Способ снижения кавитационного разрушения рабочих органов лопастного насоса

 

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ РАБОЧИЙ ОРГАНОВ ЛОПАСТНОГО НАСОСА с предаключенньш шнеком путем изменения частоты врашеяня последнего при измененни подачи насоса, о тлнчаюшнйся тем, что, с целью повышения надежности при работе нвсоса на недогрузочных режимах, частоту вратення шнека изменяют прямо пропорционально подаче насоса.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(gi) F 04 0 29/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТ ВУ !

ГОСУДАРСТВЕИИ 1Й КОМИТЕТ СССР

1Т0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3304015/25 — 06 (22) Ц,06,81 (46) 23.05,85, Бюл. N 19 (72) Л. А. Василенко и В. К. Ободяк (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения (53) 621.671 (088.8) (56) Байбаков О. В,, Матвеев И. В., Мелащенко В. И; Анализ конструктивных схем насосов с кавитационным коэффициентом быстропроходности С вЂ” 5000-20000.—

Сб. "Лопастные насосы". Под. ред.

Л. П. Грянко и А. Н. Папнра. Л., "Машиностроение", 1975, с. 186-.192.

Иванов В. В., Солодченков В. Ф., Сенаторов В. А. Высокооборотный центробежный насос с повышенными антикавитационными качествами. — Труды ВНИИгнцромаша. М., 1978, с. 75-85.

„„SU„, 1157279 A (54)(57) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО РАЗРУЫЕНИЯ РАБОЧИ (ОРГАНОВ

ЛОПАСТНОГО НАСОСА с предвключенным шнеком путем изменения частоты вращения последнего при изменении подачи насоса, о тл н ч а ю тц и и с я тем, что, с целью повышения надежности прн работе насоса на недогрузочных режимах, частоту вращения шнека изменяют прямо пропорционально подаче насоса.

1157279

Изобретение относится к гидромашиностро ению и может быть использовано в центробежных насосах для снижения кавитацнонного разрушения рябо щх органов.

Пель изобретения — повышение надежнос- 5 ти при работе на недогрузочных режимах.

На фиг. 1 изображен центробежный насос с предвключенным шнеком, продольный разрез; на фиг, 2 — графики линейных зависимостей относительной частоты вращения предвключенного осевого колеса и,/и, от относительной подачи 0 / 0 двухвального шнека-центробежного насоса прн разных значениях углового коэффициента прямых К; на фиг. 3 — соответствующие каждой зависимости кривые изменения относительно виброускорения и /ыр на проставке предвключенного осевого колеса также в функции от относительной подачи О/О„; на фиг. 4 — графики энергетических харак- 20 теристик насоса.

Способ может быть осуществлен в центробежном насосе с предвключенным шнеком. центробежный насос содержит приводной 25 вал 1, жестко закрепленное на приводном валу 1 центробежное колесо 2 и свободно установленный на приводному валу 1 перед центробежный колесом 2 предвключенный шнек 3. Приводом его является гидромуфта 30 переменного заполнения, имеющая насосное колесо 4, жестко закрепленное на приводном валу 1, и турбинное колесо 5, как и предвключенный шнек 3, свободно установленное на валу 1, При этом турбинное колесо 5 и предвключенный шнек 3 жестко соединены, чем обеспечивается передача крутящего момента с приводного вала 1 насоса на предвключенный шнек 3. Полость б гидромуфты, в которой циркулирует рабочая жидкость, и по- @> лость 7, внутри которой расположена гидромуфта, соединены соответственно впусным 8 и выпускным 9 патрубкамн с источником заполнения н опорожнения. гидромуфты. Способ осуществляют следующим образом.

Прн работе насоса на номинальном (расчетном) режиме частота вращения и турбинного колеса 5 гидромуфты и, следовательно, жестко. соединенного с ним предвключенного шнека 3 меньше частоты вращения n„íàñoñ- 50 ного колеса 4 гндромуфты и, следовательно, вращающегося с той же частотой центробежного колеса 2 на величину определяемую условием отсутствия кавитационного разруше. ния цредвключенного шнека 3. Если подача насоса, например, понижается, нагрузка на паек 3, а вместе с ним на турбинное колесо

5 птдромуфты возрастает, что приводит к увеличению скольжения колеса .5 относительно колеса 4. С помощью патрубком 8 и 9 можно всегда обеспечить такую степень опорожнения полости 6 гидромуфты, прн которой величина скольжения изменяется пропорционально изменению величины подачи. Так как шнек 3 жестко соединен с колесом 5, в результате прямопропорционально изменению подачи 0 изменяется частота вращения шнека и,.

Преимущество прямопропорциональной зависимости частоты вращения предвключенного шнека 3 от подачи иллюстрируется графикамн (фиг 2 — 4).

На фнг. 2 изображено изменение относительной частоты вращения предвключенного шнека 3 в зависимости от относительной величины подачи, где частота вращения н подача отнесения к их расчетным (номинальным) режимам, линейные зависимости

I а, б, в, г, д соответствуют коэффициентам пропорциональности О; 0,25; 0,6; 0,75 и 1.

Графики, изображенные на фиг. 3, иллюстрируют наибольшее снижение уровня вибрации рабочих органов насоса при изменении частоты вращения шнека прямо пронорционально изменению подачи, так как кривая д соответствует изменению с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

Графики на фиг. 4 иллюстрируют повышение энергетических характеристик на недогрузочных режимах насосов, где сплошная линия обозначает характеристики насоса с неизменной частотой вращения шнека, а пунктирная линия— характеристики насоса с частотой вращения шнека прямо пропорциональной величине подачи.

Улучшение энергетических характеристик объясняется уменьшением потерь в предвклю- i ченном колесе благодаря подобному изменению треугольников скоростей на входе, т. е. благодаря расчетным условиям течения в предвключенном колесе при его работе на нерасчетных режимах работы насоса. Такое возможно лишь при прямо пропорциональном законе изменения, поэтому полученный при испытаниях опытного двухвального насоса результат — повышение КПД, а также уменьшение величины кавитационного запаса и крутизны напорной характеристики, имеет общий характер независимо от конкретных значений подачи и частоты вращения, а также формы передвключенного колеса.

Это подтвердили данные HcBblrRHNH опытного двухвального насоса с другими передвклн чениыми колесами, отличающимися по своим геометрическим характеристикам (тнп лопасти, угол установки ее на входе, кривизна средней линии профиля лопасти, густота решетки и т. д.) от характеристик предвключенного осевого колеса, данные испьианий которого совместно с центробежным колесом (оно неизменно и вращается с постоянной частотой вращения 2930 об/мин) представлены на фиг. 2 — 4. Для всех предвключенных колес

1157279 4 (число их модификаций около 10) при изменении частоты вращения пропорционально подаче насоса О зарегистрировано существенное снижение интенсивности кавитационного

3 разрушения при . работе насоса на недогрузочных режимах, уменьшение а Ь „р на этих режимах,. а значит, и улучшение кавитационных качеств.

1j57279

) Ф

Ъ ф, Ф Ф фф цдд ftg

4am.а

Относи теламая подача Щр, ер

Я1 фу М ВО,УР 1%i

ОтмосителаиЯВ юоАим ЩЯр, %

Фиг. Ю

1157279 / ф И/Н

Редактор И. Николайчук

Тираж 586

ВНИИИИ Государстэениога комитета СССР . ио делам изобретений и лткрытий

133035, Москва, Ж-Ç5, Раушская иаб., д. 4/5

Заказ 33II/34

Филиал ИПИ "Патент", r., Ужгород, ул. Проектная, 4 уд в

7У Яд

ИиАиа 4/4р, Фиг. 4

Составитель Т. Куликова

Техрел С.Мигунова . ° Корректор Г. Решетиик.