Центробежный насос Советский патент 1992 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к насосострое- нию, в частности к топливным насосам с дросселированием на входе для авиационных газотурбинных двигателей.

Известен центробежный насос с паровым ядром, предназначенный для подачи топлива в форсажный контур турбореактивного двигателя Rimmer R. The vapour care pump vortex inlet valve. Proc. 5-th Grandfield. Cunf. Uppsala, 1972, Vol. 1. Grandfield, 1973. B4/31-B4/56. Он включает импеллер, рабочая длина лопаты которого изменяется путем дросселирования потока топлива на входе до образования парового ядра, клапан, приводимый в движение гидроприводом, а также крыльчатку и перепускной клапан.

Недостатком его является наличие подвижных механических деталей: клапана, установленного во входном канале насоса и предназначенного для изменения проходного сечения с целью дросселирования насоса, а также гидропривода, управляющего клапаном по команде от системы автоматического регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является двухсекционный насос, содержащий корпус, подводящий патрубок, рабочие колеса которых установлены на валу входами друг к другу, имеющие каждая выходную линию и средство для регулирования рабочих параметров,

К недостаткам известного топливного насоса следует отнести наличие подвижных механических деталей в устройстве регулирования рабочих параметров. Кроме того, данная конструкция не исключает возможности возникновения кавитационных режимов, вызывающих эрозию поверхности крыльчаток и корпуса насоса.

Цель изобретения - повышение надежности и устойчивости работы центробежного насоса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном центробежном насосе, содержащем корпус, вход, вал с сопряженной на нем крыльчаткой насоса, дросселирующее устройство на входе, в качестве дросселирующего устройства использован струйный пневмогидравлический усилитель-преобразователь, выход которого разделен ножом на два канала, сообщающихся с секциями основной и кольцевания посредством тангенциальных входов, причем, острие ножа расположено в плоскости обечайки сопла. Кроме того, усилитель-преобразователь включает сопло прямоугольного сечения, камеру взаимодействия вытекающей из сопла струи топлива и статического перепада

давления воздуха, подаваемого через боковые камеры.

Предлагаемый насос обладает новизной, так как вместо дросселирующего устройства с подвижными механическими деталями, а именно клапаном во входном канале насоса и гидроприводом, управляющим клапаном, используется струйный пневмогидравлический усилитель-преобра0 зователь, в котором дросселирование происходит за счет смещения струи топлива относительно неподвижного ножа, ось которого смещена относительно оси сопла так, чтобы возможно было сформировать от5 рицательную обратную связь, обеспечивающую устойчивую работу газотурбинного двигателя. Кроме того, во входных каналах насоса создается не пониженное давление паров топлива, как в известных конструкци0 ях с паровым ядром на входе, а повышенное избыточное давление воздуха.

Кроме того, изобретение соответствует критерию существенные отличия, поскольку хотя струйный пневмогидравличе5 скийусилитель-преобразователь

применяется в настоящее время в качестве струйного элемента, заменяющего управляющий золотник гидропривода землеройных машин, однако в предлагаемом изобреге0 нии усилитель-преобразователь будет работать как дозатор топлива. Кроме того, известно применение тангенциального впрыска в лопастные насосы с целью повышения эффективности их работы путем уст5 ранения обратных токов на входе в рабочее колесо. В предлагаемом изобретении применение тангенциальных входов в секции, основную и кольцевания, обусловлено необходимостью стабилизации границы жидко0 стной и воздушной фаз.

На фиг, 1 представлена схема центробежного топливного насоса: на фиг. 2 - разрезы А-А, Б-Б и В-В на фиг. 1.

Корпус 1 насоса содержит секцию коль5 цевания 2 и основную секцию 3, а также струйный пневмогидравлический усилитель-преобразователь 4. Усилитель-преобразователь 4 имеет топливный входной патрубок 5 круглого сечения, плавно пере0 ходящий в квадратное сопло 6, которое соединяет патрубок 5 с плоской камерой 7, включающей два управляющих воздушных патрубка 8 и 9 и делитель потока 10 клинообразной формы, разделяющий плоскую ка5 меру 7 на два два подводящих канала 11 и 12. Секция кольцевания включает подводящий канал 11, рабочее колесо 13, расположенное на валу 14, и улитку 15, сообщающуюся патрубком 16 с входным патрубком 5.0сновная секция включает тангенциальный вход 12,

аналогичный входу в секцию кольцевания, рабочее колесо 17, насаженное на валу 14, улитку 18, имеющую выход 19.

Центробежный насос работает следующим образом.

Подаваемое в патрубок 5 топливо через квадратное сопло 6 поступает в плоскую камеру 7. Сформированная соплом квадратная струя топлива, прилипая к верхней и нижней стенкам камеры, разделяет послед- нюю на две полости I и II. В полость II подается воздух постоянного давления Ро, полость I - переменного давления Ру, которое программируется системой автоматического регулирования, построенной на элементах пневмоники.

Прикладываемая к топливной струе управляющая разность давлений Ру- Ро отклоняет топливную струю, перемещая ее относительно кромки ножа 10. Нож 10 делит топливо на два потока, один из которых поступает через тангенциальный вход 12 в основную секцию 3 насоса и далее к форсункам двигателя, другой через тангенциальный вход 11 - в секцию кольцевания и далее по патрубку 16 на вход в патрубок 5.

Преимущество заявляемого изобретения по сравнению с прототипом заключается в повышении надежности работы центробежного насоса, дросселируемого на входе, поскольку в дросселирующем устройстве типа струйного пневмогидравличе- ского усилителя-преобразователя отсутствуют подвижные механические детали. Кроме того, становится возможным ис- пользование систем автомагического регулирования, построенных на элементах пневмоники, для дросселирования топлива.

подаваемого в камеры сгорания газотурбинного двигателя, что повышает надежность и безопасность работы газотурбинного двигателя.

Формула изобретения

1.Центробежный насос, содержащий корпус, подводящий патрубок, размещенные в корпусе основную и вспомогательную насосные секции, рабочие колеса которых установлены на валу входами друг к другу, имеющие каждая выходную линию и средство для регулирования рабочих параметров насоса, отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона и повышения точности регулирования при одновременном повышении надежности в работе насоса, средство для регулирования рабочих параметров насоса выполнено в виде струйного пневматического преобразователя, вход которого сообщен с подводящим патрубком насоса, и делителя потока клинообразной формы, установленного на выходе преобразователя между входами рабочих колес секций, при этом делителем с корпусом образованы подводящие каналы каждой секции, а выходная линия вспомогательной секции подсоединена к подводящему патрубку насоса.

2.Насос по п. 1,отличающийся тем, что подводящий канал каждой секции выполнен тангенциальным.

3.Насос по пп. 1и2, отличающий- с я тем, что сопло струйного преобразователя выполнено с отверстием, имеющим в поперечном сечении форму прямоугольника со сторонами, параллельными и перпендикулярными продольной оси насоса и проходящей через одну из сторон сопла.

Использование: регулирование производительности насосов путем дросселирования потока на входе. Сущность изобретения: насос содержит корпус (К) 1 и размещенные в нем основную 3 и вспомогательную 2 насосные секции, рабочие колеса 17 и 13, обращенные входами друг к другу, средство для регулирования рабочих параметров насоса, выполненное в виде струйного пневматического преобразователя 4, 15. 15 вход которого сообщен с подводящим патрубком 5 насоса, и делителя потока 10 клинообразной формы, установленного на выходе преобразователя 4 между входами рабочих колес 17 и 13 и образующего с корпусом 1 подводящие каналы 12 и 11 секций 2и 3, а выходная линия 16 вспомогательной секции подсоединена к подводящему патрубку 5. Подводящие каналы 11 и 12 секций 3и 2 могут быть выполнены тангенциальными. Отверстие сопла 6 преобразователя 4 может быть прямоугольной формы со сторонами, параллельными и перпендикулярными продольной оси насоса, а острие делителя 10 расположено в плоскости, перпендикулярной продольной оси насоса и проходящей через одну из сторон сопла 6. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 18 |СЛ С 4 О м ю hO Шод Фиг/

А-А

Ј-6

S-8

ff