Горизонтальный гидропульсор



Горизонтальный гидропульсор
Горизонтальный гидропульсор
Горизонтальный гидропульсор
Горизонтальный гидропульсор

 


Владельцы патента RU 2572152:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Свет. Вода. Тепло-М" (RU)

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии и может найти применение в системах и установках водоснабжения, орошения, осушки, увеличения напора на микро- и мини-ГЭС, накопления воды в судовых шлюзах. В горизонтальном гидропульсоре в основных лопастях рабочего колеса, образующих центростремительные сливные и напорные каналы, выполнены полости, сообщенные с этими каналами. В верхнем положении отдельных лопастей через отверстия в полостях, расположенные в этих лопастях, втекает перекачиваемая жидкость и при дальнейшем повороте рабочего колеса до нижнего положения этих лопастей сила тяжести жидкости, заполняющей полости, увеличивает вращающий момент на рабочем колесе, повышая мощность гидропульсора. При дальнейшем повороте рабочего колеса жидкость через эти же отверстия вытекает из полостей, облегчая поворот лопастей на их подъеме. Изобретение направлено на повышение надежности работы и увеличение КПД. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии и может найти применение в системах и установках водоснабжения, орошения, осушки, увеличения напора на микро- и мини-ГЭС, накопления воды в судовых шлюзах и т.д.

В настоящем изобретении усовершенствуются известные конструкции гидропульсоров, содержащие подвод, направляющий аппарат, турбинное рабочее колесо, напорный отвод, отводящую трубу, а также радиальные и осевую опоры на валу рабочего колеса (см., например, Ф.В. Конради. «Гидропульсор». Ташкент. 1939 г., а также гидропульсоры по авторским свидетельствам и патентам СССР №24710, №65722, №18057, №79816 и др.).

Также известна конструкция гидропульсора, содержащая подвод, направляющий аппарат с лопатками, образующими центростремительные сливные каналы, с размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы и установленное на валу рабочее колесо с лопастями, образующими сливные и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов выполнен в диффузор отсасывающей трубы и с размещенными за напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса (см. патент на изобретение №2457367 от 06.07.2010 г. ).

Указанная конструкция гидропульсора может быть принята за базовый объект.

Недостатком конструкции указанного базового объекта может являться малая величина желаемых выходных параметров гидропульсора (подаваемых напора и расхода), особенно при ограниченной малой высоте подпора водяного столба на входе в гидропульсор, т.к. при этом может не хватать мощности двух центростремительных гидротурбинных ступеней радиально-осевого рабочего колеса для обеспечения надежной работы его центробежной насосной ступени и импульсной подачи жидкости в колесо.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, предусматривает устранение указанного недостатка, т.е. обеспечение повышенных параметров жидкости на выходе гидропульсора.

Решение задачи достигается за счет того, что в гидропульсоре, содержащем подвод, направляющий аппарат с лопатками, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы и установленное на валу рабочее колесо с основными и дополнительными лопастями, образующими сливные и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов выполнен в диффузор отсасывающей трубы, и с размещенными за напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса, вал рабочего колеса установлен горизонтально и в его основных лопастях, образующих центростремительные каналы, выполнены полости, сообщенные с этими каналами.

При этом указанные полости при вращении вертикально расположенного рабочего колеса оказываются заполненными жидкостью при спуске их от верхней до нижней точек на окружности вращения и становятся пустыми при подъеме от нижней до верхней точки. Указанное обстоятельство позволяет использовать силу тяжести части перекачиваемой жидкости для повышения момента вращения на рабочем колесе дополнительно к моменту вращения, создаваемому гидравлическими силами на лопастях центростремительных турбинных ступеней рабочего колеса.

Особенной значительно приращение момента вращения, а следовательно, и мощности гидропульсора при больших диаметрах рабочего колеса (1-2 метра) и соответственно больших полостях в лопастях.

Использование предлагаемой конструкции гидропульсоров с увеличенными параметрами напора и расхода на выходе повышает надежность работы и увеличивает КПД при тех же параметрах подаваемой жидкости и тех же габаритах, что и в известных конструкциях гидропульсоров.

Таким образом, заявляемая конструкция гидропульсора имеет технические преимущества по сравнению с известными конструкциями гидропульсоров.

Данные, подтверждающие достоверность достижения решения указанной задачи изобретения, описаны в специальной технической литературе (см., например, Г. Лоренц и Э. Прегер «Таран и гидропульсор», В.Н. Ростовцев «Утилизация малых падений вод». Издание А.Ф. Девриена Петроград 1916 г., Ф.В. Конради «Гидропульсор» Ташкент 1939 г. и др.).

Сущность изобретения поясняется чертежами заявляемой конструкции гидропульсора на фиг. 1-4.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез гидропульсора, снизу от оси - по напорным каналам направляющего аппарата (н.а.) и рабочего колеса (р.к.), а сверху - по сливным каналам н.а. и р.к. при совпадениях соответствующих каналов.

На фиг. 2 - 3-ступенчатый горизонтальный разрез (по напорным центробежным каналам р.к. - левая верхняя четверть окружности рабочего колеса, по напорным центростремительным каналам н.а. и р.к. - правая верхняя четверть окружности и по центростремительным сливным каналам н.а. и р.к. - нижняя половина рабочего колеса).

На фиг. 3 изображены напорный канал и лопатка н.а., а на фиг. 4 - основная лопасть рабочего колеса с выполненной в ней полостью.

Данный гидропульсор включает в себя:

- подвод 1 (например, спиральный), направляющий аппарат 2 с двумя рядами в направлении горизонтальной оси лопаток, правые из которых - лопатки 3 - установлены на основании 27 и образуют сливные каналы 4 и размещенные слева от сливных каналов лопатками 5, образующими напорные 6 каналы (причем лопатки 3 и 5, а следовательно, и соответствующие им сливные 4 и напорные 6 каналы взаимно смещены в разные секторы направляющего аппарата).

- вращающееся рабочее колесо 7 с турбинными основными лопастями 8 с выполненными в них полостями 9 и дополнительными лопастями 10, образующими сливные каналы 11 потока, и размещенными на перегородке 12 слева от указанных лопастей 8 турбинными основными лопастями 13 и дополнительными лопастями 14, между которыми образуются напорные центростремительные каналы 15, а в основных лопастях 13 также выполнены аналогичные полостям 9 полости.

Полости 9 в лопастях 8 и 13 имеют отверстия 16, сообщающие их с каналами 11 и 15, образованные этими лопастями. Сливные каналы 11 и напорные каналы 15 при смещении рабочего колеса на ширину его основной лопасти по высоте и в плане совпадают с соответствующими им лопатками 3 и 5 и расположенными между ними секторами сливных 4 и напорных 6 каналов направляющего аппарата.

На закрывающей сверху напорные каналы перегородке 17 снизу выполнены центробежные насосные лопасти 18, между которыми образуются каналы 19 диагонального рабочего колеса насоса. В полостях 9 для слива из них части жидкости и для предотвращения создания зон вакуума в разделяющей сливные и напорные каналы перегородке 12 выполнены отверстия 20.

- напорный отвод 21 (например, спиральный) выполнен в одном корпусе с подводом 1;

- для слива жидкости выполнена отводящая отсасывающая труба 22;

- вал 23 рабочего колеса 7 установлен в антифрикционных радиальных опорах скольжения 24 и опирается пятой 25 на осевую опору 26. Радиальные и осевая опоры скольжения смазываются перекачиваемой жидкостью.

Спиральный подвод-отвод и направляющий аппарат 2 установлены на основании 27.

При работе гидропульсора жидкость из бассейна под небольшим напором (05-1 м и выше) подается по трубе в подвод 1, из которого попадает в направляющий аппарат 2 и проходит между его неподвижными лопатками 3 в сливные каналы 4, а между лопатками 5 в напорные каналы 6.

Из сливных каналов 4 неподвижного направляющего аппарата 2 жидкость поступает во вращающееся рабочее колесо 7 на его основные лопасти 8 и дополнительные лопасти 10 (приводя во вращение рабочее колесо) и по образованным этими лопастями сливным каналам 11 выходит через отводящую отсасывающую трубу 22 в нижний бьеф реки, канала и т.п.

В этом положении рабочего колеса 7 его напорные центростремительные каналы 15 перекрыты на входе неподвижными лопатками 5 направляющего аппарата 2.

При повороте рабочего колеса 7 на ширину его основной лопасти сливные каналы 11 перекрываются неподвижными лопатками 3 направляющего аппарата 2 и открываются напорные центростремительные каналы 6 и 15. При этом жидкость из напорных каналов 6 направляющего аппарата 2 попадает на основные лопасти 13 и дополнительные лопасти 14, также приводя во вращение рабочее колесо.

При этом в верхнем положении отдельных лопастей 8 и 13 через отверстия 16 в полости 9, расположенные в этих лопастях, втекает перекачиваемая жидкость и при дальнейшем повороте рабочего колеса до нижнего положения этих лопастей сила тяжести жидкости, заполняющей полости (в правой половине рабочего колеса на фиг.2), увеличивает вращающий момент на рабочем колесе, повышая мощность гидропульсора. При дальнейшем повороте рабочего колеса жидкость через отверстия 16 вытекает из полостей 9, облегчая поворот лопастей на их подъеме.

Через напорные центростремительные каналы 15 жидкость поступает в кольцевую (коническую) полость вокруг вала 23 рабочего колеса 7, откуда поступает на центробежные лопасти 18 и по образованным ими каналам 19 диагонального рабочего колеса с повышенным напором попадает в спиральный отвод 21.

Таким образом, предлагаемая конструкция электрогидропульсора имеет практическую ценность и может создать технический и экономический эффект при внедрении возобновляемых гидравлических источников энергии, способствуя решению задач энергосбережения.

Гидропульсор, содержащий подвод, направляющий аппарат с лопатками, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу рабочее колесо с основными и дополнительными лопастями, образующими сливные и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов выполнен в диффузор отсасывающей трубы с размещенными за напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной ступени колеса, отличающийся тем, что вал рабочего колеса установлен горизонтально и в его основных лопастях, образующих центростремительные каналы, выполнены полости, сообщенные с этими каналами.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и водоемов. Прибойный гидравлический таран содержит питательную трубу 1, один конец которой размещен у водоема с возможностью ее периодического заполнения набегающей волной, а на другом конце установлены ударный клапан 2, воздушный колпак 3 с нагнетательными трубопроводом 4 и нагнетательным клапаном 5, сообщающим колпак 3 с трубой 1.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов. Гидравлический таран включает водоисточник 1, перегороженный перемычкой с трубчатым патрубком 3.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов, и может быть использовано при проектировании и производстве водоподъемных устройств в системе мелиорации и водного хозяйства без дополнительных источников энергии для подачи воздуха в воздушный колпак гидротарана.

Изобретение относится к водоподъемным устройствам, использующим потенциальную энергию воды, и может быть использовано в местах перепада уровней воды, например на плотинах прудов.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод 1 с ударным клапаном 39 и напорный патрубок 29, 30, колпак 25, 26, разделенный перегородкой 45 в виде сетки на две камеры, пружины 42.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах жидкостных и ядерных ракетных двигателей.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным высоконапорным центробежным насосам, и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в ракетостроении, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных и ядерных ракетных двигателей.

Группа изобретений относится к области насосостроения и может быть использована в ракетостроении, в турбонасосных агрегатах (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и ядерных ракетных двигателей (ЯРД).

Изобретение относится к центробежному турбонасосу для нагнетания двух различных текучих сред и может использоваться для получения смеси двух различных сред, для отделения дисперсных частиц от газов после их смешивания с жидкостью с последующим отделением ее от последних и т.п.

Изобретение относится к турбонасосостроению. Турбонасосный агрегат содержит турбинный узел, включающий корпус подвода пара, сопловый аппарат с наклонными конфузорно-диффузорными соплами, турбину, имеющую вал с рабочим колесом, и расположенный за турбиной по потоку корпус отвода отработанного пара.

Группа изобретений относится к турбонасосостроению. Корпус насоса включает корпусы входа и отвода перекачиваемой среды и уступообразный тыльный кольцевой элемент, образующие совместно проточную полость для размещения шнекоцентробежного рабочего колеса закрытого типа и автомата осевой разгрузки ротора.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидротаранных установок. Гидротаранная установка содержит питательную и нагнетательную трубы 2 и 12, воздушный колпак 9, ударный и нагнетательный клапана 10 и 11, водозаборное устройство. Водоприемный оголовок трубы 2 снабжен дополнительным цилиндрическим патрубком 16 и соединен с ним посредством раструба 15. Полость патрубка 16 сообщена с мусорозащитным устройством. Мусорозащитное устройство размещено в водоисточнике и состоит из куполообразного корпуса, перфорированной трубы с отбойными вертикальными стенками и турбины, выполненной винтолопастной с возможностью вращения относительно своей оси, и прикрепленной к куполообразному корпусу с возможностью вращения вертикальной оси оголовка трубы 2. Установка снабжена автоматическим регулятором уровня воды статического напора 3 для настройки на заданный расход гидротарана и располагается на трубе 2, разделяя ее на две части. Изобретение направлено на обеспечение забора воды из источника у водозабора, очищенной от наносов и мусора, поддержание стабильного расхода воды, и подачу ее в гидротаранную установку. 4 ил.
Наверх