Отвод центробежного насоса Советский патент 1992 года по МПК F04D29/40 

Изобретение относится к насосострое- нию, а именно к конструкциям отводов центробежных насосов для перекачивания жидкости с твердыми абразивными частицами.

Цель изобретения - повышение КПД насоса на режимах, отличных от номинального, при перекачивании жидкости с абразивными включениями.

На фиг.1 показан насос, вид в изомет- рии; на фиг.2 - меридиональное сечение насоса,1 на фиг.З - сечение насоса в плоскости, перпендикулярной оси, повернутое на угол 180°; на фиг.4 - контур отвода; на фиг.5 - контуры минимального и максимального сечений отводного канала в увеличенном масштабе.

Отвод центробежного насоса содержит изолированные выходной диффузорный участок 1, соединенный с ним отводной канал 2 прямоугольного сечения с постепенной шириной В и высотой Н, увеличивающейся по направлению движения потока, и язык 3. Отношение площадей максимального и минимального поперечных сечений отводного канала 2 равно 2,07-2,12; отношение радиуса R кривизны языка 3 к диаметру D входного сечения диффузорного участка 1 - 0,2-0,24, а отношение ширины В к высоте Hmakc максимального поперечного сечения канала 2 - 1,76-1,85.

Отвод работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса насоса происходит всасывание жидкости с твердыми абразивными частицами в проточные каналы лопастного колеса, в которых происходит преобразование механической энергии вращения колеса в кинетическую энергию перекачиваемой жидкости. Далее жидкость с твердыми абразивными частицами из проточных каналов колеса поступает а отводной канал 2, где происходит преобразование кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию ее давления.

ел

С

4 Ы 4

С

На потери давления перекачиваемой жидкости в отводном канале 2 прямоугольного сечения влияют два фактора: вторичное течение жидкости и размер большей стороны прямоугольного сечения. Вторичные течения удерживают абразивные частицы во взвешенном состоянии даже при малых скоростях потока перекачиваемой жидкости, а увеличенный размер В ширины прямоугольного сечения отводного канала 2 способствует перемещению большего количества твердых абразивных частиц по срав- нению с отводным каналом круглого сечения.

При отношении В/Н максимального поперечного сечения отводного канала 2 большем, чем 1,85, скорость вторичного потока в центральной части сечения настолько уменьшается, что сводит на нет преимущества отводного канала прямоугольного сечения. При отношении В/Н меньшем, чем 1,76, имеют место увеличенные затраты энергии на перемещение твердых абразивных частиц. Таким образом, отводной канал 2, у которого отношение ширины В к высоте Н максимального поперечного сечения лежит з диапазоне значений 1,76-1,85, обеспечивает минимальные затраты энергии на перекачивание единицы объема жидкости с твердыми абразивными частицами.

При обтекании потоком перекачиваемой жидкости периферийной стенки сопряжения с диффузорным участком 1 отводного канала 2 с большим радиусом R кривизны, т.е. при обтекании толстого языка 3, нарушается симметрия течения жидкости в.отводном канале 2 в окружном направлении. Помимо этого в расчетном и перегрузочном режимах работы насоса в отводном канале

2наблюдается значительное обратное течение потока перекачиваемой жидкости из отводного канала 2 в лопастное колесо насоса. Хотя при наличии толстого языка

3полностью эти явления исключить нельзя, можно получить достаточно высокий КПД насоса на недогрузочном и перегрузочном режимах его работы, если отношение радиуса R кривизны языка 3 к диаметру Q вход- -ного сечения диффузорного участка 1 лежит в диапазоне значений 0,2-0,24.

При отношении площади максимального поперечного сечения отводного канала 2 к площади минимального поперечного сечения канала 2 меньшем , чем 2,07, происходит

интенсивный абразивный износ стенок отводного канала 2 в минимальном сечении, так как скорость твердых абразивных частиц в этом сечении достаточно велика.

В случае значения отношения указанных площадей сечений большего, чем 2,12, имеет место снижение КПД насоса из-за образования паразитного объема жидкости, вращающейся в отводном канале 2. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что отношение площади максимального проходного сечения отводного канала 2 к площади его минимального проходного сечения, лежащее в диапазоне значений 2,07-2,12, обеспечивает высокий КПД насоса на всех режимах егс работы,

По данным параметрических испыга ний центробежные насрсы унифицирован ного ряда с гуммированными отводными

каналами с указанными соотношениями геометрических размеров их сечений обеспечивают КПД в оптимальном режиме работы насоса 70%, а на недогрузочном и перегрузочном режимах работы снижение КПД

не более, чем на 10%.

Формула изобретения

Отвод центробежного насоса, содержащи и гуммированные выходной диффузор- ный участок, соединенный с ним отводной канал прямоугольного сечения с постоянной шириной и высотой, увеличивающейся по направлению движения потока, и язык,

отличающийся тем, что, с целью повышения КПД насоса на режимах работы, отличных от номинального при перекачивании жидкости с абразивными включениями, отношение площадей максимального и минимального поперечных сечений отводного канала равно 2,07-2,12, отношение радиуса кривизны языка к диаметру входного сечения диффузорного участка - 0,2-0,24, а отношение ширины к высоте максимального

поперечного сечения канала - 1,76-1,85.

Изобретение относится к области на- сосостроения, а именно, к конструкциям отводов центробежных насосов для перекачивания жидкости с абразивными включениями. Цель изобретения - повышение КПД насоса на режимах, отличных от номинального, при перекачивании жидкости с абразивными включениями. Сущность изобретения: отношение площадей Змэкс и SMUH поперечных сечений отводного канала равно 2,07-2,12, отношение радиуса кривизны износа к диаметру входного сечения - диффузорного участка - 0,2-0,24, а отношение ширины к высоте макс поперечного сечения канала - 1,76-1,86. 5 ил.

Фиг. 7

г-г/70

19 иш

МОИ,

И

Ј 2Пф

191LCLI

а:

а

3;

фиг 5