Шнекоцентробежный насос

 

Изобретение относится к области насосостроения. Шнекоцентробежный насос состоит из корпуса, неподвижных направляющих аппаратов, шнекового преднасоса и центробежных колес, имеющих втулки и диски. В дисках вблизи втулки выполнены сквозные отверстия, а с обеих сторон - каналы, равномерно распределенные по окружности. Центробежные колеса выполнены закрытыми, а каналы - прямоугольными. Вход в каналы выполнен остронаправленным. Верхняя кромка каналов направлена по касательной к внутренней поверхности полости насоса перед колесами. Сквозные отверстия на дисках колес, предназначенных для перетекания жидкости на другую сторону колес, выполнены под углом 45...60^o к продольной оси ротора и направлены в противоположную сторону их вращения. Вход в направляющие аппараты выполнен закругленным (плавным). На валу ротора со стороны привода установлена уплотняющая манжета. Полость перед манжетой соединена с полоcтью между шнековым преднасосом и первой ступенью насоса. В межканальном объеме колеса выполнены выборки материала. Изобретение направлено на повышение основных параметров и характеристик насоса, совершенствование его конструкции. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в различных областях промышленности (химическая, пищевая, коммунальное хозяйство, строительство, пожаротушение и т.п.), особенно в тех случаях, когда требуется подача жидкости с твердыми включениями.

Известны технические решения по традиционным шнекоцентробежным насосам (Малюшенко В.В., Михайлов А.К. Энергетические насосы. Справочное пособие. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 95, рис. 5.35), а также шнекоцентробежный насос по патенту 2094660 от 27.10.97 г.).

Последнее техническое решение является наиболее близким к предлагаемому шнекоцентробежному насосу. В корпусе этого насоса установлены неподвижные направляющие аппараты и подвижно на подшипниках ротор, который включает шнековый преднасос и центробежные колеса, состоящие из втулки и дисков, в которых вблизи втулки выполнены сквозные отверстия, а с обеих сторон выполнены каналы, равномерно распределенные по окружности.

Недостатком этого насоса, как показали проведенные экспериментальные исследования, являются относительно низкий к.п.д. и высокие требования к изготовлению отдельных элементов насоса и сборки в целом, а также его доводка и эксплуатация.

Повышению к.п.д. и упрощению конструкции насоса (увеличение зазора между корпусом и рабочими колесами) способствуют крышки, которыми закрыты колеса, а также выполнение каналов прямоугольной формы. Последние при этом выполнены остронаправленными: верхняя кромка выполнена по касательной к внутренней поверхности полости насоса перед колесами, а их ширина и высота соответствуют заданному расходу, приходящему на один канал колеса.

Сквозные отверстия на дисках колес выполнены под углом 45...60^o к продольной оси ротора насоса.

Для уменьшения потерь энергии при входе в направляющий аппарат последний выполнен с закругленными (плавными) входами.

В целях повышения работоспособности насоса в целом и уплотняющего элемента (манжеты) полость перед манжетой сообщена со входом в полость между первой ступенью насоса и шнековым преднасосом (шнеком).

В межканальном объеме колеса насоса выполнены выборки материала, цель которых снизить вес рабочего колеса и "спрятать" внутрь колеса под крышки выборку материала, которую делают при балансировки ротора насоса.

Как показали проведенные нами экспериментальные исследования, указанные технические решения позволили увеличить расход жидкости (воды) через насос до 25%, поднять его к.п.д. до 0,65...0,7 по сравнению с насосом, выполненным по патенту 2094660, в тех же габаритах.

На фиг. 1 изображен шнекоцентробежный насос; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, где в левой верхней части изображен поперечный разрез насоса по рабочему колесу, а в нижней части - по направляющему аппарату, правая часть отображает вид на насос со стороны его привода. На фиг.3 представлена конструктивная схема выполнения каналов 9.

Шнекоцентробежный насос содержит разъемный корпус 1, рабочие колоса 2, шнековый преднасос 3, установленный на одном валу 4 с центробежными колесами 2, которые закрыты крышками 5. Колеса 2 имеют втулку 6 и диски 7, в которых вблизи втулки выполнены сквозные отверстия под углом 45...60^o к продольной оси ротора, при этом вход направлен в противоположную сторону его вращения. В диске с обеих сторон выполнены прямоугольные каналы 9, верхняя кромка которых направлена по касательной к внутренней поверхности полости 10, а его ширина и высота соответствуют заданному расходу, приходящему на один канал насоса.

Входы 11 направляющего аппарата 12 выполнены закругленными (плавный вход).

На валу 4 ротора насоса перед подшипником со стороны привода установлена уплотняющая манжета 14, полость 15 перед которой с помощью магистрали 16 соединена со входом в полость 17 между первой ступенью насоса и шнековым преднасосом 3.

В теле рабочего колеса 2 (межканальном объеме) выполнены выборки 18.

Предлагаемый насос работает следующим образом.

При вращении вала 4 ротора насоса жидкость по всасывающей магистрали поступает в шнековый преднасос 3, который обеспечивает высокие антикавитационные качества насоса. После шнека жидкость поступает в передние и через сквозные (перепускные) отверстия в задние каналы первого рабочего колеса 2. Затем жидкость поступает в направляющий аппарат 12, а оттуда на вход во второе рабочее колесо и т.д. После последней ступени (в данном случае на фиг. 1, 2 представлен 2-ступенчатый насос) жидкость поступает в конический диффузор 19 и далее в напорную магистраль.

Принципиально по данной схеме может быть выполнен многоступенчатый шнекоцентробежный насос, при этом ступени между собой идентичны.

В целом по данному техническому решению может быть выполнена относительно простая конструкция шнекоцентробежного насоса с относительно высокими техническими характеристиками.

Формула изобретения

1. Шнекоцентробежный насос, содержащий корпус, установленные в нем направляющие аппараты и подвижно на подшипниках ротор, включающий шнековый преднасос и центробежные колеса, имеющие втулки и диски, в которых вблизи втулки выполнены сквозные отверстия, с обеих сторон - каналы, равномерно распределенные по окружности, отличающийся тем, что центробежные колеса выполнены закрытыми, а каналы - прямоугольными, при этом вход в них выполнен остронаправленным: верхняя кромка выполнена по касательной к внутренней поверхности полости насоса перед колесами, а его ширина и высота соответствуют заданному расходу, приходящему на один канал колеса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия на дисках колес выполнены под углом 45...60^o к продольной оси ротора, при этом вход направлен в противоположную сторону его вращения.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что вход в направляющие аппараты выполнен закругленным (плавным).

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что на валу ротора со стороны привода установлена уплотняющая манжета, полость перед которой со стороны последней ступени насоса сообщена со входом в полость между первой ступенью насоса и шнеком.

5. Насос по п.1, отличающийся тем, что в межканальном объеме колеса выполнены выборки материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3