Центробежный насос
Изобретение предназначено для повышение надежности насоса путем уменьшения осевой силы, действующей на рабочее колесо 2 центробежного насоса. Для этого в корпусе 1 выполнена кольцевая ниша 5 со стороны передней 3 или задней 4 боковой пазухи или две ниши у обеих пазух. Как показали испытания, при минимальной ширине нишы 5, равной не менее половины величины максимальной ширины соответствующей пазухи, и при величине последних, равной 0,005-0,03 наружного диаметра колеса, вдоль пазух обеспечивается постоянство давления и достигается уменьшение осевой силы, действующей на колесо 2. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„Я0„„1610085 щ)S F 04 0 29/04
OfllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 (г1) 4 35430/24-29
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Н А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22) I ).10 ° 88 (46) 3 ).11.90. Бюл. У 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский.институт горной механики им. М.И,Федорова ! (72) .Э И. Антонов, И. П. Костиков, В, В. Пж и К.М. Наконечный .(53) 621.671 (088.8) (56) торское свидетельство СССР
9 1506 72, кл. F 04 D 1/06, 1985. (54) ЦЕНТРОБЕЖНЬЙ НАСОС ! (57) Изобретение предназначено для повышейия надежности насоса путем ПП
2 уменьшения осевой силы, действующей на рабочее колесо 2 центробежного насоса. Для этого в корпусе 1 выполнена кольцевая ниша 5 со стороны передней 3 или задней 4 боковой пазухи, или две нншы у обеих пазух. Как показали испытания, при минимальной ширине ниши 5, равной не менее половины величины максимальной ширины соответствующей пазухи, и при величине последних, равной 0,005-0,03 наружного диаметра колеса, вдоль пазух обеспечивается постоянство давления и достигается уменьшение осевой силы, действующей на колесо 2. 1 ил.
1610085
Изобретение относится к насосостроению и предназначено для осевой разгрузки центробежных рабочих колес, Цель изобретения — повышение на5 дежности путем обеспечения более полной осевой нагрузки колеса.
На чертеже изображена конструкция центробежного насоса.
Центробежный йасос содержит корпус 1, установленное в нем рабочее колесо 2 с образованием передней 3 и задней 4 боковых пазух, со стороны по крайней мере одной из которых выполнена кольцевая ниша 5 с установленными в ней ребрами 6. Минимальная ширина (В ш,, Вкз) равна не менее поло" вины от величины максимальной ширины (В,п, В„,>) соответствующей боковой пазухи, причем последняя величина (В, 20
В д э) со ст авляет О, 005-0, 03 наружного диаметра D колеса 2. В лопатках колеса 2 могут быть выполнены разгрузочные каналы: наклонные 7 или горизонтальные 8, сообщающие пазухи 3 и 4 25 между собой. Ниши 5 выполнены с произвольным вдоль радиуса характером распределения ее ширины или с произвольной формой днища.
Насос с одной нишей 5 функционирует следующим образом.
Рабочее колесо 2 приводится во вращение и сообщает энергию потоку. Одновременно в пазухах 3 и 4 возникают параллельные потоки жидкости в сторону переднего уплотнения (из пазухи 3 — 35 .с помощью каналов 7 или 8), через которое суммарная утечка истекает на вход колеса. Выполнение кольцевой ниши 5 с произвольной формой днища (или с произвольным характером изменения . ее ширины вдоль радиуса), но при га-. рантированном минимальном значении ее ширины, ук аэ анно м р анее, прив одит к следующему. Как показали экспериментальные исследования (на ступежг с быстроходностью и =70), при указ анных ранее соотношениях имеет место распределения давления, близкое к
Р (R)= cost,. т.е. начиная с наружст ° °
50 ного диаметра dye или d ze (см. чертеж) ниши 5, статическое давление практически перестает изменяться или ю изменяется незначительно, причем этот результат имеет место при любом направлении утечек вдоль пазухи 3 или
4, а также при нулевых утечках. Такое распределение давления обусловлено тем, что наличие ребер 6 приводит к торможению потока в окружном направлении, т. е. закрутка последнего приближается к нулю. В результате резко уменьшается сопротивление радиальносходящемуся потоку вдоль ниши 5. Таким образом, распределение давления и утечек в пазухах 3 и 4 следующее: на малых радиусах задней пазухи 4 давление подцерживается повышенным, доля радиально-сходящихся утечек в ней возрастает по сравнению с расходом их через межступенное уплотнение, повышение давления на малых радиусах в пазухе 4 компенсируется снижением
его на больших радиусах, в частности на радиальном участке, превышающем диаметр dzs (именно вследствие повышения доли радиально-сходящихся утечек).
Выполнение ниши 5 с произвольным из-. менением ее ширины упрощает не только технологию изготовления самой ниши 5, но и решение вопросов по конструированию пазухи 4 и стенок элементов (колесо 2 и корпуса 1), ее формирующих. Облегчается выбор гидродинамических параметров каналов 7 или 8, который осуществляется только исходя из требуемого перепада давления между пазухами 3 и 4 и геометрии . (толщины) лопаток колес а 2, В результ ат е существенно упрощается решение вопросов по конструированию и изготовлению ступени в целом, что обеспечивает возможность для более эффективного решения вопросов по повышению эффективности и надежности работы насоса.
Для стабилизации осевой силы каналы 8 выполнены горизонтальными, причем выходные отверстия их примыкают как можно ближе к переднему щелевому уплотнению. B этом случае сами каналы
8 никакого перепада давления не соэ1 дают и осевая сила (по сравнению с традиционным исполнегыем насосов) уменьшается в сего на 20-307. Из нос переднего уплотнения приводит к наибольшему падению давления именно перед уплотнением. Это автоматически приводит к максимальному изменению перепада давления на каналах 8 с соответствующим увеличением расхода пропускаемой ими жидкости из пазухи 4, что соответственно снижает уровень давления в пазухе 4 и увеличивает его в пазухе 3 с максимально возможным восстановлением пониженного уровня осевой силы. Таким образом, величина осевой силы в большей или меньшей степени
1610085
2P
Составитель В,Девисилов
ТехР ед М. Дидык
Корректор Т.Малец
Редактор А,.!ежнина
Тираж 502
Заказ 3719
Подписное
ВНИИПИ Государственного:: >мптета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035,;: r ква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 стабилизируется с повышением показателей надежности работы узла гидропяты и насоса в целом.
Работа насоса при выполнении ниши
5 со стороны передней пазухи 3 при наличии каналов 7 отличается тем, что распределение Р ., (К)=сопэС вдоль ниши 5 будет теперь в пазухе 3, Это при прочих одинаковых условиях обеспечит некоторое дополнительное снижение осевой силы эа счет увеличения . перепада давления между пазухами 3 и 4. Однако уровень утечек через уплотнение по сравнению с предыдущим случаем несколько возрастает. Применение каналов 8 вместо каналов 7 в совокупности с нишей 5 обеспечивает решение вопросов стабилиэ ации осевой силы.
Использ ов ание ниши 5 без каналов
7 или 8 исключает гидравлическую связь пазух 3 и 4 между собой. При этом осевая сила снижается по сравнению с традиционным исполнением насосов на 25-30Х и обеспечивает достаточно высокий уровень стабилиз ации распределения Р, (R) вдоль ниши 5 в пазухе 3. Применение такого варианта выгодно в насосах, где рост уровня давления в задней пазухе 3 в процессе эксплуатации исключается, например в насосах одноступенчатого исполнения.
Отличие работы насоса при выполнении двух ниш 5 совокупно с каналами 7 обеспечивает близкое между собой вдоль жш 5 распределение давления в обоих пазухах 3 и 4. Сумма утечек через уплотнение — наиболее высокая, но и уровень стабилизации величины осевой силы в процессе износа уплотнения — предельный, Абсолютное эначение ее определяется напорностью каналов 7.
Таким образом, все возможные вари-. анты выполнения центробежного насоса, 5 благодаря возможности использования произвольной формы днища, конструктивно проще, что обеспечивает возможность более гибкого выбора геометрии самих пауз Зи 4 и параметров каналов 7и максимально возможный совокупный эффект по снижению и стабилизации осевой си лы. В результате существенно .повышаются показатели надежности и экономичности и упрощается технология изготовления насоса. Выбор наиболее приемлемого из возможных вариантов решения определя ется конкретными задачами проектиров ания.
Как показали испытания, только при указанном соотношении размеров ниш 5 и пазух 3 и 4 достигается постоянство давления по радиусу пазух и снижение
25 осевой силы.
Формул а из обрет ения
Центробежный насос, содержащий
3р корпус, установленное в нем рабочее колесо с образованием передней и задней боковых пазух, со сторонь! по крайней мере одной из которых выполнена кольцевая, ниша с установленными в ней ребрами, о тли ч ающий ся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения более полной осевой разгрузки колеса, минимальная ширина ниши равна не менее половины ве40 личины максимальной ширины соответствующей боковой пазухи, причем последняя величина составляет 0,005-0,03 наружного диаметра колеса.
