Насосная установка с пусковым осевым насосом Советский патент 1992 года по МПК F04D9/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям насосных установок с положительной высотой всдсывания, которые могут быть использоваНы при проектировании гидротранспортных систем в промышленности и сельском хозяйстве.

И;звестны насосные установки с положительной высотой всасывания, в которых заливка жидкостью полостей насосов, необходимая для их пуска, осуществляется с помощью постоянно функционирующих вакуум-систем. Основной недостаток этих систем - высокие требования к герметичности всех уплотнительных узлов, выполнение которых на практике весьма затруднительно. Поэтому насосные установки с вакуумсистемами имеют, как правило, весьма низкую надежность пуска. Во многих случаях это обстоятельство мешает возможности осущестиления длительной автоматизированной работы насосной станции, снабженной несколькими насосными установками.

Заливку насосов жидкостью, например водой, можно осуществить и автономным лопастным водоподъемником, установленном в заборной части всасьшающего трубопровода насосной установки. Такой водоподъемник используется в навесном устройстве трактора для намораживания льда водоисточника. Он включает заборное устройство, осевое рабочее колесо, укрепленное на валу водоподъемника, который вращается в двух подшипниковых опорах, сальниковый узел, карданную муфту, соединяющую вал водоподъемника с валом двигателя трактора. Если заменить привод водоподъемника электродвигателем и соединить последний через муфту с валом водоподъемника, то получится достаточно простой и компактный автономный агрегат, который можно вмонтировать в заборную часть всасывающего трубопровода.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является насосная установка, включающая два последовательно работающих насоса, первый из которых может отключаться, а второй продолжать работать, осуществляя заданную подачу жидкости потребителю. При этом первый насос при его отключении будет вращ аться и работать как турбина, срабатывая определенный напор жидкости. Если первый насос будет находиться всегда в залитом состоянии, то его можно использовать в качестве пускового для заливки и последующего включения в работу второго насоса.

Основной насос (второй насос) забирает жидкость из источника через всасывающий трубопровод и подает ее потребителю через наружный трубопровод. В заборной части всасывающего трубопровода установлен пусковой рсевой насос (первый насос), который работает только в период пуска основного насоса 1. Все остальное время насос не работает. Рабочее колесо пускового осевого насоса 4 всегда находится ниже уровня жидкости в источнике, т.е. всегда задито жидкостью: Упомянутый воДоподьемник для намораживания льда в данном случае может быть использован в качестве пускового осевого насоса (первого насоса). Однако такое техническое решение имеет серьезные недостатки.

При работе насосной установки с отключенным первым насосом поток жидкости, поступающей из источника под воздействием второго насоса, заставляет постоянно с довольно большой скоростью вращаться рабочее колесо первого насоса. Это приводит к износу его подшипников и Сальниковых узлов и снижает, таким образом, надежность работы первого насоса, а за счет подсоса воздуха из атмосферы через износившиеся сальниковые узлы - надежность и экономичность работы второго насоса, а следовательно, и всей насосной установки в целом, Срабатывание напора на первом неработающем насосе приводит к понижению напора жидкости перед вторым насосом, что увеличивает опасность возникновения кавитации во втором насосе, а следовательно, к снижению надежности его работы. Если первый насос осевого лопастного типа, то узкие межлопастнце каналы рабочего колеса будут способствовать засорению их водорослями или другими включениями, находящимися в подсасываемой жидкости, что повышает потери напора в пусковом насосе и снижает надежность и экономичность работы всей насосной устанивки.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД путем снижения гидравлических потерь.

Цель достигается тем, что насосная установка с пусковым осевым насосом, содержащим рабочее колесо со ступицей и лопастями, содержит ступицу, выполненную в форме многогранника, входные кромки лопастей закреплены шарнирно и

перпендикулярно граням ступицы, а на последних установлены ограничители поворота лопастей.

Лопасти рабочего колеса могут быть выполнены в виде профилей или Простых пластин. В последнем случае пусковой лопастной насос будет иметь более низкий КПД, что практически не приведет к повышению потребления электроэнергии, так как пусковой насос работает ничтожно короткое время по сравнению с работой основного насоса. Ступица рабочего колеса пускового осевого насоса выполнена в форме многогранника, входные кромки лопастей закреплены шарнирно и перпендикулярнр граням ступицы, а на последних установлены ограничители поворота лопастей.

Выполнение ступицы рабочего колеса в форме многогранника дает возможность

расположить на каждой грани подвижные лопасти, котррые при работе пускового осевого насоса будут иметь минимальные зазоры между внутрен111 ми кромками лопастей и ступицей рабочего колеса, что снижает

нежелательные перетечки жидкости от рабочей стороны лопасти к нерабочей. Внешняя по Диаметру кромка-лопасти имеет форму эллипса и обеспечивает постоянство зазОра между кромкой лопасти и корпусом

насоса. Эти особенности конструкции повышают эффективность работы рабочего колеса насоса.

Шарнирное закрепление входных кромок лопастей на неподвижных стержнях и

наличие ограничителей их поворота позволяют лопастям устанавливаться в необходимое угловое положение: при работающем осевом пусковом насосе - в косое Положение, образующие решетку профилей осевого насоса, при неработающем осевом пусковом насосе - во флюгерное положение, не мещающее свободному прохождению потока жидкости через насос. В 15рследнем случае расщиряются межлопастные каналы рабочего колеса, вследствие че-. го снижаются гидравлические потери в нем, менее вероятно засорение каналов водорослями и мусором. Боковые усилия на лопасти исчезают, поэтому вал насоса не

вращается, а значит не изнашиваются подшипники и сальниковые узлы.

На фиг. 1 показана насосная установка с пусковым осевым насосом; на фиг. 2 пусковой осевой насос для насосной установки с положительной высотой всасывания; на фиг. 3 - рабочее колесо пускового осевого насоса.

Насосная установка с пусковым осевым насосом содержит основной насос 1, всасывающий трубопровод 2, наружный трубопровод 3, осевой насос 4. Пусковой осевой насос сетчатое заборное устрой-, ство 5, осевое рабочее колесо 6, вал 7 насоса, подшипниковые опоры 8, сальниковый узел 9, двигатель 10, муфту 11. Рабочее колесо пускового осевого насоса содержит ступицу 12, лопасти 13, шарнирные стержни И, ограничители 15поворота лопастей.

Насосная установка работает следующим образом.

Включается двигатель 6 пускового осевого насоса. Начинает вращаться затопяенное в жидкости рабочее колесо 6. Под действием давления жидкости лопасти 13 начинают поворачиваться вокруг шарнирных стержней 14 до тех пор, пока не в правые ограничители 15 поворота лопастей. В результате этого образуется решетка лопастей осевого рабочего колеса, которая при вращении последнего создает необходимый напор для подъема жидкости и заливки ею основного насоса 1. При этом вытесняемый из всасывающего трубопровода 2 и основного насоса 1 воздух сбрасывается в атмосферу через вантуз (не показан), установленный на верхней части основного насоса 1 или наборного трубопровода 3. После заполнений основного насоса жидкостью последний включается в

работу по сигналам от реле давления, времени или других сигналов. При этом пусковой осевой насос отключается, так как дальнейшая его работа не нужна.

Под действием гидродинамических сил потока жидкости, которая поступает в заборную часть всасывающего трубопровода, т.е. в пусковой осевой насос, в результате работы основного насоса, лопасти 13 поворачиваются вокруг шарнирных стержней 14 в обратном направлении, и не доходя до левого ограничителя 15 поворота лопастей 4, устанавливаются во флюгерное положение - параллельно направлению потока жидкости,

Поскольку боковых сил на лопасти нет, то рабочее колесо насоса не будет вращаться или за счет незначительных остаточных сил будет вращаться с очень малой угловой скоростью.

При прекращении работы насосной установки С пусковым осевым насосом лопасти последнего могут принять произвольное угловое положение между ограничителями поворота лопастей.

Нйсосная установка с пусковым осевым насосом при положительной высоте всасывания может быть использована для перекачки любых жидкостей.

Формула И;3 обретения

Насосная установка с пусковым осевым насосом, содержащим рабочее колесо со ступицей и лопасту ми, о т л и ч а ю щ-а я с я тем, что, с целью повышения надежности и КПД путем снижения гидравлических потерь, ступица выполнена в форме многогранника, входные кромки лопастей закреплены шарнирно и перпендикулярно граням ступицы, а на последних установлены ограничители поворота-лопастей.

0иг.

Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для перекаЧива-ния жидкостей. Изобретение .повышает надежность и КПД путем снижения гидравлических потерь, Для этого у насосной установки с пусковым осевым насосом ступица рабочего колеса выполнена в форме многогранника, а входные кромки лопастей закреплены шарнирно. Шарнирное закрепление позволяет устанавливаться лопастям в необходимое угловое положение при работающем пусковом осевом насосе и в свободное при неработающем, обеспечивая прохождение потока жидкости с минимальными гидравлическими потерями. 3 ил.