Глобоидный роторный насос

 

Изобретение относится к насосостроению, о частности к роторным насосам с глобоидным ротором. С целью повышения КПД и производительности в глобоидном роторном насосе, содержащем профилированный корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в нем на валах ротор с винтовой лопастью и разделительный диск с прорезью для прохода лопасти, каждое окно выполнено на торцовой и цилиндрической поверхностях корпуса в зоне расположения ротора, а конфигурация окон ограничена наружной поверхностью ротора , торцовой поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещения последней в прорези диска в среднем относительно него положении. 3 ил.

COI03 СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632852/29 (22) 08.11.89 (46) 30.07,92. Бюл. N- 28 (71) Центральное конструкторское бюро

"Изумруд" . (72) А.Г.Тарасов

{56) Патент Швейцарии N 418837, кл. 59 е, 1, 1967. (54) ГЛОБОИДНЫЙ РОТОРНЫЙ HAVOC (57) Изобретение относится к насосостроению, в частности к роторным насосам с глобоидным ротором. С целью повышения КПД и производительности в глобоидном роторИзобретение относится к конструкции роторных глашин с глобоидным ротором и может быть использовано. в частности, в качестве насоса для перекачки жидких сред, например нефтесодержащих вод и нефти, включая нефтепродукты.

Известны поршневые насосы, применяемые для перекачки нефтесодержащих вод.

Для уменьшения вторичного змульгирования нефтесодержащих вод перекачивающими средствами, при котором образуется стойкая эмульсия, не поддающаяся гравитационному отстою, эти воды прокачивают через сепарирующие средства при помощи тихоходных поршневых насосов.

К недостаткам этих насосов относится низкая производительность относительно их массы и габаритов и пульсация потока.

Из-за низкой относительной производительности поршневых насосов для перекачки больших количеств нефти используются центробежные насо=ы с частотой вращения около 1500 об/мин, хотя быстроходность та» = Ж„, 1751365 Al

<я)л F 01 С 3/02, F 04 С 3/00 О Ъ В %" т те

/i i OÖМ т

4 ном насосе, содержащем профилированный корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в нем нэ валах ротор с винтовой лопастью и разделительный диск с прорезью для прохода лопасти, каждое окно выполнено на торцовой и цилиндрической поверхностях корпуса в зоне расположения ротора, э конфигурация окон ограничена наружной поверхностью ротора, торцовой поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещения последней в прорези диска в среднем относительно него положении. 3 ил, ких насосов способствует статической электриздДии нефти и повышению пожароопасности грузовых операций. Кроме того, центробежные насосы не обеспечивают выбор остатков груза, что создает необходимость в зачистной системе с поршневыми насосами.

Известна роторная машина, содержащая профилированный корпус с впускными и выпускными окнами. установленные в нем на валах ротор с по меньшей мере одной винтовой лопастью и разделительные диски с прорезями для прохода лопастей, при этом число дисков, как и прорезей в каждом диске, соответствует числу лопастей, а валы ротора и дисков расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Выпускное и впускное окна у каждого диска выполнены на торцовых стенках полости для ротора и имеют форму сектора кругового кольца, Недостаток роторной машины заключается в том, что проходное сечение каждого окна значительно меньше площади oceaoro сечения кольцевого рабочего объема. то

1751365 делает ее малопроизводительно, е ьной так как . В корпусе установлены на валах гпобоГ окна ограничивают сечение пот е потока а его идные ротор 4 и разделительный диск 5. ва оче е ь ограничивается по Валы ротора 4 и диска 5 (не показаны) ðàñусловиям. нежелательных воздействий ско- положены во, взаимно перпендикулярных

«а М" . рекачиваемую . 5 плоскостях и связаны известным способом среДу, износостоикости ко р у, з онструктивныхма- зубчатой передачей, обеспечивающей их синхронное вращение, На роторе 4 закреп. тер иалов и др.

6 и ке 5 выпопКроме того, за счет внезапного расши- лена винтовая лопасть 6, а в д ск рения на впускном окне и внезапного су- нена для прохода лопасти прорезь 7, На жения на выпускном окн с не создаются 10 торцовых частях 1 и 2 корпуса выполнены дополнительные гидравлические сопротив- патрубки 8 и 9, соответственно которыми пения потоку, и доп ополнитепьные потери на- осуществляется плавный переход от цилинпора и мощности, т.е,:сниж нижается КПД . дрических труб к конфигурации окон, каждое из которых выполнено на торцовой и насоса.

Цель изобретения — повышение КПД и 15 цилиндрической поверхностях корпуса. производительности путем уве ти и тем увеличения про- .Над частью каждого окна, выполненной в ходного сечения окон насоса. о асоса. . цилиндрической поверхности части 3 корПоставленная цель достигается тем, что пуса, выполнены выпуклости 10 и 11, предв роторной машине, содерж ержащей профили- ставляющие собой части патрубков 8 и 9 вп скным и выпускным 20 соответственно, переходящие за плоскости окнами, установленные в нем на валах ро- разъема на среднюю часть 3 корпуса, контор с винтовои лопастью ю и разделительный фигурэция каждого окна, ограниченного диск с прорезью для прохода л ода лопасти при наружной поверхностью ротора, торцовой этом валы ротора и диска распопожейы во поверхностью диска и кромкой винтовой взаимно- перпендикулярных плоскостях, 25 лопасти в момент размещения последней каждое окно выполнено нэ тор э торцовой и ци- в прорези диска в среднем относительно линдрическои поверхн верхностях корпуса в зоне . него положении, позволяет получить макрасположения ротора, а конфигурация окон симапьно возможное увеличение их прооверхностьЮ рото- ходного сечения, достигающего вепичлны ра, торцовый поверхностью диска и кром- 30 проходного сечения кольцевого рабочего кой винтовой лопасти в момент размещения объема б 12, последнеи в прорези д ореэи диска в среднем отно- В кольцевом рабочем объеме 12 диск 5 сительно него положении. положении. с одной стороны, а лопасть 6 с другой сторо За счеттого, что в глобоидном роторном - ны, постоянно отделяют выпускное окно от насосекаждоеокновыполненонаторцовой 35 выпускного, а соответственно, и пэтрубки и цилиндрической поверхностях корпуса в на этих окнах, При вращении ротора 4 по зоне расположения ротора и конфигурация часовой стрелке патрубок 8 является выпуокон ограничена наружной поверхностью скным, а патрубок 9 — впускным, ротора, торцовой поверхность ерхностью диска и Эффект применения изобретения сокромкой винтовои лопасти в м сти в момент рэзме- 40 стоит в том, что предлагаемый гпобоидкый щения последнеи в прорези орези диска в сред- насос по сравнению с прототипом позволя»ем относительно него и его положении, ет получить большую объемную производипроходное сечейие окон увеличивается до тельность и более высокий КПД, проходного сечения кольцевог ольцевого рабочего Сопоставление производительности и объема, чем исключаются внезап внезапноерасши- 45. КПД прототипа и предложенного насоса рение и сужение потока, умен к, меньшаются гид- проведем при следующих общих исходных равпические сопротивления н ения на окнах и данных: скорость потока в трубопроводе л следовательно, повышаются ются КПД насоса, а окнах принимаем 8 м/с (рекомендовано в г ен. Г зотакже увеличивается сеч сечение потока, и спе- книге С.М.Нунупаров, Т.Н,Бегэгоен. рузовеличивается производитель- 50 вые и специальные системы танкеров. довательно, увеличивается и ность насоса при равных ограничениях на Транспорт, 1969, с. 3 ); д

9) ппои э ь осевого сечения кольцевого рабочего обьема приниcKopocTb потока, 2

На фиг. 1 схематически изображен маем а= 0,048 м (близок к площади пропредлагаемый насос с ча и, с частиччыми выреза- ходного сечения стандартного трубопроми корпуса; на фиг, — вид, 2 — А на фиг. 1; на 55 вода Ду 250) при следующих размерах кольфиг, 3 — деталь 5 насоса.

- 5 . цевого рабочего объема: диаметр — 1000, Профилированныи корпус н с насоса вы- ширина и приведенная высота осевого сечеполнен разъемным на три три части по двум ния соответственно 250 и 192 мм. па аллельным плоскостям: нэ две е торцовые Окна в предложенном насосе по площар ди не менее осевого сечения кольцевого

1 и 2 и среднюю 3, 1751365

Г обьема, а в прототипе окна по меньшей мере, в два раза меньше, а следовательно, во столько же меньше и расход. Q = E V.

Для предложенного насоса Q = 0,048 х х8=0384м /с.

Для прототипа О = 0,024 х 8 = 0,192 м /с.

Используя формулы 1,66; 1,80 и 1,84, определяем падение давления на окнах прототипа, вызванное внезапным расширением на входе в кольцевой обьем и внезапным сужением на выходе из него.

При внезапном расширении местное падение давления

Рм = (Vq — Ч2) /2, КПа

Рм = (8 — 4) /2 = 8 КПа

При внезапном сужении P = j(V /2), 2

КПа, где j — коэффицлент местного сопротивления, ) = (1/е — 1), где е табличный коэффициент сжатия струи, е = 0,664 при а2/N< = 0,5, откуда j =

=(1/ 0,664 — 1) = 0,256.

Рм = 0,256(4 /2) = 2,048 КПа

Суммарные потери давления на окнах прототипа

Рм =.8+2,048 = 10,048 КПа

Дополнительные местные потери мощ5 ности на окнах пзоототипа йм = 0,192 м /с х 10,048 КПа = 1,93 кВт.

Формула изобретения

Глобоидный роторный насос, содержа10 щий профилированный корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в нем на валах ротор с винтовой лопастью и разделлтельный диск с прорезью для прохода лопасти, при этом валы ротора и диска рас15 положены во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и производительности путем увеличения проходного сечения окон, каждое окно выполнено на

20 торцевой и цилиндрической поверхностях корпуса в зоне расположения ротора, а конфигурация окон ограничена наружной поверхностью ротора, торцевой поверхностью диска и кромкой винтовой лопа25 сти в момент размещения последней в прорези диска в среднем относительно него положении.

1?51365

Вид

Составитель А. Тарасов

Техред М;Моргентал,Корректор Л. Бескид

Редактор Н. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2673 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5