Осевой насос Советский патент 1992 года по МПК F04D3/00 

потенциальную за счет уменьшения средней скорости потока в прямоносном диффузоре с оптимальными значениями угла диффузорности 8-10°.

Известно также использование периферийного шнекообразного канала для увеличения напора, создаваемого насосом. Большое значение на показатели работы насоса оказывает угол наклона оси периферийного канала к оси насоса.

Известно, что для винтовых уплотнений установлены номинальные значения угла наклона оси спирального канала постоянного сечения к их оси, которые находятся в пределах 66-72°, При этом уменьшение угла наклона оси спирального канала постоянного сечения к оси винта увеличивает подачу жидкости через него, уменьшает создаваемый напор, Однако неизвестно оптимальное значение угла наклона оси спирального канала к оси шнека для обеспечения наибольших значений подачи и напора насоса с диффузорным спиральным каналом при повышенной частоте вращения ротора (лопастного колеса).

Целью изобретения является обеспечение повышения подачи и напора осевого насоса при относительном уменьшении габаритных размеров и увеличении частоты вращения.

Цель достигается тем, что в рабочей полости по всей длине корпуса насоса винтовые лопасти выполнены с образованием диффузорного спирального канала от входа к выходу с углом наклона его оси к оси лопастного канала от входа к выходу с углом наклона его оси к оси лопастного колеса 72°. Такой угол наклона обеспечивает наименьшие потери энергии при прохождении жидкости через насос при повышенных частотах вращения лопастного колеса и способствует наиболее полной передаче энергии потоку жидкости. Это позволяет повысить частоту вращения и, следовательно, подачу и напор насоса с диффузорным спиральным каналом при одновременном уменьшении его габаритных размеров. Рабочий орган насоса представляет собой вытянутое вдоль оси лопастное колесо, что способствует равномерному воздействию на жидкость на всем протяжении диффузорного спирального канала, а также разгрузке колеса от радиальных и осевых усилий. Радиальные усилия взаимно компенсируются и обеспечивают самоцентровку ротора, а осевые усилия воспринимаются винтовыми лопастями, образующими диффузорный спиральный канал. Начинающийся от входного патрубка диффузорный спиральный канал позволяет увеличить напор и подачу

за счет увеличения площади сечения канала подлине и улучшения взаимодействия рабочих лопаток с жидкостью, стремящейся к замедлению в диффузоре по всей длине канала. Это также обеспечивает всасывающую способность предлагаемой конструкции при высоких частотах враще- ния лопастного колеса.

Предлагаемое устройство поясняется

0 чертежом.

Насос содержит корпус 1, в котором имеются входной 2, выходной 3 патрубки и внутренний, образованный винтовыми лопастями диффузорный спиральный канал 4,

5 ось которого по отношению к оси насоса имеет наклон 72°. В рабочей полости установлено лопастное колесо 5, вытянутое вдоль оси корпуса, с продольными прямоугольными лопатками 6.

0 Насос работает следующим образом. Перекачиваемая жидкость через входной патрубок 2 поступает равномерно по всей окружности минимального радиуса лопаток в межлопаточное пространство и под дейст5 вием центробежной силы перемещается от центра к периферии. Находясь в межлопаточном пространстве жидкость имеет одинаковую скорость с лопатками, а жидкость в канале движется медленнее окружной ско0 рости концов лопаток. За счет разности скоростей образуется сложное движение жидкости. Посредством этого движения энергия от вращающихся лопаток лопастного колеса передается всей жидкости, нахо5 дящейся в канале. При движении жидкости по диффузорному спиральному каналу скорости по длине канала уменьшаются, а давление увеличивается. При этом улучшается взаимодействие лопаток с жидкостью за

0 счет ее торможения в диффузоре. Поступающая с лопаток жидкость постоянно повышает скорость движения жидкости в канале. Таким образом, в диффузорном спиральном канале происходит нарастание повышения

5 давления за счет диффузорности при относительно небольших размерах насоса. Жидкость при взаимодействии со стенками канала приобретает еще одну составляющую скорости движения, направленную

0 вдоль оси насоса в сторону насосного патрубка, которая зависит от угла наклона оси канала к оси насоса. Оптимальное значение этого наклона наблюдается в эксперименте при 72° в широком диапазоне измерения

5 частот вращения. Именно при таком значении угла эта составляющая потока обеспечивает нормальное прохождение жидкости через насос, уменьшая при этом потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений и внутренние перетоки.

Диффузорный спиральный канал с наклоном его оси к оси насоса 72° позволяет увеличить подачу и наклон при повышенных частотных вращениях без увеличения габаритных размеров Осевой подвод жидкости на минимальный радиус лопаток обеспечивает необходимую всасывающую способность насоса.

Формула изобретения

Осевой насос, содержащий корпус с винтовыми лопастями, охватывающими лопастное колесо, отличающийся тем, что, с целью повышения подачи и напора при высоких частотах вращения, винтовые лопасти выполнены с образованием диффу- зорного спирального канала от входа к выходу, причем угол наклона оси канала к оси лопастного колеса составляет 72°.