Дисковый насос
ДИСКОВЫЙ НАСОС, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленных относительно друг друга с зазорами, и размещенных в них дистанционных проставок с отверстиями для крепежных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости , оси отверстий расположены на концентричной оси колеса окружности с диаметром , составляющим 0,9-0,95 наружного диаметра дисков, а каждая проставка имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориентированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром на оси колеса и имеют радиусы, составляющие 0,9-0,95 и 0,8-0,9 величины шага спирали, а две другие - 0,28-0,35 и 0,17-0,25 внутреннего диаметра дисков.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
Я.:СПжЛИК
„„SU„„1071807
Уд1) F 04 D 5/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<Р
«3
СР 3
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3435194/25-06 (22) 10.05.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) Н. М. Кулешин, Г. М. Барахтенко, Е. Н. Агафонова, А. М. Грабовский, О. Н. Цабиев, Н.Я. Еремин, В. А. Маточкин и В.С. Ложкин (71) Запорожский индустриальный институт (53) 621.671 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 499470, кл. F25 В 11/00,,1974.
2. Васильцов Э. А., Невелич В. В. Герметические электронасосы. Л., «Машиностроение», 1968, с. 176 — 177. (54) (57) ДИСКОВЫЙ НАСОС, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленных относительно друг друга с зазорами, и размещенных в них дистанционных проставок с отверстиями для крепежных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, оси отверстий расположены на концентричной оси колеса окружности с диаметром, составляющим 0,9 — 0,95 наружного диаметра дисков, а каждая проставка имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориентированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром на оси колеса и имеют радиусы, составляющие 0,9 — 0,95 и 0,8 — 0,9 величины шага спирали, а две другие — 0,28 0,35 и 0,17 — 0,25 внутреннего диаметра дисков.
1071807
Изобретение относится к насосостроению и касается усовершенствования проточной части дискового насоса, так называемого насоса трения.
Известен дисковый насос, содержаший корпус, размещенное в нем рабочее колесо, выполненное в виде набора кольцевых дисков,установленных при помощи дистанционных проставок и винтов между покрывным и несущим дисками (1).
Недостатками этого насоса являются невысокие надежность и производительность, низкая износостойкость, особенно при перекачивании неоднородных сред, содержащих абразивные частицы.
Наиболее близким по технической сушности к изобретению является дисковый насос, содержаший корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленных относительно друг друга с зазорами, и разме<ценных в них дистанционных проставок с отверстиями для крепежных элементов (2).
Недостатком известного насоса является недостаточно высокая износостойкость при перекачивании неоднородных сред, содержаших абразивные частицы, поскольку, двигаясь по криволинейной траектории в междисковых зазорах, абразивные частицы подвергают ударному износу цилиндрические дистанционные проставки, а поверхности дисков подвергаются износу трением. Наиоолее интенсивным и, следовательно, наиболее опасным является износ дистанционных l(pocTBBQK, KoTopb Целью изобретения является повышение износостойкости. Указанная цель достигается тем, что в дисковом насосе, содержащем корпус с всасывающим и нагHåòàTå lьным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленHûх относительно друг друга с за30рами, и размещенных в них дистанционных lIpoc. авок с отверстиями для крепежных элементов, оси отверстий расположены на концснтричной оси колеса окружности с диаметром, составляющим 0,9 — 0,95 наружного диаметра дисков, а каждая проставка имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориентированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром па осп колеса и имеют радиусы, составляющие 0,9-- 0,95 и 0,8 — -О. 9 величины шага спирали, а две другие — — 0,28 — 0,35 и 0,17— 0,25 внутренне<о диаметра дисков. На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый дисковый насос; на фиг 2 — разрез А-А на фиг. l. Дисковый насос содержит корпус 1 с всасываю<цим и нагнетательным патрубками 2 и 3 и размещенное в корпусе 1 рабочее колесо 4, выполненное в виде кольцевых дисков 5, установленных относительно друг друга с зазорами 6. и размещенных в них дистанционных проставок 7 с отверстиями для крепежных элементов 8. Оси 9 отверстий расположены на концентричной оси колеса 4 окружности с диаметром О, составляющим 0,9 — 0,95 наружного диаметра D дисков 5, а каждая проставка 7 имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориен гированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром на оси колеса и имеет радиусы R< и Ка, составлявшие 0,9 — 0,95 и 0,8 — -0,9 величины шага t спирали, а две другие имеют радиусы r и г, составляющие 0,28 — 0,35 и 0,17 0,25 внутреннего диаметра D<3II дисков 5. Дисковый насос работает следук3щим образом. Гидроабразивная смесь (пульп<3} по цилиндрическому всасывающему патрубку 2 поступает на вход в безлопаточное рабочее колесо 4, представля(огцее набор соосно установленl(biz кольцевых дисксв 5 с зазорами 6, равными толщине дистанционных проставок 7 криволинейного контура. 3а счет сил вязкостного трения, возникакнцих в радиальных каналах между с..оями перекачиваемой смеси и поверхностями дисков 5, и центробежных сил смесь отбрасывается в нагнетательный патрубок 3. При постоянной частоте вра цения колеса 4 расход через зазор 6 остается (<еизменным и траектория движения частичек должна иметь в начале небольшой прямолинейный участок, совпадающий с радиусом, обуславливаемый проскальзыванием Ilcllòðàëüных слоев относительно периферийных, увлекаемых вращающимися дисками 5, т. е. радиальная составлякнцая скорости потока значительно превышает окружную составля(ощую. Чем дальше находится поток смеси от входа, тем сильнее становится влияние окружной составляющей скорости и тем больше искривляется траектория движения частиц. При небольшом рас. оде частички увлекаются в круговое врашение практически сразу после входа в зазор 6 и могут совершить полный оборот прежде, чем приблизятся к периферии диска 5 и будут выброшены под действием центробежнои силы. Чем больше расход потока через междисковый зазор 6, тем больше спрямляется траектория движения частиц и резче переход к криволинейной траектории. Экспериментальная проверка и исследования по определению траектории взвешенных абразивных частиц в междисковом за1071807 Напор, м 30 в начале опыта 24 25 в конце опыта Расход, м /ч 350 4О5 365 в начале опыта 350 365 350 в конце опыта вес колеса, кг 92,58 91,70 93,1 92,63 99,25 96,54 2710 до опыта после опыта Потери веса, г Вва 370 количество условно перекачиваемой пульпы, тн 538 472 472 Удельный износ, г/тн 1,85 о,в 5,О4 зоре 6 рабочего колеса 4, проведенные в условиях Качка нарского горнообогатительного комбината, показывают, что для безлопаточного рабочего колеса 4 диаметром D = = 500 мм при частоте вращения n = = 975 об/мин и ширине междискового зазора b=4 мм траектория движения взвешенных частиц в последнем представляет собой спираль Архимеда с шагом t, равным половине наружного диаметра D дисков 5 колеса 4. Выбор диаметра Р, окружности, на которой расположены оси 9 отверстий междисковых дистанционных проставок 7 криволинейного контура, производится исходя из оптимальных условий как создания жесткости пакета кольцевых дисков 5, так и снижения относительной скорости взвешенных абразивных частиц в проточной части междискового зазора 6 рабочего колеса 4. Как показывают промышленные эксперименты, оптимальная величина диаметра D0 состав- 20 ляет 0,9 — 0,95 наружного диаметра Р„ колеса 4. В процессе экспериментов выявлено, что отклонение этой величины в сторону меньше 0,9 влечет за собой ухудшение гидродинамики потока, так как появляются зоны отрыва внутри зазора 6, резко возрастает относительная скорость абразивных частиц в проточной части, что отрицательно сказывается на износостойкости рабочего колеса 4. При отклонении указанной величины свыше 0,95 происходит заметное нарушение жесткости пакета дисков 5, что влечет за собой резкое снижение надежности и долговечности работы колеса 4. Оптимальная величина радиусов г < и г, составляет соответственно 0,28 — 0,35 и 0,170,25 внутреннего диаметра D колеса 4. Экспериментами выявлено, что уменьшение величины радиуса r ниже 0,28, отрицательно влияет на надежность и долговечность проставки 7 и в то же время увеличение свыше 0,35 способствует резкому возрастанию скорости закрутки потока в зоне крепления проставки 7, что ведет к интенсивному износу ее поверхностей и дисков 5. Отклонение радиуса г от оптимальной величины существенно нарушает гидродинамику потока, так как возникающие зоны отрыва потока на выходе из колеса 4 снижают напорные характеристики самого насоса и способствуют интенсивному изнашиванию периферийных поверхностей дисков. Установка в предлагаемой конструкции насоса междисковых дистан цион ных и роставок 7 криволинейного контура, имеюп1ий профиль очерченный дугами окружностей и радиусами R и Rq, совпадающими с траекториями частиц и ориентированными вдоль ветвей спирали Архимеда, улучшает гидродинамику потока абразивной смеси в междисковом зазоре 6, значительно снижает величину окружной составляющей силы удара частицы о криволинейную поверхность проставки 7 (угол атаки частиц «30, т. е. износ скольжением), что позволяет существенным образом повысить износостойкость рабочего колеса 4 насоса. Данные сравнительных испытаний приведены в таблице. Таким образом, предлагаемые усовершенствования существенно повышают износостойкость рабочего колеса дискового насоса. 1071807 Составитель И. Алешина Редактор В. Иванова Техред И. Берес Корректор Л. Ференц Заказ 11566/29 Тираж 628 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4
