Двупоточное отводящее гидравлическое устройство центробежного насоса
Владельцы патента RU 2433314:
Открытое Акционерное Общество "Научно-производственное объединение гидравлических машин" (RU)
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть применено в многоступенчатых центробежных насосах, особенно малошумных, к которым предъявляются повышенные требования по минимизации турбулентности потока и компактности конструкции. Устройство содержит корпус 1, крышку 8 корпуса 1 с кольцевым окном 9, обтекатель 7 и напорный патрубок. Корпус 1 образован двумя плоскими стенками, которые сопряжены между собой по концам двумя скругленными стенками. На крышке 8 корпуса 1 имеются двухпоточный направляющий аппарат и направляющая лопатка, оси которых совмещены с осью напорного патрубка. Изобретение направлено на создание двупоточного отводящего гидравлического устройства, создающего два направленных и равномерных потока жидкости вокруг вала насоса. 2 ил.
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть применено в многоступенчатых центробежных насосах, особенно малошумных, к которым предъявляются повышенные требования по минимизации турбулентности потока и компактности конструкции.
Известен многоступенчатый центробежный насос (патент RU №2007619, МПК F04D 1/06, 1994 г.), состоящий из корпуса, всасывающего и нагнетательного патрубков, вала, рабочих колес и направляющих аппаратов. Насос имеет подводящее и отводящее гидравлические устройства.
Отводящее устройство этого насоса выполнено в виде спиральной, профилированной камеры, переходящей в напорный патрубок насоса.
В таком отводящем устройстве создается однопоточное, хорошо направленное, равномерное движение жидкости.
Недостатком этого насоса является большой объем спиральной камеры отводящего устройства, ввиду чего оно выступает за пределы наружного диаметра корпуса насоса.
Известен также секционный насос (учебное пособие "Гидравлика гидравлических машин и гидравлические приводы", Москва, "Машиностроение", 1970 г. стр.252 рис.261), состоящий из корпусов секций, вала, рабочих колес, направляющих аппаратов, корпусов подводящего и отводящего устройств, с расположенными на них всасывающим и напорным патрубками, соответственно.
Отводящее гидравлическое устройство этого насоса выполнено в виде кольца, опоясывающего вал насоса. Кольцо имеет равные по площади, овальные проходные сечения. Перекачиваемая насосом жидкость поступает в полость кольца перпендикулярно к направлению потока жидкости в напорном патрубке.
В таком отводящем устройстве создается турбулентное, слабонаправленное движение жидкости.
Недостатком этого насоса являются низкие гидравлические и виброакустические показатели отводящего устройства.
Из приведенного выше следует, что в однопоточном отводящем устройстве спирального типа высокие гидравлические показатели достигаются по причине равномерного движения направленного потока в плавно расширяющихся расчетных проходных сечениях спирального отвода.
Однако однопоточный характер движения жидкости требует производить расчет этого отводящего устройства исходя из полной подачи насоса, что повышает объем камеры отвода.
В отводящем устройстве кольцевого типа, которое не содержит эффективных элементов направления потока, а проходные сечения имеют постоянную площадь, возникает слабо направленное окружное и тангенциальное неравномерное движение жидкости. Однако учитывая, что тангенциальное движение жидкости является составляющей двупоточного движения, нет необходимости производить расчет отводящего устройства исходя из полной подачи насоса, что снижает объем камеры отвода.
Оба рассмотренных насоса относятся к тину многоступенчатых. Оба имеют отводящие устройства. Первый насос - отводящее устройство спирального тина, второй насос - кольцевого типа. Второй объект является конструктивно наиболее близким к предлагаемому по решаемой задаче и достигаемому техническому результату.
Задачей настоящего изобретения является создание двупоточного отводящего гидравлического устройства, создающего два направленных и равномерных потока жидкости вокруг вала насоса.
Для решения поставленной задачи предлагается двупоточное отводящее гидравлическое устройство многоступенчатого центробежного насоса, имеющее корпус, крышку корпуса с кольцевым окном, обтекатель и напорный патрубок. Согласно изобретению корпус устройства образован двумя плоскими стенками, которые сопряжены между собой по концам двумя скругленными стенками, а на внутренней стороне крышки корпуса имеются двупоточный направляющий аппарат и направляющая лопатка, оси которых совмещены с осью напорного патрубка.
На чертежах схематично изображена конструкция двупоточного отводящего гидравлического устройства, где на фиг.1 показан разрез отводящего устройства, а на фиг.2 - план отводящего устройства.
Двупоточное отводящее гидравлическое устройство содержит корпус 1, состоящий из первой плоской стенки 2 и второй плоской стенки 3, а также первой скругленной стенки 4 и второй скругленной стенки 5. На второй скругленной стенке расположен напорный патрубок 6 насоса. Насос на чертеже не представлен. Внутри корпуса установлен обтекатель 7. В нижней части корпуса имеется крышка корпуса 8 с кольцевым окном 9. На внутренней стороне крышки корпуса установлены двупоточный направляющий аппарат 10 и направляющая лопатка 11. В центре двупоточного отводящего гидравлического устройства проходит вал 12 насоса.
Двупоточное гидравлическое устройство работает следующим образом. Перекачиваемая насосом жидкость равномерно поступает в отводящее устройство через кольцевое окно 9. Обтекатель 7 создаст равномерно замедленный радиальный ноток жидкости, движущийся к периферии отводящего устройства. Часть этого потока поступает в каналы двупоточного направляющего аппарата 10, образованные телом направляющего аппарата с внешней стороны и наружным диаметром кольцевого окна с внутренней стороны. Другая часть потока поступает в боковые каналы, образованные плоскими стенками 2 и 3, с внешней стороны и наружным диаметром кольцевого окна и направляющей лопаткой 11 с внутренней стороны.
Через боковые каналы проходят также потоки, вышедшие из каналов двупоточного направляющего аппарата.
Технический результат состоит в следующем. Каналы двупоточного направляющего аппарата и боковые каналы имеют плавно расширяющиеся расчетные сечения и обеспечивают направленность потоков, что создает равномерное и направленное движение жидкости вокруг вала 12 насоса. Только в области второй скругленной стенки 5, на участке входа потока жидкости в напорный патрубок 6, происходит повышение скорости потока. Однако ввиду диффузорности участка, это не вызовет значительную турбулентность.
Указанный технический результат позволяет решить поставленную задачу. Применение данной конструкции дает возможность создавать многоступенчатые центробежные насосы с улучшенными техническими характеристиками.
Двупоточное отводящее гидравлическое устройство центробежного насоса, содержащее корпус, крышку корпуса с кольцевым окном, обтекатель и напорный патрубок, отличающееся тем, что корпус этого устройства образован двумя плоскими стенками, которые сопряжены между собой по концам двумя скругленными стенками, на крышке корпуса имеются двупоточный направляющий аппарат и направляющая лопатка, оси которых совмещены с осью напорного патрубка.
