах, образованных соседними перегородками, позволяет повысить степень очистки жидкости от твердых частиц и разделить частицы по размерам на фракции, которые могут отводиться раздельно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л о ю ю о ND ГО .да. ФюЛ

is SSSSSXSS jSS

11

11

11

13 ц к

и оФиг.2

15 /