Насос

 

II i! 73 I 958

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.09.78 (21) 2666762/25-06 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

F 04D 1/04

Г 04D 31/00 (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (53) УДК 621.671 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. В. Щербатенко, А. С. Шапиро, В. П. Ханкин и Л. П. Сапрыкина (71) Заявитель (54) НАСОС

ГосУдаРственный комитет (23) Приоригег

Изобретение относится к области насосостроения, а именно к шнекоцентробежным насосам, предназначенным для перекачивания газожидкостных сред.

Известно, что при пониженных расходах жидкости на входе в центробежный насос образуются противотоки (обратные токи), последствиями воздействия которых в случае перекачивания газожидкостной смеси является ухудшение всасывающей способности насоса, происходящее вследствие накопления газовой фазы в зоне противотоков, а также появление автоколебательных режимов работы. О наличии противотоков судят по величине расходного параметра q, представляющего собой отношение текущего расхода жидкости на входе в насос к расходу, при котором поток входит на лопасть с нулевым углом атаки. При д)дар ——

=0,5 противотоки исчезают, а при д(д„р ——

=0,5 — появляются (дкр — критический расходный параметр). Для шнекового колеса с заданной геометрией проточной части и постоянной угловой скоростью вращения вала расходный параметр q равен отношению текущей осевой скорости перед шнеком к соответствующей скорости на режиме с нулевым углом атаки. В связи с этим противотоки можно устранить путем увеличения осевой скорости потока перед колесом.

Известен шнекоцентробсжный насос, содержащий корпус, установленные в нем на валу прсдвключснный шнек и центробежное рабочее колесо, в котором для устранения противотоков используется перепуск части жидкости из области повышенного давления на вход в насос (1).

Недостатком известного насоса является существенное снижение объемного КПД «а10 соса.

Наиболее.близким техническим решением к известному является насос, содержащий корпус с расположенными в нем прсдвключенным шнеком и центробежным рабочим

15 колесом, установленными на валу, имеюIII oM полый обтекате, I c окнамп, снабженныйй упругой оболочкой и сообщенньш с зоной нагнетания насоса (2).

Недостаток известного насоса заключает20 ся в том, что он не обеспечивает достижения высокой всасывающей способности и не устраняет автоколебательных режимов работы при пои и женн ых р а сходах.

Целью настоящего изобретения является

25 повышение всасывающей способности и устранение автоколебательных режимов работы на пониженных расхода.; прн перекачнвании газожидкостных сред.

Указанная цель достигается тем, что вал

Ç0 имеет подключеш|ую к источнику низкого

731058

:)3

U0 давления внутреннюю полость, отверстия и каналы, выполненные соответственно со стороны входа и выхода шнека, и кольцо, подпружиненное относительно обтекателя и расположенное на наружной поверхности вала в золе отверстий, и полость вала сообщена с проточной частью насоса через каналы постоя««о, 3 через отвсрс !пи — пр« перемещен«:i кол ьца, и у«ругая оболочка закреплена на последнем.

На чертеже изображен насос., продольньш разрез.

Насос содержит корпус 1 с расположенными в нем прсдвклю снным шнеком 2 и цснтробс)кпым рабочим колесом 3, устаноьленными 113 валу 4, «мсющсм полый оотекатель 5 с окнами б. Обтскатег!1. 5 с«аб>(ссп упругой оболочкой 7 и сообщен с зоной 8 нагнетания 8 насоса.

Бал 4 имеет подключенную к исто (нику низкого давления (не показан) виутрсшиою полость 9, отверстия 10 и каналы 11. выполненные соотвстствеиио со стороны входа и выхода в шнек 2.

Вал 4 снабжен также кольцом 12, подпружиненным пружиной 13 и расположеиII6Iм на нару>!спой поьсрхности валя 4 в зоис отверстий 10. Полость 9 вала 4 сообщс«я с llpoTo шой частью насоса чсрсз 1;яиалы 11 постоянно, а черсз отверстия 10 — при i(cремещеиии кольца 12, «а котором закреплена упругая оболочка 7.

Насос работаст следующим образом.

При вращении вала 4 газож:!дкостияя смесь поступает в шнек 2, а затем в рабочее колесо 3.

Ня режиме без протш!отоков (q) 0,5) давление в зоис пап(станпя 8 от«ос:(тельно невелико, и поэтому оио нс может существенно изменить конфигурацию упругой оболочки 7, которая плотно прилегает к полому обтекателю 5. При этом кочьцо 12, находясь в крайне правом положении, перекрывает отверстия 10 и отсспарироваииая ь шиекс 2 газовал фаза через каналы 11 поступает lio внутреннюю полость 9 вала 4 и далее к источнику низкого давления.

При работе насоса иа иоии)кснных ðàcêoдах (q(0,5), когда иа входе в шнек 2 IioЯВ:11110ТС(1 I(poTI!!IOTO(i(I, давлспиС в 301(C 1(3гнетаиия 8 повышастся и становится достаточным для того, чтобы растянуть упругую оболочку 7 (на чертеже «ОВОС иоложснис показано штрих-пунктиром) . При этом появляется исуряв«овсшенная осевая сила, под действием которой кольцо 12, сжима i пружину 13, перемещается влево, открывал отьсрстия 10. Начиная с этого момента, часть отсепарироваиной в шнеке 2 газовой фазы из внутрсш(сй по,!Ости 9 васса 4 через

10 IIO T;ICTC5I в 0();13CTb р (зрсжс««я за растяп .то!! уиргп сгй оооло кой 7, выполняющей в данном случае роль кавитатора, в результате чего за ней образуется искусственная каверна, перекрывающая часть проходного сечения входа в насос непосредственно перед шнеком 2, 3 также часть проходного сечения его проточной части. При этом осевая скорость потока перед ш и е !с 0 м 2 возрастает, 3 e, (и 1 !.! н 3 р а с х од« о го параметра с(становится больше своего критического значения с(„„=0,5 и противотоки исчезают. жидкая фаза, независимо от режима работы насоса, после шнека 2 направляется в центробежное колесо 3 и далее к потреб«тел!о.

М01«ность, затрачиваемая на ооразоваиие искусственной каверны, нс превосio,TIIT десятых долей процента от мощности, потребляемой насосом, т. е. является иесущсствс«ной в общем энергетическом балансе пасоса. Другими словами, переиуск части отсеиарированного и сжатого в шнеке газа в область разрежения за растянутой упругой оболочкой практически «е отразится иа

1(ПД насоса.

Таким образом, (3III(b11 насос обеспечивает автоматическое устраисиис ирстивотоков иа входс в насос при пои«же(i«(.(x расходах жидкости, в рсзультятс э-,o:о повышается его всасывающая способность и устр 3 и я 10 т с я я 13тo Ko.a с!) а Tc, ь l I ы с,)) с )и! м ы р 3— с)оты.

Формула изобретения

Насос, содержащий корпус с расположсиными в нем прсдвключснным шнеком центробежным рабочим колесом, установле«ными на валу, имеющем иолыи обтекатсль с окнами, снабженный упругой оболочкой и сообщенный с зоной пап(стан«я насоса, отличающийся тем, !TO, с целью повышения всасывающей способности и устранения автоколсбатель«ых режимов работы иа поииисспных расходах ири перекачш:аи«и гязожид(состиых c),)0.1, вал имеет подключенную к источнику низкого давления впутрс(шюю полость, отверстия и каналы, выпол«еш(ыс соот!!стствспио со стОр01 ы входа и выхода )п«ека,:i кольцо, «о..(пружинсинос о-,нос«тельно обтскателя и расположсипос на пяруж«0« поверх«ос 1 и валя в зоне отвсрстш(, «полость вала сообщена с проточной частью «ясоса через каналы постоянно, 3 чсрсз отверстия — при псремещсиш: кольца, и упругая оболо:(ка закреплена па последнем.

Источи!!ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Лпглии ¹ 1449450, кл. Г iC, 197G.

2. Авторское свидетельство О.!.. г) № 505824, кл. Г 04D 15, 00, 1974.

731058

Редактор Л. Гольдина

Корректор В. Дод

Заказ 539/3 Изд. № 275 Тираж 772 Подписное

1!ПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретсний и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Л. Аиисилюва

Техред В. Серякова амую злуго с7а8линия