Способ перекачивания материалов и насос Советский патент 1982 года по МПК F04D1/02 

3 Известен насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и неподвижными отводящими каналами 2. Недостатком известной конструкции является низкий КПД в режиме ма лых расходов, вследствие невозможно ти обеспечения достаточно градиента давления и трения потока перекачива могоматериала на периферии ротора. Цель изобретения - повышение КПД в режиме малых расходов путем созда ния высоких напоров. Указанная цель достигается тем. что согласно способу на периферии п току сообщают дополнительный градиент давления. Причем градиент давления потоку сообщают путем его нагрева. Кроме того, градиент давления потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью. А в насосе эта цель достигается тем, что ротор снабжен струйным Hai- нетателем с соплами, сообщающимися с радиальным подводящим каналом на периферии ротора. На фиг.1 изображен насос, снабженный нагревателем на периферии ро тора; на фиг.2 - вариант насоса, в котором дополнительный градиент давления потоку создают путем ввода .в него компонента с меньшей плотностью; на фиг.З - вариант насоса, снабженного дополнительным струйным , нагнетателем, установленным на периферии ротора. Насос (на фи.г.1) содержит ротор 1 с осевым подводящим 2 и радиальным подводящим 3, радиальным отводя щим и осевым отводящим 5 каналами всасывающий и напорный патрубки 6 и 7, нагреватель 8 и струйный инжек тор 9 с соплом 10, а ротор 1 размещен в корпусе 11. Сопло 10 установлено соосно с напорным патрубком 7, а нагреватель 8 расположен внутри корпуса 11 на периферии ротора 1. Во втором варианте исполнения (фиг.2) насос дополнительно снабжен нагнетателем 12, например, компрессором или насосом для подачи компонента с плотностью меньшей, чем у перекачиваемого материала. В роторе установлена перфорированная перегородка 13 на периферии которой выполнены отверстия 1Л-, образующая канал 15 со стенками ротора 1. 5 В третьем варианте исполнения (фиг.З) насос дополнительно содержит приемную камеру 16, камеру 17 смещения и криволинейный диффузор 18 струйного нагнетателя 12, с одной стороны сообщающийся с атмосферой, откуда в нее поступает подсасываемый воздух, а с другой стороны через камеру 17 смешения и криволинейный диффузор 18 с отводящим радиальным каналом . Насос работает следующим образом. Поток перекачиваемого материала подводят из всасывающего патрубка 6 В осевой канал 2 ротора 1, перемещают на периферию ротора 1 по радиальным подводящим каналам 3 под действием центробежных сил. На периферии ротора i посредством нагревателя 8 изменяют термодинамические параметры потока, т.е. удельный объем и температуру, и, таким образом, создают дополнительный градиент давления. Вследствие закона сообщающихся сосудов, действия силы инерции и за счет перепада давления, развиваемого столбами холодного перекачиваемого материала в канале 3 и нагретого материала в радиальном отводящем канале k, нагретый поток отводят по радиальному каналу k к оси вращения ротора 1. Далее по осевому отводящему каналу 5 поток направляют в сопло 10 струйного инжектора 9, а затем в напорный патрубок 7, установленный соосно с соплом 10. Перепад давления Р, развиваемый насосом для осуществления предлагаемого способа, пропорционален разности плотностей 9 холодного и нагретого материала в радиальных каналах и квадратам угловой скорости вращения иЗ ротора 1. Во втором варианте компонент с меньшей плотностью подводят на периферию ротора 1 по каналу 15 и вводят в перекачиваемый материал на периферии ротора 1 и радиального отводящего канала k через отверстия И. Полученную смесь отводят по радиальному каналу 4 к оси вращения ротора 1 под действием перепада давления, развиваемого в центробежном поле столбом перекачиваемого материала и давлением нагнетателя 12 с одной стороны и столба полученной смеси с другой стороны. Далее смесь отводят в напорный патрубок 7 аналогично предыдущему варианту.

В третьем варианте из атмосферы компонент с меньшей плотностью инжектируется в приемную камеру 16, далее в камеру 17 смещения, где происходит смешение перекачиваемой жидкости и подсасываемого газа и в криволинейном диффузоре 18 происходит преобразование кинетической энергии смеси в потенциальную, далее поток отводится по каналам 4 и 5.

Изобретение позволяет повысить КПД насоса в режиме малых расходов путем создания высоких напоров за счет повышения механического, гидравлического и объемного КПД. Особенно перспективно использование предлагаемого способа в технологических процессах, требующих одновременного нагрева перекачиваемого материала, и при наличии фабрично-заводской высоконапорной пневмосети, к которой ..можно подключить большое число нагнетателей данной конструкции.

Предлагаемый способ особенно перспективен при перекачивании воды с использованием в качестве компонента с меньшей плотностью атмосферного воздуха при одновременном нагреве, так как это наиболее распространенные в технике вещества, у них большая разность плотностей и воздух сжимаем, что позволяет ему при всплывании в воде и резком- увеличении объема в результате уменьшения давления увлекать за собой воду к оси вращения ротора. Воздух в этом случае работает как газовый поршень.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить экономичность способа перекачивания материалов И насосов.

Формула изобретения

1. Способ перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред

путем их осевого -подвода, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил, обратного отвода в радиальном направлении к оси вращения и последуюсцего вывода потока в аксиальном направлении, о т лича ощийся тем, что, с целью повышения КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, на периферии насоса потоку сообщают дополнительный градиент давления.

2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что градиент давления потоку сообщают путем его нагревания.

3.Способ по п.1,отличающ и и с я тем, что градиент давления потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью.

Ц. Насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и отводящими каналами,отличающий с я тем, что с целью повышени КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, ротор снабжен струйным нагнетателем с соплами, сообщающимися с радиальным подводящи каналом на периферии ротора. Приоритет по пунктам 06.03.80

по пп.1 и 2 29.0ij.80

по пп.З и k

Источники информации, принятые во внимани е при экспертизе

1.Михайлов-А.К. , Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М., Машиностроение 1977, с.289.

2.Патент США № 3977810, кл. it15-89, 1976.