Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа



Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа
Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа

 


Владельцы патента RU 2503850:

Открытое акционерное общество "ЭНТЕХНО" (RU)

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям пульповых центробежных насосов горизонтального типа, предназначенных для перекачивания различных абразивных жидкостей с твердыми включениями. Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа включает совокупность насосов с производительностью от 10 до 1000 м3/ч и напором от 10 до 75 м. Каждый репрезентативный насос ряда содержит корпус и вал ротора с рабочим колесом, смонтированный в корпусе. Корпус насоса имеет ходовую и проточную часть. Проточная часть включает всасывающий патрубок, проточную полость с рабочим колесом и спиральный отвод, сообщенный с напорным патрубком. Рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки с многозаходной системой лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны. Лопатки разделены межлопаточными каналами, диффузорно расширяющимися в направлении от оси вала к периферии. Вал ротора насоса имеет консольные оконечности и ходовую часть, опертую на корпус ходовой части насоса через подшипниковые опоры, и снабженную гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением. Тыльная стенка проточной полости выполнена в виде бронедиска. Боковая стенка проточной полости образует спиральный отвод. Напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в разработке конструктивно-технологического модельного ряда центробежных насосов горизонтального типа с широким диапазоном производительности и напоров перекачиваемой жидкой среды, наделенных повышенными ресурсом, долговечностью, надежностью и эффективностью перекачивания жидких сред с высоким содержанием твердых частиц. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям пульповых центробежных насосов горизонтального типа, предназначенных для перекачивания различных абразивных жидкостей с твердыми включениями размером до 8 мм.

Известен центробежный насос для перекачивания абразивных жидкостей, содержащий корпус с отводом, имеющим периферийную стенку и сопряженные с ней боковые переднюю и заднюю стенки, перпендикулярные оси рабочего колеса, размещенного в корпусе. Рабочее колесо выполнено с постоянной шириной меридионального сечения, а периферийная стенка отвода выполнена наклонной внутрь отвода в сторону задней стенки (RU 1247582 С, опубл. 27.01.1995).

Известен центробежный горизонтальный насос, содержащий корпус с входным и напорным патрубками, рабочее колесо одностороннего входа, расположенное на валу, опирающемся на подшипники. Насос содержит направляющий аппарат, а рабочее колесо размещено между подшипниками (RU 97452 U1, опубл. 10.09.2012).

Известен центробежный насос, содержащий корпус с всасывающим и напорным отверстиями, рабочее колесо, электропривод. Рабочее колесо выполнено закрытого типа. Верхний и нижний диски рабочего колеса выполнены плоскими и размещены на расстоянии друг от друга. Лопатки рабочего колеса выполнены расширяющими от наружного края дисков к центру. Поверхности лопаток в горизонтальном сечении представляют собой часть дуги окружности (RU 69586 U1, опубл. 27.12.2007).

Недостатками известных решений являются повышенные сложность конструкции, материалоемкость и относительно невысокая эффективность работы насоса вследствие повышенных энергозатрат, снижающих КПД перекачивания жидкой среды, и неоптимальной диффузорности межлопаточных каналов рабочего колеса и отвода.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке конструктивно-технологического модельного ряда центробежных насосов горизонтального типа с широким диапазоном производительности и напоров перекачиваемой жидкой среды, наделенных повышенными ресурсом, долговечностью, надежностью и эффективностью перекачивания жидких сред с высоким содержанием твердых частиц.

Поставленная задача решается тем, что конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа, согласно изобретению, включает совокупность насосов, выполненных с возможностью перекачивания жидких сред, в основном гидросмесей с включениями твердых частиц, производительностью от 10 до 1000 м3/ч и напором от 10 до 75 м, при этом каждый репрезентативный насос ряда выполнен по однотипной конструктивной системе, в соответствии с которой, по меньшей мере, один насос из указанной совокупности содержит корпус, включающий ходовую и проточную части, вал ротора с рабочим колесом, смонтированный в корпусе и выполненный с возможностью соединения с приводом, предпочтительно, в виде электродвигателя для передачи крутящего момента на рабочее колесо; при этом проточная часть корпуса насоса включает последовательно расположенные по потоку всасывающий патрубок, проточную полость с тыльной и боковой стенками и объемом для размещения рабочего колеса и сообщенного на выходе с напорным патрубком отвода, выполненного спиральным с градиентом диффузорности G, определяемым из выражения

где Sвых и Sвx - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода;

причем вал ротора насоса имеет консольные оконечности и ходовую часть, опертую на корпус ходовой части насоса через подшипниковые опоры, и снабженную со стороны, примыкающей к проточной части, гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением, а рабочее колесо насоса выполнено в виде крыльчатки закрытого типа и содержит жестко установленные на валу основной и покрывной диски и расположенную между ними многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала; лопатки разделены диффузорными межлопаточными каналами, расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, кроме того, тыльная стенка проточной полости выполнена в виде бронедиска, боковая стенка упомянутой полости образует спиральный отвод, а напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок.

При этом межлопаточные каналы могут диффузорно расширяться с угловой закруткой в направлении от оси вала к периферии с градиентом диффузорности G, выраженным в виде разности площадей поперечных сечений, нормальных спиральной медиане канала, отнесенной к медиальной длине канала между указанными сечениями, причем средняя величина градиента для насосов ряда определена в диапазоне значений G=0,26÷0,7 м2/м.

Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов для репрезентативных насосов ряда с номинальной производительностью 100÷200 м3/ч может быть выполнен с возможностью выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30÷600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

Для вариантных решений насоса с подачей 8÷250 м3/ч средние значения градиента диффузорности спирального отвода могут быть определены в диапазоне 0÷10-3 м2/м.

Покрывной диск может содержать заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси и не доходящие до нее на большую часть проекции радиуса горловины всасывающего патрубка на упомянутую условную плоскость.

Преимущественно, оба, основной и покрывной диски рабочего колеса репрезентативного насоса ряда могут быть снабжены с внешней стороны гидродинамическим уплотнением в виде импеллера, образованного системой не менее чем из пяти равноудаленных лопаток лучевидной формы с дополнительной функцией внешних ребер жесткости диска, конструктивно выполненных с шириной не менее высоты в поперечном сечении.

Вал ротора репрезентативного насоса ряда может быть оперт на подшипники, имеющие каждый сборный корпус с крышкой, и кроме того упомянутое гидравлически непрозрачное сальниковое уплотнение вала заключено в кольцевой корпус, причем корпус насоса выполнен сборным и состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части, которые объединены бронедиском, замыкающим проточную полость корпуса проточной части насоса, причем к бронедиску с другой стороны прикреплены корпус ходовой части насоса и размещенный внутри него корпус сальникового уплотнения, а упомянутые корпуса подшипников, охватывающие приконцевой и внутренний участки вала, размещены в корпусе ходовой части насоса, при этом, по меньшей мере, один из указанных подшипников выполнен упорно-радиальным и крышкой неподвижно прикреплен к корпусу ходовой части насоса с обеспечением осевой и радиальной фиксации положения вала ротора в корпусе насоса.

Корпус сальникового уплотнения может быть выполнен охватывающим участок вала ротора и состоит, по меньшей мере, из двух конгруэнтных кольцевых частей, одна из которых выполнена с внутренним радиусом, превышающим радиус охватываемого участка вала на величину, необходимую и достаточную для заведения в кольцевую пазуху и радиальной фиксации сальникового уплотнения в проектном положении, для чего снабжена у торца, обращенного к бронедиску, кольцевым уширением до величины, превышающей внутренний радиус опертой на него стенки корпуса ходовой части насоса, и через последнюю и бронедиск прикреплена к упомянутым внешним частям корпуса насоса, а другая из упомянутых кольцевая часть корпуса сальникового уплотнения выполнена с внешним радиусом, конгруэнтно соответствующим внутреннему радиусу первой из них с возможностью частичного заведения в нее для осевого поджатия сальникового уплотнения.

Гидравлически непрозрачное уплотнение вала ротора репрезентативного насоса ряда может быть размещено на участке вала ротора с промежуточным диаметром, примыкающем к бронедиску, при этом выполнено, предпочтительно, в виде колец из терморасширяющегося материала и дополнительно снабжено системой охлаждения вала с проточным кольцом и щелевым бесконтактным приемником воды указанной системы охлаждения вала.

Корпус ходовой части центробежного насоса может быть снабжен проемом, соосным с аналогичным в корпусе сальникового уплотнения, для введения через него штуцера для подвода к сальниковому уплотнению охлаждающей жидкости системы охлаждения вала ротора.

Бронедиск может быть выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка торцевой стенки полости проточной части, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающем возможность пропуска через него ступицы основного диска рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающем возможность конгруэнтного заведения в ответный проем проточной части корпуса насоса, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости проточной части корпуса насоса.

Насосы ряда могут быть предназначены для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, гидросмесей с песком с плотностью до 2200 кг/м, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в разработке конструктивно-технологического модельного ряда центробежных насосов горизонтального типа, наделенных повышенными ресурсом, долговечностью, надежностью и эффективностью перекачивания абразивных жидких сред с высоким процентным содержанием твердых частиц и динамическим воздействием последних на конструкции и материалы проточной части насосов ряда. Это достигают совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров центробежных насосов ряда, позволяющих варьировать в широких пределах производительность и напор перекачиваемой жидкой среды, а именно, за счет найденных в изобретении параметров всасывающего и напорного патрубков, системы рабочего колеса, выполненного в виде крыльчатки закрытого типа с конструктивным решением лопаток, их количеством, формой и заявленными параметрами покрывного, основного дисков и отвода, обеспечивающими в совокупности принятые в изобретении повышающие производительность и КПД насоса - эффективную диффузорность межлопаточных каналов и спирального отвода.

Технический результат выражается, кроме того, в повышенной износостойкости наиболее изнашиваемых частей проточной части предлагаемой конструкции насосов ряда, в частности, за счет выполнения тыльной стенки корпуса проточной части в виде бронедиска, разработанной в изобретении полифункциональной конструкции, обеспечивающей силовое сопряжение примыкающих к нему конструктивных частей корпуса насоса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - конструктивная схема центробежного насоса, продольный разрез;

на фиг.2 - проточная часть центробежного насоса, продольный разрез;

на фиг.3 - рабочее колесо центробежного насоса, в сборе;

на фиг.4 - конструкция рабочего колеса, заключенного в корпус насоса, поперечный разрез;

на фиг.5 - система охлаждения вала центробежного насоса, схема подключения затворной воды на сальниковое уплотнение;

на фиг.6 - бронедиск центробежного насоса, вид сбоку, продольный разрез;

на фиг.7 - бронедиск центробежного насоса, вид спереди.

Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа включает совокупность насосов, выполненных с возможностью перекачивания жидких сред, в основном гидросмесей с включениями твердых частиц, производительностью от 10 до 1000 м3/ч и напором от 10 до 75 м.

Каждый репрезентативный насос ряда выполнен по однотипной конструктивной системе, в соответствии с которой, по меньшей мере, один насос из указанной совокупности содержит корпус 1, включающий ходовую и проточную части 2 и 3 соответственно, вал 4 ротора с рабочим колесом 5, смонтированный в корпусе 1. Вал 4 ротора выполнен с возможностью соединения с приводом, предпочтительно, в виде электродвигателя для передачи крутящего момента на рабочее колесо 5.

Проточная часть 3 корпуса 1 насоса включает последовательно расположенные по потоку всасывающий патрубок 6, проточную полость 7 с тыльной и боковой стенками 8 и 9 и объемом 10 для размещения рабочего колеса 5 и сообщенного на выходе с напорным патрубком 11 отвода 12. Отвод 12 выполнен спиральным с градиентом диффузорности G, определяемым из выражения

где Sвых и Sвx - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода.

Вал 4 ротора насоса имеет консольные оконечности 13 и ходовую часть 14, опертую на корпус 1 ходовой части 2 насоса через подшипниковые опоры 15, и снабженную со стороны, примыкающей к проточной части 3, гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением 16.

Рабочее колесо 5 насоса выполнено в виде крыльчатки закрытого типа и содержит жестко установленные на валу основной и покрывной диски 17 и 18 соответственно и расположенную между ними многозаходную систему лопаток 19 с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 4. Лопатки 16 разделены диффузорными межлопаточными каналами 20, расширяющимися в направлении от оси вала 4 к периферии.

Тыльная стенка 8 проточной полости 7 выполнена в виде бронедиска. Боковая стенка 9 проточной полости 7 образует спиральный отвод 12.

Напорный патрубок 11 выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок 11.

Межлопаточные каналы 20 диффузорно расширяются с угловой закруткой в направлении от оси вала 4 к периферии с градиентом диффузорности G, выраженным в виде разности площадей поперечных сечений, нормальных спиральной медиане канала 20, отнесенной к медиальной длине канала 20 между указанными сечениями. Средняя величина градиента для насосов ряда определена в диапазоне значений G=0,26÷0,7 м2/м.

Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов 20 для репрезентативных насосов ряда с номинальной производительностью 100÷200 м3/ч выполнен с возможностью выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30÷600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

Для вариантных решений насоса с подачей 8÷250 м3/ч средние значения градиента диффузорности спирального отвода 12 определены в диапазоне 0÷10-3 м2/м.

Покрывной диск 18 содержит заходную горловину 21 с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала 4, оконечности лопаток 19, обращенные к указанной оси и не доходящие до нее на большую часть проекции радиуса горловины всасывающего патрубка 6 на упомянутую условную плоскость.

Преимущественно оба, основной и покрывной диски 17 и 18 рабочего колеса 5 репрезентативного насоса ряда снабжены с внешней стороны гидродинамическим уплотнением в виде импеллера 22. Импеллер 22 образован системой не менее чем из пяти равноудаленных лопаток 23 лучевидной формы с дополнительной функцией внешних ребер жесткости диска, конструктивно выполненных с шириной не менее высоты в поперечном сечении.

Вал 4 ротора репрезентативного насоса ряда оперт на подшипники 24, имеющие каждый сборный корпус 25 с крышкой 26. Гидравлически непрозрачное сальниковое уплотнение 16 вала 4 заключено в кольцевой корпус 27.

Корпус 1 насоса выполнен сборным и состоит из корпуса 28 ходовой части 2 и корпуса 29 проточной части 3, которые объединены бронедиском 8, замыкающим проточную полость 7 корпуса проточной части 3 насоса. К бронедиску 8 с другой стороны прикреплены корпус 28 ходовой части 2 насоса и размещенный внутри него корпус 27 сальникового уплотнения 16. Корпуса 25 подшипников 24, охватывающие приконцевой и внутренний участки вала 4, размещены в корпусе 28 ходовой части 2 насоса. По меньшей мере, один из указанных подшипников 24 выполнен упорно-радиальным и крышкой 26 неподвижно прикреплен к корпусу 28 ходовой части 2 насоса с обеспечением осевой и радиальной фиксации положения вала 4 ротора в корпусе насоса.

Корпус 27 сальникового уплотнения 16 выполнен охватывающим участок вала 4 ротора и состоит, по меньшей мере, из двух конгруэнтных кольцевых частей 30 и 31. Одна часть 30 корпуса 27 выполнена с внутренним радиусом, превышающим радиус охватываемого участка вала 4 на величину, необходимую и достаточную для заведения в кольцевую пазуху и радиальной фиксации сальникового уплотнения 16 в проектном положении, для чего снабжена у торца, обращенного к бронедиску 8, кольцевым уширением 32 до величины, превышающей внутренний радиус опертой на него стенки корпуса 28 ходовой части 2 насоса, и через последнюю и бронедиск 8 прикреплена к упомянутым внешним частям корпуса насоса. Другая часть 31 корпуса 27 сальникового уплотнения 16 выполнена с внешним радиусом, конгруэнтно соответствующим внутреннему радиусу первой из них с возможностью частичного заведения в нее для осевого поджатия сальникового уплотнения 16.

Гидравлически непрозрачное уплотнение 16 вала 4 ротора репрезентативного насоса ряда размещено на участке вала 4 ротора с промежуточным диаметром, примыкающем к бронедиску 8. Гидравлически непрозрачное уплотнение 16 вала выполнено, предпочтительно, в виде колец 33 из терморасширяющегося материала и дополнительно снабжено системой охлаждения вала с проточным кольцом 34 и щелевым бесконтактным приемником 35 воды указанной системы охлаждения вала 4.

Корпус 28 ходовой части 2 насоса снабжен проемом 36, соосным с аналогичным в корпусе 27 сальникового уплотнения 16, для введения через него штуцера 37 для подвода к сальниковому уплотнению 16 охлаждающей жидкости системы охлаждения вала 4 ротора.

Бронедиск 8 выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка торцевой стенки проточной полости 7. Пластина бронедиска 8 выполнена с проемом 38 в центральной части, обеспечивающим возможность пропуска через него ступицы 39 основного диска 17 рабочего колеса 5. По контуру пластина бронедиска 8 ограничена радиусом, обеспечивающим возможность конгруэнтного заведения в ответный проем корпуса 29 проточной части 3 насоса, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проточной части 3 корпуса 1 насоса кольцевыми выступами 40, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец 41 стенки проточной полости 7 корпуса 29 проточной части 3 насоса.

Насосы ряда предназначены для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, гидросмесей с песком с плотностью до 2200 кг/м, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.

Работа предлагаемого насоса из модельного ряда осуществляется следующим образом.

Пуск насоса производят в следующей последовательности: открывают на трубопроводе 41 подачу затворной воды к узлу сальникового уплотнения 16 вала 4. Открывают задвижку (на чертежах не показано) и заполняют насос 4 перекачиваемой жидкостью. Затем регулируют давление и расход затворной воды, подаваемой в сальниковое уплотнение 16.

Перекачиваемая жидкая среда через всасывающий патрубок 6, попадая на вход во вращающееся центробежное рабочее колесо 5, перемещается от центра к периферии под действием центробежных сил и диффузного расширения в межлопаточных каналах 20 рабочего колеса 5, приобретая при этом кинетическую энергию и получая закрутку в направлении вращения рабочего колеса 5.

После выхода из рабочего колеса 5 поток переходит в диффузорный спиральный отвод 12, расширяющийся к напорному патрубку 11 в режиме соблюдения равенства скоростей потока на протяжении отвода 12. Из отвода 12 жидкая среда попадает в напорный патрубок 11, выполненный диффузорным со снижением скорости при прохождении в патрубке в 3,4 раза и одновременным переходом части кинетической энергии потока в потенциальную, и поступает в трубопровод для транспортирования к следующему объекту.

Во избежание запульповывания рабочего колеса 5 отстоем перекачиваемой жидкости, промывают проточную полость 7 насоса чистой водой через штуцера на всасывающем и напорном трубопроводах (на чертежах не показано).

Таким образом, за счет разработанных в изобретении конструктивных решений и технологических параметров основных агрегатов, а именно, технического решения конструкции вала ротора с радиально-упорной системой подшипниковых опор и конструкцией гидродинамически непрозрачного уплотнения вала, разработанной системы рабочего колеса, конструктивного решения и формы спирального отвода и напорного патрубка, а также полифункциональной конструкции бронедиска повышаются ресурс, надежность и эффективность перекачивания абразивных жидких сред, что позволяет варьировать в широких пределах производительность и напор перекачиваемой жидкой среды.

1. Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов горизонтального типа, характеризующийся тем, что включает совокупность насосов, выполненных с возможностью перекачивания жидких сред, в основном гидросмесей с включениями твердых частиц, производительностью от 10 до 1000 м3/ч и напором от 10 до 75 м, при этом каждый репрезентативный насос ряда выполнен по однотипной конструктивной системе, в соответствии с которой, по меньшей мере, один насос из указанной совокупности содержит корпус, включающий ходовую и проточную части, вал ротора с рабочим колесом, смонтированный в корпусе и выполненный с возможностью соединения с приводом, предпочтительно, в виде электродвигателя для передачи крутящего момента на рабочее колесо; при этом проточная часть корпуса насоса включает последовательно расположенные по потоку всасывающий патрубок, проточную полость с тыльной и боковой стенками и объемом для размещения рабочего колеса и сообщенного на выходе с напорным патрубком отвода, выполненного спиральным с градиентом диффузорности G, определяемым из выражения

где Sвых и Sвх - площадь выходного и входного поперечных сечений отвода, lотв - длина спирального канала отвода;
причем вал ротора насоса имеет консольные оконечности и ходовую часть, опертую на корпус ходовой части насоса через подшипниковые опоры, и снабженную со стороны, примыкающей к проточной части, гидравлически непрозрачным, предпочтительно, сальниковым уплотнением, а рабочее колесо насоса выполнено в виде крыльчатки закрытого типа и содержит жестко установленные на валу основной и покрывной диски и расположенную между ними многозаходную систему лопаток с угловой закруткой, выполненной с постоянным или переменным радиусом кривизны в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала; лопатки разделены диффузорными межлопаточными каналами, расширяющимися в направлении от оси вала к периферии, кроме того, тыльная стенка проточной полости выполнена в виде бронедиска, боковая стенка упомянутой полости образует спиральный отвод, а напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок.

2. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что межлопаточные каналы диффузорно расширяются с угловой закруткой в направлении от оси вала к периферии с градиентом диффузорности G, выраженным в виде разности площадей поперечных сечений, нормальных спиральной медиане канала, отнесенной к медиальной длине канала между указанными сечениями, причем средняя величина градиента для насосов ряда определена в диапазоне значений G=0,26÷0,7 м2/м.

3. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов для репрезентативных насосов ряда с номинальной производительностью 100÷200 м3/ч выполнен с возможностью выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30÷600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды.

4. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что для вариантных решений насоса с подачей 8÷250 м3/ч средние значения градиента диффузорности спирального отвода определены в диапазоне 0÷10-3 м2/м.

5. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что покрывной диск содержит заходную горловину с радиусом, частично перекрывающим в проекции на условную плоскость, нормальную к оси вала, оконечности лопаток, обращенные к указанной оси и не доходящие до нее на большую часть проекции радиуса горловины всасывающего патрубка на упомянутую условную плоскость.

6. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что, преимущественно, оба основной и покрывной диски рабочего колеса репрезентативного насоса ряда снабжены с внешней стороны гидродинамическим уплотнением в виде импеллера, образованного системой не менее чем из пяти равноудаленных лопаток лучевидной формы с дополнительной функцией внешних ребер жесткости диска, конструктивно выполненных с шириной не менее высоты в поперечном сечении.

7. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что вал ротора репрезентативного насоса ряда оперт на подшипники, имеющие каждый сборный корпус с крышкой, и, кроме того, упомянутое гидравлически непрозрачное сальниковое уплотнение вала заключено в кольцевой корпус, причем корпус насоса выполнен сборным и состоит из корпуса ходовой части и корпуса проточной части, которые объединены бронедиском, замыкающим проточную полость корпуса проточной части насоса, причем к бронедиску с другой стороны прикреплены корпус ходовой части насоса и размещенный внутри него корпус сальникового уплотнения, а упомянутые корпуса подшипников, охватывающие приконцевой и внутренний участки вала, размещены в корпусе ходовой части насоса, при этом, по меньшей мере, один из указанных подшипников выполнен упорно-радиальным и крышкой неподвижно прикреплен к корпусу ходовой части насоса с обеспечением осевой и радиальной фиксации положения вала ротора в корпусе насоса.

8. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что корпус сальникового уплотнения выполнен охватывающим участок вала ротора и состоит, по меньшей мере, из двух конгруэнтных кольцевых частей, одна из которых выполнена с внутренним радиусом, превышающим радиус охватываемого участка вала на величину, необходимую и достаточную для заведения в кольцевую пазуху и радиальной фиксации сальникового уплотнения в проектном положении, для чего снабжена у торца, обращенного к бронедиску, кольцевым уширением до величины, превышающей внутренний радиус опертой на него стенки корпуса ходовой части насоса, и через последнюю и бронедиск прикреплена к упомянутым внешним частям корпуса насоса, а другая из упомянутых кольцевая часть корпуса сальникового уплотнения выполнена с внешним радиусом, конгруэнтно соответствующим внутреннему радиусу первой из них с возможностью частичного заведения в нее для осевого поджатия сальникового уплотнения.

9. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что гидравлически непрозрачное уплотнение вала ротора репрезентативного насоса ряда размещено на участке вала ротора с промежуточным диаметром, примыкающем к бронедиску, при этом выполнено, предпочтительно, в виде колец из терморасширяющегося материала и дополнительно снабжено системой охлаждения вала с проточным кольцом и щелевым бесконтактным приемником воды указанной системы охлаждения вала.

10. Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов по п.1, отличающийся тем, что бронедиск выполнен в форме круговой пластины, применяемой в качестве бронированного участка торцевой стенки полости проточной части, при этом пластина бронедиска выполнена с проемом в центральной части, обеспечивающим возможность пропуска через него ступицы основного диска рабочего колеса, а по контуру ограничена радиусом, обеспечивающим возможность конгруэнтного заведения в ответный проем проточной части корпуса насоса, и дополнена не менее чем двумя внешними, последовательно превышающими указанный радиус ступенчато смещенными в направлении проходной части корпуса насоса кольцевыми выступами, по форме обеспечивающими конгруэнтное совмещение с кольцевым уступом и наложение на торец стенки проточной полости проточной части корпуса насоса.

11. Конструктивно-технологический модельный ряд центробежных насосов по п.9, отличающийся тем, что корпус ходовой части центробежного насоса снабжен проемом, соосным с аналогичным в корпусе сальникового уплотнения, для введения через него штуцера для подвода к сальниковому уплотнению охлаждающей жидкости системы охлаждения вала ротора.

12. Конструктивно-технологический модельный ряд по п.1, отличающийся тем, что насосы ряда предназначены для перекачивания абразивных жидкостей - суспензий руд, пульпы, промышленных стоков, загрязненной технической воды, пластовой воды, гидросмесей с песком с плотностью до 2200 кг/м, с температурой от 3 до 80°С, водородным показателем до 10 рН и твердыми включениями в виде дискретных абразивных частиц до 8 мм, с микротвердостью до 9 ГПа и объемной концентрацией микрочастиц до 50% включительно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к центробежным насосам для перекачивания жидкости с абразивными включениями, имеющим гидростатические или гидродинамические подшипники (П), смазываемые и охлаждаемые перекачиваемой жидкостью.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в сахарной промышленности. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании центробежных насосов, перекачивающих пульпу на горно-обогатительных комбинатах.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям центробежных погружных насосов, предназначенных для перекачивания жидкостей плотностью до 1300 кг/м3 с твердыми включениями, в том числе абразивных.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям центробежных погружных насосов, предназначенных для перекачивания жидкостей плотностью до 1300 кг/м3 с твердыми включениями, в том числе абразивных.

Изобретение относится к рабочему колесу насоса согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к шламовому насосу реактора для одновременного перекачивания твердых веществ, жидкостей, паров и газов. .

Изобретение относится к насосостроению, а точнее к центробежным насосам для перекачки неоднородных текучих сред. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании пульповых центробежных насосов, предназначенных для перекачки рудных пульп на горно-обогатительных комбинатах.

Изобретение относится к патрубку типа улитка для вентиляторов, имеющему признаки, указанные в ограничительной части основного п.1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к вентиляторным блокам со свободным радиальным рабочим колесом, предназначенным для использования преимущественно в канальных вентиляторах.

Изобретение относится к центробежным вентиляторам, предназначенным для использования в вытяжных колпаках или вытяжных устройствах для дыма (дымососах), и обеспечивает разделение паров жидкостей и снижение шума, производимого разделителем.

Изобретение относится к центробежным насосам для транспортирования по трубопроводам гидросмеси. .

Изобретение относится к компрессоростроению. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к отрасли машиностроения и может использоваться в питательных насосах типа ПЭ, которые применяются на тепловых и атомных электростанциях. .

Центробежный компрессор газотурбинного двигателя содержит крышку (100), корпус (30) и рабочее колесо (20). Крышка (100) включает в себя передний по потоку конец (40a) и задний по потоку конец (100b). Корпус (30) имеет передний по потоку край (32) и задний по потоку край (34). Рабочее колесо (20) с лопатками установлено с возможностью вращения в корпусе. Крышка выполнена с возможностью закрытия лопаток (28) рабочего колеса с образованием внешней поверхности канала (38) для потока газа, продолжающегося между передним по потоку и задним по потоку краями корпуса. Крышка прикреплена к переднему по потоку краю корпуса посредством ее переднего по потоку конца, а ее задний по потоку конец (100b) остается свободным. Крышка дополнительно содержит упор (102) для ограничения осевого перемещения ее заднего по потоку конца (100b) относительно заднего по потоку края (34) корпуса при работе компрессора. Предложенное техническое решение позволяет избежать контакта крышки с лопатками рабочего колеса во время работы в условиях ухудшения характеристик компрессора. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх