Свободновихревой насос Советский патент 1992 года по МПК F04D7/04 

Изобретение относится к насоеоетрое- нию, предназначено для перекачки жидкости со взвесями, представляющими волокнистые включения, и может быть использовано в сельском хозяйстве для перекачивания жидкого навоза.

Известен насос для перекачки жидкости с волокнистыми включениями, содержащий корпус и открытое рабочее колесо с лопатками, у которых торец каждой лопатки выполнен со скосом в тангенциальном направлении, образующим со стенкой корпуса острый угол. При работе насоса волокнистые включения, попавшие в зазор между лопаткой и корпусом, перерезаются и уносятся в напорный патрубок, освобождая зазор от забивания волокнистыми включениями, что повышает надежность насоса 1.

Однако в такой конструкции измельчению подвергается только часть волокнистых включений, которая попадает в зазор между рабочим колесом и корпусом. Оставшаяся часть волокнисных включений, не подвергается перерезанию и, соответственно, измельчению, проходя каналы рабочего колёса, может вызвать забивание проходного сечения и снизить эффективность насоса.

Известен также свободновихревой насос для перекачивания неоднородных сред, содержащий корпус с осевым подводящим патрубком и вихревой камерой, нагнетательным патрубком и рабочее колесо открытого типа, при этом колесо снабжено дополнительными лопатками, имеющими ширину, равную ширине вихревой камеры, и расположенными на входе в последнюю.

В известной конструкции насоса повышение срока его службы достигается путем снижения износа за счет установки центробежных лопаток по потоку перед радиальными вихревыми лопатками. Наличие центробежных лопаток увеличивает напор предлагаемого насосз .о сравнению с напором насоса, снабженного только вихревыми лопатками 2.

Однако указанная конструкция насоса неспособна перекачивать жидкости с волокнистыми включениями, так как последние будут наматываться на центробежные лопатки, что приведет к забиванию проходных каналов и, безусловно, снизит эффективность насоса.

Цель изобретения - повышение эффективности насоса за счет обеспечения измельчения перекачиваемых включений,

Свободновихревой насос снабжен ножами, закрепленными на корпусе и установ- ленными радиально по всей ширине вихревой камеры со стороны выходной

кромки дополнительной лопатки, при этом последняя также установлена радиально, а ее выходная кромка заострена с образованием противорежущего ножа. Кроме этого,

торцовые поверхности дополнительной лопатки и ножей снабжены бандажными лентами, имеющими на свободных торцовых поверхностях режущие кромки , с возможностью изготовления в диаметральной пло0 скости насоса спиралевидных режущих кромок с винтовым заходом, противоположным вращению рабочего колеса насоса.

Сущность изобретения заключается в следующем.

5 За счет использования ножей, закрепленных в корпусе и установленных радиально по всей ширине вихревой камеры со стороны выходной кромки дополнительной лопатки, установленной радиально, выход0 ная кромка которой заострена с образованием противорежущего ножа, включения, особенно волокнистые, проходя через отверстия цилиндрической втулки, интенсив- но размельчаются ножами и, попадая в

5 вихревую камеру, подвергаются интенсивной закрутке лопатками рабочего колеса и удаляются в напорный патрубок насоса. Включения, попадающие в зазор между торцами дополнительной лопатки и корпуса,

0 интенсивно перерезаются режущими кромками бандажной ленты, а измельченные включения также уносятся в напорный патрубок, освобождая зазор от забивания. Для уменьшения попадания включений в зазор

5 между корпусом и торцом дополнительной лорпатки режущие кромки бандажной ленты выполнены спиралевидными с заходом спирали, противоположным вращению рабочего колеса насоса. Такая конструкция ре0 жущих кромок на торце дополнительной лопатки способствует повышению интенсивности измельчения включений, а также создает в радиальном зазоре при вращении рабочего колеса противодавление, так как

5 режущие кромки в этом случае выполняют также функцию лабиринтно-винтового уплотнения, работа которого способствует меньшему попаданию включений в зазор между корпусом и лопаткой.

0 Использование в проточной части ножей позволяет добиться высокой степени измельчения перекачиваемых волокнистых включений фактически неограниченной длины, не заботясь о засорении и наматыва5 нии указанных включений на рабочие органы насоса. Предварительный процесс измельчения перекачиваемых включений с последующей интенсификацией закрутки потока со стороны лопаток рабочего колеса, размещенных на большем радиусе, способствует эффективному преобразованию механической энергии в гидравлическую. Сте- пень измельчения перекачиваемых включений зависит от частоты вращения. Эффективность использования, одной или более дополнительных лопаток с заостренными выходными кромками определяется конкретными физическими свойствами и особенностями перекачиваемых жидких сред с различными включениями, в том чис- ле и волокнистыми.

На фиг. 1 схематично показан свободно- вихревой насос, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Движение жидкости отсутствует.

Свободновихревой насос содержит корпус 1 с осевым подводящим патрубком 2 и валом 3, нагнетательным патрубком 4 и вихревой камерой 5, рабочим колесом б с лопатками 7, дополнительными лопатками 8, цилиндрической втулкой 9 с ножами 10. Торцовые поверхности дополнительных лопаток и ножей снабжены бандажной лентой 11 с режущими кромками 12.

Насос работает следующим образом. В результате разрежения, создаваемого развитым полем центробежных сил, обусловленных интенсивной закруткой потока рабочим колесом 6 в вихревой камере 5, жидкость с включениями, преимуществен- но волокнистыми, проходит через входной патрубок 2 и подвергается интенсивной закрутке в пределах вихревой камеры 5. При взаимодействии режущих кромок дополнительных лопаток 8 и ножей 10 цилиндриче- ской втулки 9, а также режущих кромок 12 в

зазоре, волокнистые включения перерезаются и измельчаются. Под действием центробежных сил и больших окружных сил измельченные включения отбрасываются в пределах вихревой камеры 5 в нагнетательный патрубок 4.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность насоса, так как за счет предварительного измельчения взвешенных включений создаются лучшие условия преобразования механической энергии в гидравлическую в проточной части свобод- новихревого насоса.

Формула изобретения

1.Свободновихревой насос, содержащий корпус с осевым подводящим и нагнетательным патрубками и вихревой камерой и установленное в нем на валу рабочее колесо с основными и по крайней мере одной дополнительной лопатками, последняя из которых расположена на входе в вихревую камеру по всей ее ширине, отличающий- с я тем, что, с целью обеспечения измельчения перекачиваемых включений, насос снабжен ножами, закрепленными на корпусе и установленными радиально по всей ширине вихревой камеры со стороны выходной кромки дополнительной лопатки, при этом последняя также установлена радиально, а ее выходная кромка заострена с образованием противорежущего ножа.

2.Насос по п. 1.отличающийся тем, что торцовые поверхности дополнительной лопатки и ножей снабжены бандажными лентами, имеющими на свободных торцовых поверхностях режущие кромки.

Изобретение позволяет обеспечить измельчение перекачиваемых волокнистых включений свободновихревым насосом. В корпусе 1 с осевым подводящим 2 и нагнетательным 4 патрубками и вихревой камерой 5 на валу 3 установлено рабочее колесо 6 с лопатками 7 и 8. Лопатка 8 расположена на входе в камеру 5 по всей ее ширине. Ножи закреплены на корпусе 1 и установлены радиально по всей ширине камеры 5 со стороны выходной кромки лопатки 8, к-рая установлена радиально. Выходная кромка лопатки 8 заострена с образованием проти- ворежущего ножа. Торцовые поверхности лопатки 8 и ножей снабжены бандажными лентами 11, имеющими на свободных торцовых поверхностях режущие кромки 12. При взаимодействии режущих кромок лопаток 8 и ножей и кромок 12 волокнистые включения перерезаются и измельчаются. Под действием центробежных сил и больших окружных сил включения отбрасываются в пределах камеры 5 в патрубок 4.1 з.п.ф -лы, 2 ил. Ч И О 00 .N сл

Фиг. 2