Насосный агрегат Советский патент 1991 года по МПК F04D13/02 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при перекачивании криогенных жидкостей турбоприводными насосными агрегатами.

Целью изобретения является улучшение кавитационных характеристик при перекачивании криогенных жидкостей при одновременном снижении габаритов и металлоемкости.

На чертеже представлена схема насосного агрегата.

Насосный агрегат содержит нагнетатель жидкости, включающий подводящий патрубок 1 и осевое рабочее колесо 2 с бандажом 3, и приводную газовую турбину с входным устройством 4, подключенным к источнику 5 рабочего тела, вращающимся лопаточным венцом 6, установленным на бандаже 3 рабочего колеса 2, и выходным каналом 7, сообщенным с областью нагнетания нагнетателя.

Нагнетатель снабжен установленным в подводящем патрубке 1 эжектором 8, активное сопло которого,выполненное в виде системы профилированных каналов 9 по периметру патрубка 1, подключено к выходному каналу 7 турбины, например, посредством магистрали 10.

Источник 5 рабочего тела турбины выполнен в виде газификатора перекачиваемой криогенной жидкости.

Насосный агрегат работат следующим образом.

Часть перекачиваемой криогенной жидкости поступает в газификатор и испаряется, превращаясь в высокотемпературное газообразное рабочее тело, которое последовательно поступает из источника 5 во входное устройство 4, лопаточный венец 6 и выходной канал 7 где разделяется на два потока: часть газа подается в область нагнетания за рабочим колесом 2, а другая часть - в активное сопло газового эжектора 8. После перемешивания газового и жидкостного потоков, поступающих в эжектор 8, при сопутствующем перемешиванию росте давления перекачиваемой жидкости она поступает в рабочее колесо 2.

Эжектор рассчитывается и выполняется так, чтобы процесс конденсации газа закончился до выхода из эжектора 8, т.е. заранее ставится условие, чтобы при входе в нагнетатель была чистая жидкость.

Выходящая из рабочего колеса 2 с повышенным запасом энергии жидкость перемешивается с частью конденсирующегося газа, поступающей в область нагнетания из выходного канала 7, и подается потребителю. Для однорежимного насосного агрегата

весь газ, выходящий из турбины, может поступать целиком в эжектор 8, и сброс части газа в область нагнетания не производится. В качестве потребителя может быть использован основной насос.

В условиях малых входных давлений возникает необходимость снижения частоты вращения лопаточного нагнетателя и соответственного увеличения диаметра

осевого рабочего колеса 2. При этом рост диаметров корпусных деталей приводит к росту их массы. Таким образом, рост давлений на входе за счет установки газового эжектора 8 позволяет увеличить обороты

нагнетателя и скорости потока и, следовательно, снизить его диаметральные габариты и металлоемкость.

Особенностью данного агрегата является последовательное использование одного

и того же газообразного рабочего тела в качестве активной среды как для привода нагнетателя, так и для эжектора 8. Таким образом, поступающее в агрегат высоко- энергетичное рабочее тело используется с

максимальной эффективностью. Газ ся паровой фазой одноименной жидкости, поступающей в нагнетатель, благодаря чему он быстро конденсируется, смешиваясь с жидкостью.

Подача рабочего тела турбины через каналы 9, образующие активное сопло эжектора, увеличивая давление на входе нагнетателя, осуществляя подсос перекачиваемой жидкости. При нагреве криогенной

жидкости одновременно с ростом давления насыщенных паров уменьшается склонность жидкости к кавитации,характеризуемая термодинамической поправкой ДКг . Рост этой поправки с увеличением температуры в определенных условиях компенсирует с избытком возрастание давления насыщенных паров, снижая таким образом потребный запас устойчивости. В результате кавитационные характеристики нагнетателя улучшаются.

Газ, используемый для привода турбины, не выбрасывается в окружающую среду, а утилизируется в самом агрегате, что повышает энергетическую эффективность и делает агрегат более экологически безопасным.

Формула изобретения Насосный агрегат, содержащий нагнетатель жидкости, включающий подводящий

патрубок и осевое рабочее колесо с бандажом, и приводную газовую турбину с входным устройством, подключенным к источнику рабочего тела, вращающимся лопаточным венцом, установленным на банда5 16790616

же рабочего колеса, и выходным каналом,металлоемкости, нагнетатель снабжен устасообщенным с областью нагнетания нагне-новленным в подводящем патрубке Зжектотателя, отличающийся тем, что, с цельюром, активное сопло которого подключено к

улучшения кавитационных характеристиквыходному каналу турбины, а источник рапри перекачивании криогенных жидкостей5 бочего тела турбины выполнен в виде газипри одновременном снижении габаритов ификатора перекачиваемой жидкости,

Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для улучшения кавитационных характеристик при перекачивании криогенных жидкостей (Ж) при одновременном снижении габаритов и металлоемкости турбоприводных насосных агрегатов. Агрегат содержит нагнетатель Ж, имеющий подводящий патрубок 1, в к-ром установлен газовый эжектор 8, осевое рабочее колесо 2 с бандажом 3 и приводную газовую турбину с входным устройством 4, подключенным к источнику 5 рабочего тела, выполненному в виде газификатора перекачиваемой криогенной Ж, вращающимся лопаточным венцом б, установленным на бандаже 3, и выходным каналом 7, сообщенным с областью нагнетания нагнетателя. Активное сопло эжектора 8, выполненное, например, в виде системы профилированных каналов 9 по периметру патрубка 1, подключено к выходному каналу 7 турбины магистралью 10. 1 ил. (Л ON VI 8 а